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潤滑劑分析常用理化指標(biāo)和意義之一
1. 粘度
液體受外力作用移動(dòng)時(shí),液體分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì),稱為粘度。粘度隨溫度的升高而較低。它是潤滑油的主要技術(shù)指標(biāo),粘度是各種潤滑油分類分級的依據(jù),對質(zhì)量鑒別和確定用途等有決定性的意義。
我國常用運(yùn)動(dòng)粘度、動(dòng)力粘度和條件粘度來表示油品的粘度。測定運(yùn)動(dòng)粘度的標(biāo)準(zhǔn)方法為GB/T 265、GB/T 11137,即在某一恒定的溫度下,一定體積的液體在重力下流過一個(gè)標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管的時(shí)間。粘度計(jì)的毛細(xì)管常數(shù)與流動(dòng)時(shí)間的乘積就是該溫度下液體的運(yùn)動(dòng)粘度。運(yùn)動(dòng)粘度的單位為m2/s,通常實(shí)際使用單位是mm2/s。國外相應(yīng)測定油品運(yùn)動(dòng)粘度的標(biāo)準(zhǔn)方法主要有美國的ASTM D445、德國的DIN 51562和ISO 3105等。
某些油品,如液力傳動(dòng)液、車用齒輪油等低溫粘度通常用布氏粘度計(jì)法來測定。我國的GB/T 11145、美國的ASTM D2983和德國的DIN 51398等標(biāo)準(zhǔn)方法。
粘度是評定潤滑油質(zhì)量的一項(xiàng)重要的理化性能指標(biāo),對于生產(chǎn),運(yùn)輸和使用都具有重要意義。在實(shí)際應(yīng)用中,絕大多數(shù)潤滑油是根據(jù)其
粘度的度量方法分為粘度和相對粘度兩大類。粘度分為動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度兩種;相對粘度有恩氏粘度、賽氏粘度和雷氏粘度等幾種表示方法。
粘度指數(shù)是一個(gè)表示潤滑油粘度隨溫度變化的性質(zhì)的參數(shù)。潤滑油的粘度隨溫度的變化而變化:溫度升高,粘度減?。粶囟冉档?,粘度增大。這種粘度隨溫度變化的性質(zhì),叫做粘溫性能。通過將潤滑油試樣與一種粘溫性較好(粘度指數(shù)定為100)及另一種粘溫性較差(粘度指數(shù)定為0)的標(biāo)準(zhǔn)油進(jìn)行比較,得出表示潤滑油粘度受溫度影響而變化程度的相對值。粘度指數(shù)(VI)是表示油品粘溫性能的一個(gè)約定量值。粘度指數(shù)高,表示油品的粘度隨溫度變化小,油的粘溫性能好。反之亦然。
石油產(chǎn)品的粘度指數(shù)可通過計(jì)算得到。計(jì)算方法在我國的GB/T 1995或美國的ASTM D2270、德國的DIN 51564、ISO2902、日本的JIS K2284等標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)的說明。粘度指數(shù)還可以用查表法得到,我國的GB/T 2541。
粘溫性能對潤滑油的使用有重要意義,如發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油的粘溫性能不好,當(dāng)溫度低時(shí)粘度過大,就會(huì)啟動(dòng)困難,造成能源浪費(fèi),而且啟動(dòng)后潤滑油不易流到摩擦表面上,加快機(jī)械零件的磨損。如果溫度過高,粘度變小,則不易在摩擦表面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)挠湍?,失去潤滑作用,使機(jī)械零件的摩擦面產(chǎn)生擦傷和膠合等故障,另外,粘溫性能好的潤滑油可以在冬夏季節(jié)和我國的南方、北方地區(qū)通用。
潤滑油極壓抗磨性能是齒輪油、液壓油、潤滑脂、工藝用油等潤滑劑的重要性能指標(biāo)。具有極壓抗磨性能的油品,都必須進(jìn)行極壓抗磨性能的模擬評定。常用的模擬評定試驗(yàn)機(jī)有四球機(jī)、梯姆肯環(huán)塊試驗(yàn)機(jī)、Falxe試驗(yàn)機(jī)、FZG齒輪試驗(yàn)機(jī)、Almen試驗(yàn)機(jī)、SAE試驗(yàn)機(jī)等等。應(yīng)用比較普遍的有四球機(jī)、梯姆肯環(huán)塊試驗(yàn)機(jī)、FZG齒輪試驗(yàn)機(jī)。
四球試驗(yàn)機(jī)模擬試驗(yàn):測定潤滑油脂的減摩性、抗磨性和極壓性。減摩性用摩擦系數(shù)“f”表示和抗磨性能用磨痕直徑 “d”表示;極壓性用zui大無卡咬負(fù)荷 “PB”、燒結(jié)負(fù)荷“PD”和綜合磨損值“ZMZ” 表示。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有GB/T 3142潤滑劑承載能力測定法、GB/T 12583潤滑劑承載能力測定法、SH/T 0189潤滑油磨損性能測定法、SH/T 0202潤滑脂四球機(jī)極壓性測定法、SH/T 0204潤滑脂抗磨性能測定法。國外標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有ASTM D 2783潤滑油極壓性測定法、ASTM D4172潤滑油抗磨性測定法、ASTM D2596潤滑脂極壓性測定法、ASTM D2266潤滑脂抗磨性測定法。
zui大無卡咬負(fù)荷PB(N),在試驗(yàn)條件下,使試驗(yàn)鋼球不發(fā)生卡咬的zui大無卡咬負(fù)荷,它代表油膜強(qiáng)度。
燒結(jié)負(fù)荷PD(N),在試驗(yàn)條件下,使試驗(yàn)鋼球發(fā)生燒結(jié)的zui低負(fù)荷為燒結(jié)負(fù)荷,它代表潤滑劑的極限工作能力。
綜合磨損值ZMZ(N),綜合磨損值ZMZ是潤滑劑在所加負(fù)荷下使磨損減少到zui小的抗極壓能力的一個(gè)指數(shù),它等于若干次校正負(fù)荷的平均值。
石油產(chǎn)品抵抗由于空氣(或氧氣)的作用而引起其性質(zhì)發(fā)生*性改變的能力,叫做油品的氧化安定性。潤滑油的抗氧化安定性是反映潤滑油在實(shí)際使用、貯存和運(yùn)輸中氧化變質(zhì)或老化傾向的重要特性。
油品在貯存和使用過程中,經(jīng)常與空氣接觸而起氧化作用,溫度的升高和金屬的催化會(huì)加深油品的氧化。潤滑油品氧化的結(jié)果,使油品顏色變深,粘度增大,酸性物質(zhì)增多,并產(chǎn)生沉淀。這些無疑對潤滑油的使用會(huì)帶來一系列不良影響,如腐蝕金屬,堵塞油路等。對內(nèi)燃機(jī)油來說,還會(huì)在活塞表面生成漆膜,粘結(jié)活塞環(huán),導(dǎo)致汽缸的磨損或活塞的損壞。因此,這個(gè)項(xiàng)目是潤滑油品必控質(zhì)量指標(biāo)之一,對長期循環(huán)使用的汽輪機(jī)油、變壓器油、內(nèi)燃機(jī)油以及與大量壓縮空氣接觸的空氣壓縮機(jī)油等,更具重要意義。通常油品中均加有一定數(shù)量的抗氧劑,以增加其抗氧化能力,延長使用壽命。
潤滑油氧化安定性測定方法有多種,其原理基本相同,一般都是向試樣中直接通入氧氣或凈化干燥的空氣。在金屬等催化劑的作用下,在規(guī)定溫度下經(jīng)歷規(guī)定的時(shí)間觀察試樣的沉淀或測定沉淀值、測定試樣的酸值、粘度等指標(biāo)的變化。試驗(yàn)條件因油品而異,盡量模擬油品使用的狀況。我國對內(nèi)燃機(jī)油的氧化測定方法有SH/T0299-92和SH/T0192-92標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;汽輪機(jī)油SH/T 0193-92旋轉(zhuǎn)氧彈法來測定其抗氧化性能;變壓器油的氧化特性按SH/T 0206-92即電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)IEC74標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行;中潤滑油氧化安定性測定主要有GB/T 12581加抑制劑礦物油氧化特性測定法、GB/T 12709潤滑油老化特性測定法(康氏殘?zhí)糠?/a>)、SH/T 0123極壓潤滑油氧化安定性測定法進(jìn)行。