潤滑油脂
潤滑油脂是一種化學物質,是碳氫化合物的混合物潤滑油的基本性質包括一般物理和化學性質、特殊理化性能和模擬臺架試驗表明,每種潤滑脂都有其共同的一般理化性能來表現產品的內在質量,一般理化性能表現在外觀上(色度)密度、粘度、凝點和傾點、酸值、堿值和中和值、水分和其他方面,機械雜質、水分、灰分和殘炭都是反映油品純度和潤滑油基礎油精制程度的質量指標。
理化性能 編輯本段
一般理化性能
每種潤滑脂都有其共同的一般物理和化學性質,以顯示產品的內在質量。對于潤滑油,這些一般物理和化學性質如下:
1)外觀(色度)
油的顏色往往能反映其精煉程度和穩定性。對于基礎油來說,精制程度越高,烴氧化物和硫化物的脫除越干凈,顏色越淺。但是,即使煉油條件相同,不同油源不同基的原油生產出來的基礎油顏色和透明度也可能不同。
對于新的成品潤滑油來說,因為添加劑的使用,顏色已經失去了原本作為判斷基礎油精煉程度指標的意義。
2)密度
密度是最簡單的潤滑劑、最常用的物理性能指標。潤滑油的密度隨其成分中的碳含量而變化、氧、含硫量增加,所以在相同粘度或相同相對分子量下,芳烴膠質瀝青質多的潤滑油密度最高,環烷烴多的居中,烷烴多的最小。
3)粘度
粘度反映了油品的內耗,是表示油品油性和流動性的指標。不加任何功能添加劑,粘度越高,油膜強度越高,流動性越差。
4)粘度指數
粘度指數表示油的粘度隨溫度變化的程度。粘度指數越高,說明油的粘度受溫度影響越小,其粘溫性能越好,反之亦然。
5)閃點
閃點是指示油品蒸發的指標。油餾分越輕,蒸發越大,閃點越低。相反,油餾分越重,蒸發越小,閃點越高。同時,閃點是石油產品著火危險的指標。石油產品的危險等級是根據它們的閃點來劃分的閃點低于45℃時為可燃,高于45℃時,嚴禁在儲運過程中將油品加熱至其閃點溫度。在粘度相同的情況下,閃點越高越好。因此,用戶應根據潤滑油的使用溫度和工作條件來選擇潤滑油。一般認為閃點比使用溫度高20 ~ 30℃,可以安全使用。
6)凝點和傾點
冰點是指在規定的冷卻條件下,油停止流動的最高溫度。石油產品的凝固與純化合物的凝固有很大的不同。油品沒有確定的凝固溫度,所謂的'凝固'只是作為一個整體,它失去了流動性,并不是所有的組成部分都變成了固體。
潤滑油的凝固點是表征潤滑油低溫流動性的重要質量指標。對于生產、運輸和使用意義重大。凝固點高的潤滑油不能在低溫下使用。相反,在溫度較高的地區,不必使用低凝固點的潤滑油。因為潤滑油的凝固點越低,其生產成本就越高,造成不必要的浪費。一般來說,潤滑油的凝固點應比使用環境中的最低溫度低5~7℃。但特別要提的是,選擇低溫潤滑油時,要結合油品的凝固點、綜合考慮低溫粘度和粘溫特性。由于油的凝固點低,其低溫粘度和粘溫特性可能達不到要求。
凝固點和傾點都是低溫下油品流動性的指標,兩者沒有原理上的區別,只是測定方法略有不同。同一油品的凝固點和傾點并不完全相等,一般傾點比凝固點高2 ~ 3℃,但也有例外。
7)酸值、堿值和中和值
酸值是表示潤滑油中含有酸性物質的指標,單位為mgKOH/g。酸價分為強酸價和弱酸價,兩者相加就是總酸價(簡稱TAN)我們通常所說的'酸值',實際上是指'總酸值(TAN)
堿值是表示潤滑油中堿性物質含量的指標,單位為mgKOH/g。
基數又分為強基數和弱基數,兩者相加就是總基數(簡稱TBN)我們通常所說的'堿值'實際上是指'總堿值(TBN)
中和值實際上包括總酸值和總堿值。但是,除非另有說明,一般來說,'中和值',實際上僅是指'總酸值',其單位也是mgKOH/g。
8)水分
水分是指潤滑油中水含量的百分比,通常以重量計。潤滑油中水分的存在會破壞潤滑油形成的油膜,使潤滑效果變差,加速有機酸對金屬的腐蝕,腐蝕設備,使油品容易產生沉淀物。簡而言之,潤滑油中的水分越少越好。
9)機械雜質
機械雜質是指存在于潤滑油中,不溶于汽油的雜質、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠體懸浮液。這些雜質大部分是沙子和鐵屑,還有一些添加劑帶來的不溶于溶劑的有機金屬鹽。潤滑油基礎油的機械雜質一般控制在0.005%以下(機雜在0.005%以下被認為是無)
10)灰分和硫酸灰分
灰燼是指在特定條件下燃燒后留下的不可燃物質。灰分的成分一般認為是一些金屬元素及其鹽類。Ash對不同的油有不同的概念對于基礎油或無添加劑的油品,可以用灰分來判斷油品的精制深度。對于含有金屬鹽添加劑的油品,(新油)灰分成為定量控制添加劑添加量的手段。國外是用硫酸灰代替灰。其方法是:在油樣燃燒前和燃燒后灰化前加入少量濃硫酸,使添加劑的金屬元素轉化為硫酸鹽。
11)殘炭
在規定的實驗條件下,油受熱蒸發燃燒后形成的焦黑色殘渣稱為殘炭。殘炭是潤滑油基礎油的重要質量指標,是判斷潤滑油性質和精制深度的規定項目。潤滑油基礎油殘炭量的多少不僅與其化學組成有關,還與油品的精制深度有關潤滑油中形成殘炭的主要物質有:油中的膠質、瀝青質和多環芳烴。這些物質在空氣不足的情況下,被強熱分解、縮合而形成殘炭。油的精煉深度越深,殘炭值越小。一般來說,空白基礎油的殘炭值越小越好。
現在,許多油都含有金屬、硫、磷、含氮添加劑的殘炭值很高,所以含添加劑油的殘炭已經失去了殘炭測定的本來意義。機械雜質、水分、灰分和殘炭都是反映油品純度和潤滑油基礎油精制程度的質量指標。
特殊理化性能
除了上述一般物理和化學性質外,每種潤滑油還應具有表征其使用特性的特殊物理和化學性質。質量要求越高,或者說油品越具體,其特殊的理化性質就越突出。反映這些特殊物理和化學性質的試驗方法簡述如下:
1)氧化安定性
氧化安定性表現了潤滑油的抗老化性能,這是一些使用壽命長的工業潤滑油所要求的,因而成為這類油品所要求的特殊性能。測定油品氧化安定性的方法很多,基本上一定量的油品都是在空氣存在的情況下(或氧氣)然后測定油品的酸值、粘度變化和沉積物形成。所有潤滑油根據其化學成分和外部條件具有不同的自動氧化傾向。使用過程中會發生氧化,從而逐漸生成一些醛類、酮、酸類和膠質、對于瀝青質等物質,氧化安定性是抑制上述不利于油品使用的物質形成的性能。
2)熱安定性
熱穩定性是指油的耐高溫性能,也就是潤滑油對熱分解的抵抗能力,也就是熱分解溫度。一些優質抗磨液壓油、壓縮機油等都對熱穩定性提出了要求。油品的熱穩定性主要取決于基礎油的組成,許多分解溫度低的添加劑往往對油品的穩定性有不利影響;抗氧化劑不能明顯提高油品的熱穩定性。
3)油性和極壓性
油性是指潤滑油中的極性物質在摩擦部件的金屬表面形成一層固體的物理化學吸附膜,從而起到抵抗高負荷和摩擦磨損的作用,極壓是指潤滑油中的極性物質在摩擦部件的金屬表面暴露在高溫下、高負荷下發生摩擦化學分解,與表面金屬發生摩擦化學反應,形成低熔點的軟(或稱具可塑性的)極壓膜,從而起到抗沖擊的作用、抗高負荷耐高溫的潤滑功能。
4)腐蝕和銹蝕
由于油品的氧化或添加劑的作用,鋼鐵等有色金屬常被腐蝕。腐蝕試驗一般是將紫銅條放入油中,100℃放置3小時,然后觀察銅的變化;腐蝕試驗是鋼表面在水和蒸汽的作用下會生銹為了確定防銹性,在300毫升油試驗中加入30毫升蒸餾水或人工海水,然后將鋼筋放入其中,在54℃下攪拌24小時,然后觀察鋼筋的腐蝕情況。油品應具有抗金屬腐蝕和侵蝕的功能在工業潤滑劑標準中,這兩項通常是必需的。
5)抗泡性
潤滑油在運行過程中,由于空氣的存在,經常會產生泡沫,特別是當油中含有具有表面活性的添加劑時,更容易產生泡沫,且泡沫不易消失。潤滑油在使用過程中產生的泡沫會破壞油膜,使摩擦表面燒結或增加磨損,并促進潤滑油的氧化變質,還會使潤滑系統氣阻,影響潤滑油的循環。因此,抗泡性是潤滑油的一項重要質量指標。
6)水解安定性
油品在水和金屬中水解穩定性的表征(主要是銅)在安定性的作用下,當油品的酸值較高,或含有添加劑遇水易分解成酸性物質時,該指標往往不合格。其測定方法是在油試中加入一定量的水,在一定溫度下混合攪拌銅片一定時間,然后測定水層的酸值和銅片的失重。
7)抗乳化性
工業潤滑油在使用中經常不可避免地混入一些冷卻水如果潤滑油抗乳化性不好,會與混水形成乳化液,使水難以從循環油箱底部排出,可能造成潤滑不良。因此,抗乳化性是工業潤滑劑的一個非常重要的理化性質。一般將40ml試油和40ml蒸餾水在一定溫度下劇烈攪拌一定時間,然后觀察油層-水層-乳化層被分離成40-37-3ml的時間;工業齒輪油是在一定的溫度和6000轉分的轉速下,將試驗油與水混合而成的/分別攪拌5分鐘,靜置5小時,然后量油、水、乳化層的毫升數。
8)空氣釋放值
液壓油標準中有這個要求,因為在液壓系統中,如果油中溶解的空氣不能及時釋放,會影響液壓傳動的精度和靈敏度,嚴重時達不到液壓系統的要求。測量這種性能的方法類似于抗泡沫的方法,但它是測量溶解在油中的空氣(霧沫)釋放出來的時間。
9)橡膠密封性
在液壓系統中,密封件多采用橡膠,機械中的油液不可避免地會與一些密封件接觸橡膠密封不好的油會使橡膠膨脹、收縮、硬化、開裂影響其密封性能,所以要求油與橡膠之間有良好的適應性。液壓油標準中要求橡膠密封指數,用一定尺寸的橡膠圈在油中浸泡一定時間后的變化來衡量。
10)剪切安定性
在使用含有增粘劑的油的過程中,由于機械剪切的作用,油中的聚合物被剪切,使油的粘度降低,影響正常潤滑。因此,剪切穩定性是這種油必須測試的特殊物理和化學性質。測量剪切穩定性的方法有很多,其中包括超聲波剪切法、噴嘴剪切法、威克斯泵剪切法、FZG齒輪機剪切法,這些方法最終都是為了確定油品的粘度下降率。
11)溶解能力
溶解度通常用苯胺點來表示。不同牌號的油對復合添加劑的溶限苯胺點不同低灰分油的極限值大于高堿性油,單級油的極限值大于多級油。
12)揮發性
基礎油對油耗的揮發性、粘度穩定性、氧化安定性有關。這些性能對于多級油和節能油尤為重要。
13)防銹性能
這是指防銹油特殊的理化性能,其測試方法包括水分測試、鹽霧試驗、疊片試驗、除了百葉窗測試之外,還有水置換測試、長期儲存試驗等。
14)電氣性能
電氣性能是絕緣油特有的性能,主要包括介質損耗角、介電常數、擊穿電壓、脈沖電壓等。基礎油精制深度、雜質、水分對油品的電性能影響很大。
15)潤滑脂特殊的物理和化學性質
專用潤滑脂除了具有潤滑脂的一般理化性質外,還有其特殊的理化性質。如果防水性能好的油脂需要進行淋水試驗;低溫潤滑脂應測量低溫扭矩;多效潤滑脂應進行極壓耐磨和防銹測試;應測試長壽命潤滑脂的軸承壽命等。也有相應的測試方法來測定這些性能。
16)其他特殊物理和化學性質
每種油品除了一般性能外,還應該有自己獨特的特殊性能。例如,應確定淬火油的冷卻速度;乳化油應測定乳化穩定性;液壓導軌油應測量抗爬系數;應測量噴霧潤滑油的油霧擴散率;應測量冷凍機油的冰點;低溫齒輪油應測量為溝點等。所有這些特性都需要基礎油特殊的化學成分或者添加一些特殊的添加劑來保證。
發展前景 編輯本段
2002-2011年中國潤滑油消費量從409萬噸增長到710萬噸,年均增長6.32%,是全球市場中為數不多的一直在增長的市場之一。2012年,受全球經濟不景氣影響,國內潤滑油需求下降,實際消費量與上年基本持平。
中國潤滑油市場將繼續以每年5的速度增長%預計到2015年,我國潤滑油消費量有望超過800萬噸;據估計,到2020年,中國 美國的潤滑油消費量將超過美國。
現在(指2013年10月底)隨著機械化水平的提高,潤滑油行業的發展也隨之興起。機械化程度越高,潤滑油的利用率越高,前途光明。
中國 美國工業顯示出直線上升的趨勢,鐵礦石、冶煉、精密儀器制造業對潤滑油的需求成倍增長,汽車后市場時代,中國成為國際汽車潤滑油的必爭之地。2012年,潤滑油行業最令人振奮的是本土品牌的崛起,打破了國際潤滑油巨頭和國內壟斷企業的壟斷。
國內汽車行業對高級潤滑油的強烈需求帶動了技術研發和產品的不斷升級。確定自己的市場競爭力,在中國強大的汽車潤滑油行業中立于不敗之地,是廣大汽車潤滑油企業的發展方向和目標汽車潤滑油企業要想參與市場活動,贏得市場競爭的主動權,就必須立足于營銷環境的現狀、發展趨勢和企業自身的主客觀條件,科學合理地制定企業的發展戰略和目標。將品牌建設、產品優化與市場拓展三方關系協調統一,形成戰略部署,以品牌為保障,以產品為市場,成為國內潤滑油市場的發展趨勢。
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