潤滑劑分析常用理化指標和意義之二

4.      破乳化性

乳化是一種液體在另一種液體中緊密分散形成乳狀液的現象，它是兩種液體的混合而并非相互溶解。

抗乳化則是從乳狀物質(zhì)中把兩種液體分離開(kāi)的過(guò)程。潤滑油的抗乳化性是指油品遇水不乳化，或雖是乳化但經(jīng)過(guò)靜置，油-水能迅速分離的性能。

兩種液體能否形成穩定的乳狀液取決于兩種液體之間的界面張力。由于界面張力的存在，分散相總是傾向于縮小兩種液體之間的接觸面積以降低系統的表面能，即分散相總是傾向于由小液滴合并大液滴以減少液滴的總面積，乳化狀態(tài)也就是隨之而被破壞。界面張力越大，這一傾向就越強烈，也就越不易形成穩定的乳狀液。

潤滑油與水之間的界面張力隨潤滑油的組成不同而不同。深度精制的基礎油以及某些成品油與水之間的界面張力相當大，因此，不會(huì )生成穩定的乳狀液。但是如果潤滑油基礎油的精制深度不夠，其抗乳化性也就較差，尤其是當潤滑油中含有一些表面活性物質(zhì)時(shí)，如清凈分散劑、油性劑、極壓劑、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及塵土粒等，它們都是一些親油劑和親水基物質(zhì)，它們吸附在油水表面上，使油品與水之間的界面張力降低，形成穩定的乳狀液。因此在選用這些添加劑時(shí)必須對其性能作用作全面的考慮，以取得*的綜合平衡。

對于用于循環(huán)系統中的工業(yè)潤滑油，如液壓油、齒輪油、汽輪機油、，油膜軸承油等，在使用中不可避免地和冷卻水或蒸汽甚至乳化液等接觸，這就是要求這些油品在油箱中能迅速油-水分離（按油箱容量，一般要求6-30min分離），從油箱底部排出混入的水分，便于油品的循環(huán)使用，并保持良好的潤滑。通常潤滑油在60℃左右有空氣存在并與水混合攪拌的情況下，不僅易發(fā)生氧化和乳化而降低潤滑性能，而且還會(huì )生成可溶性油泥，受熱作用則生成不溶性油泥，并劇烈增加流體粘度，造成堵塞潤滑系統、發(fā)生機械故障。因此，一定要處理好基礎油的精制深度和所用添加劑與其抗乳化劑的關(guān)系，在調合、使用、保管和貯運過(guò)程中亦要避免雜質(zhì)的混入和污染，否則若形成了乳化液，則不僅會(huì )降低潤滑性能，損壞機件，而且易形成油泥。另外，隨著(zhù)時(shí)間的增長(cháng)，油品的氧化、酸性的增加、雜質(zhì)的混入都會(huì )使抗乳化性的變差，用戶(hù)必須及時(shí)處理或者更換。

乳化性是內燃機油、汽輪機油、油膜軸承油等油品zui不需要的，但又是飽和汽缸油、乳化液壓油、切削油等油品極需要的。從節約能源的角度，金屬加工用的乳化油本身就需要加入乳化劑，使乳化油具有良好的乳化安定性。

潤滑油抗乳化性能測定法：目前被廣泛采用的抗乳化性測定方法有兩個(gè)方法。GB/T 7305是石油和合成液抗乳化性能測定法，本方法與ASTMD1401等效。本方法適用于測定油、合成液與水分離的能力。它適用于測定40℃時(shí)運動(dòng)粘度為30-100mm2/s的油品，試驗溫度為（54±1）℃。它可用于粘度大于100mm2/s油品，但試驗溫度為（82±1）℃。其他試驗溫度也可以采用，例如25℃。當所測試的合成液的密度大于水時(shí)，試驗步驟不變，但這時(shí)水可能浮在乳化層或合成液上面。GB/T 8022是潤滑油抗乳性能測定法，本方法與ASTMD2711方法等同采用。本方法是用于測定中、高粘度潤滑油與水互相分離的能力。本方法對易受水污染和可能遇到泵送及循環(huán)湍流而產(chǎn)生油包水型乳化液的潤滑油抗乳化性能的測定具有指導意義。

5．水分

潤滑油中含水的質(zhì)量稱(chēng)為水分，水分測定按GB/T 260-88石油產(chǎn)品水分測定法確定。

潤滑油中的水分一般呈三種狀態(tài)存在：游離水、乳化水和溶解水。一般來(lái)說(shuō)，游離水比較容易脫去，而乳化水和溶解水就不易脫去。

潤滑油中水分的存在，會(huì )促使油品氧化變質(zhì)，破壞潤滑油形成的油膜，使潤滑油效果變差，加速有機酸對金屬的腐蝕作用，銹蝕設備，使油品容易產(chǎn)生沉渣，而且會(huì )使添加劑（尤其是金屬鹽類(lèi)）發(fā)生水解反應而失效，產(chǎn)生沉淀，堵塞油路，妨礙潤滑油的循環(huán)和供應。不僅如此，潤滑油的水分，在使用溫度低時(shí)，由于接近冰點(diǎn)使潤滑油流動(dòng)性變差，粘溫性變壞；而使用溫度高時(shí)，水會(huì )汽化，不但破壞油膜而且產(chǎn)生氣阻，影響潤滑油的循環(huán)。另外，在個(gè)別油品例如變壓器油中，水分的存在會(huì )使介電損失角急劇增大，而耐電壓性能急劇下降，以至引起事故。

總之，潤滑油中水分越少越好，因此，用戶(hù)必須在使用、儲存中應精心保管油品，注意使用前及使用中的油料脫水。

檢查潤滑油中是否有水，有幾個(gè)簡(jiǎn)單方法：（1）用試管取一定量的潤滑油，如發(fā)現油變渾濁甚至乳化，由透明變?yōu)椴煌该?，可認為油中有水分，將試管加熱，如出現氣霧或在管壁上出現氣泡、水珠或有“劈啪”的響聲，可認為油中有水分；（2）取一條細銅線(xiàn)，繞成線(xiàn)圈，在火上燒紅，然后放入裝有試油的試管中，如有“劈啪”響聲，認為油中有水分；（3）用試管取一定量的潤滑油，將少量硫酸銅（無(wú)水，白色粉沫）放入油中，如硫酸銅變?yōu)樗{色，也表示潤滑油中有水分。

GB/T 260-77石油產(chǎn)品水分測定法的測定原理是利用蒸餾的原理，將一定量的試樣和無(wú)水溶劑混合，在規定的儀器中進(jìn)行蒸餾，溶劑和水一起蒸發(fā)出并冷凝在一個(gè)接受器中不斷分離，由于水的密度比溶劑大，水便沉淀在接受器的下部，溶劑返回蒸餾瓶進(jìn)行回流。根據試樣的用量和蒸發(fā)出水分的體積，計算出測定結果。當水的質(zhì)量數少于0.03%時(shí)，認為是痕跡；如果接受器中沒(méi)有水，則認為試樣無(wú)水。

6．泡沫性

泡沫特性指油品生成泡沫的傾向及泡沫的穩定性。潤滑油在實(shí)際使用中，由于受到振蕩、攪動(dòng)等作用，使空氣進(jìn)入潤滑油中，以至形成氣泡。因此要求評定油品生成泡沫的傾向性（ml）和泡沫穩定性（ml）。

這個(gè)項目主要用于評定內燃機油和循環(huán)用油（如液壓油、壓縮機油、齒輪油等）的起泡性。潤滑油產(chǎn)生泡沫具有以下危害：1.大量而穩定的泡沫，會(huì )使體積增大，易使油品從油箱中溢出；2.增大潤滑油的壓縮性，使油壓降低。如液壓油是靠靜壓力傳遞功的，油中一旦產(chǎn)生泡沫，就會(huì )使系統中的油壓降低，從而破壞系統中傳遞功的作用。3.增大潤滑油與空氣接觸面積，加速油品的老化。這個(gè)問(wèn)題對空壓機油來(lái)說(shuō)，尤為嚴重。4.帶有氣泡的潤滑油被壓縮時(shí)，氣泡一旦在高壓下破裂，產(chǎn)生的能量會(huì )對金屬表面產(chǎn)生沖擊，使金屬表面產(chǎn)生穴蝕。有些內燃機油的軸瓦就出現這種穴蝕現象。5.氣泡的產(chǎn)生使循環(huán)系統的油箱的潤滑油易溢出。

潤滑油容易受到配方中的活性物質(zhì)如清凈劑、極壓添加劑和腐蝕抑制劑的影響，這些添加劑大大地增加了油的起泡傾向。潤滑油的泡沫穩定性隨粘度和表面張力而變化，泡沫的穩定性與油的粘度成反比，同時(shí)隨著(zhù)溫度的上升，泡沫的穩定性下降，粘度較小的油形成大而容易消失的氣泡，高粘度油中產(chǎn)生分散的和穩定的小氣泡。為了消除潤滑油中的泡沫，通常在潤滑油中加入表面張力小的消泡劑如甲基硅油和非硅消泡劑等。

在我國，潤滑油的泡沫特性可按GB/T12579潤滑油泡沫特性測定標準方法、SH/T 0722-2002 潤滑油高溫泡沫特性測定法進(jìn)行試驗，先恒溫至規定溫度，再向裝有試油的量筒中通過(guò)一定流量和壓力的空氣，記下通氣5分鐘后產(chǎn)生的泡沫體積（ml）和停氣靜止10分鐘后泡沫的體積（ml）。泡沫越少，潤滑油的抗（消）泡性越好。美國和日本分別用ASTM D892、JIS K2518標準方法評定。

航空潤滑油可按GJB498-88航空渦輪發(fā)動(dòng)機油泡沫特性測定法（靜態(tài)泡沫試驗），其方法概要是：向在24±0.5℃和93±0.5℃下恒溫的兩個(gè)泡沫試驗量筒中的潤滑油通入規定量的凈化空氣，通氣5分鐘后記下泡沫的體積，靜置10分鐘后再記錄泡沫體積，93℃通氣試驗完畢后的試樣在室溫下冷卻至43℃，再放入24±0.5℃恒溫浴中，測其在該溫度下的泡沫傾向和泡沫穩定性，整個(gè)試驗必須在3小時(shí)內完成。

7．潤滑油的低溫性能（CCS、BPT）

低溫粘度測定法：用來(lái)測定發(fā)動(dòng)機油在高剪切速率下、-50～-30℃時(shí)的低溫粘度。所得結果與發(fā)動(dòng)機的啟動(dòng)性有關(guān)。我國標準試驗方法有GB/T 6538-86發(fā)動(dòng)機油表觀(guān)粘度測定法（冷啟動(dòng)模擬機法）。本試驗方法是試驗內燃機油的低溫表觀(guān)粘度。在保持規定溫度的儀器轉子和定子間充滿(mǎn)試油，由直流電機驅動(dòng)，測定轉子的轉數，通過(guò)轉數與粘度的函數關(guān)系，由此求得油品在該溫度時(shí)的表觀(guān)粘度。國外標準試驗方法有美國ASTM D 2602發(fā)動(dòng)機潤滑油低溫下表觀(guān)粘度測定法（CCS）。

低溫泵送性測定法（BPT）：用來(lái)預測發(fā)動(dòng)機油在低剪切速率下、-40～0℃0范圍內的邊界泵送溫度。我國標準試驗方法有GB/T 9171-88發(fā)動(dòng)機油邊界泵送溫度測定法。本法規定將試油由80℃用10h冷卻到試驗溫度，恒溫冷卻共16h，然后在旋轉粘度計上，逐漸施加規定的扭矩，并測出轉動(dòng)速度，再計算該溫度的屈服應力和表觀(guān)粘度。 從三個(gè)以上的溫度點(diǎn)的結果算出臨界泵送溫度。國外標準試驗方法有美國ASTM D3830發(fā)動(dòng)機潤滑油邊界泵送溫度測定法（MRV）。

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