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润滑油的组成、分类与质量指标

来源:嘉运润滑油作者:嘉运网址:https://www.runhuayou.com
文章附图

一、润滑油的主要组成是什么?

目前所有的成品润滑油都是以基础油和添加剂组成,其中基础油占百分之七十多至将近百分之百。添加剂占百万分之几至百分之三、四十。

基础油有矿油型和合成型两大类,而绝大多数是矿油油型。

我国矿油型基础油按最新标准分为八大类,即很高粘度指数基础油(VHVI,120≤VI<140、高粘度指数基础油(HVI,90≤VI<120)、中粘度指数基础油(MVI,40≤VI<120)和低粘度指数基础油(LVI,VI<40)、高粘度指数低凝基础油(HVIW)、中粘度指数低凝基础油(MVIW)、高粘度指数深度精制基础油(HVIS)、中粘度指数精制基础油(MVIS)。各按粘度分几个牌号,共63种。

添加剂的品种很多,主要类型有清净分散剂、抗氧抗腐剂、抗磨剂、油性剂、抗氧剂、粘度指数改进剂、防锈剂、降凝剂、抗泡剂等。

二、润滑油基础油

1、蒸馏

首先将原有经过常压蒸馏,从石油中分离出气体燃料、汽油、柴油和煤油。参与的釜残油可用作润滑油原料。

2、减压蒸馏

把常压得到的釜残油(重油),再采用减压蒸馏的方法进一步加工,进行一级减压蒸馏,从减压塔最高侧线出来的馏出油称为减一线,可作为变压器油油料;次高侧线出来的馏出油称作减二线,依次为减三线、减四线;塔底残渣油可作有锅炉燃料油。

3、精制

减压蒸馏得到的润滑油馏出物仅仅是半成品,需要进一步加工才能得到相应的润滑油料。这些以减压馏出物为原料的润滑油通称为馏份润滑油料。

从渣油中得到的润滑油通称为残渣润滑油料。

不管是馏份润滑油料或残渣润滑油料,其中都含有许多必须除去的有害物质,所以要进一步精制。目前,作为基础油的精制方法,按照生产工艺的特点可分为两大类:一类是老三套,即溶剂精制、溶剂脱蜡、白土补充精制三种;另一类是新发展起来的加氢工艺。

1.溶剂精制:是利用一种溶剂将润滑油料中含氧、氮、硫化物等非理想组分溶解分离,保留理想组分。

2.溶剂脱沥青:用减压渣油生产残渣润滑油料,因残渣润滑油料中含有大量沥青质,所以在脱蜡、精制之前应先把它除去。脱除沥青质的油叫做脱沥青油。

3.脱蜡:为使润滑油在低温条件下保持良好的流动性,必须将其中易凝固的蜡除去,这一工艺叫脱蜡。

4.白土精制:润滑油原料经过溶剂精制、脱蜡等工艺处理后,其质量已基本上达到要求,但所得的油品还含有少量没有分离掉的溶剂,以及因回收溶剂被加热生产的缩合物,胶质等。为去掉杂质,进一步改善润滑油的颜色、提高安定性、降低残炭,需要白土补充精制。

5.润滑油加氢:润滑油原料与氢气发生反应,籍以除去硫、氧、氮等有害元素

保留润滑油理想组分或将非理想组分转化为理想组分,从而使润滑油的质量提高。目前用于润滑油的加氢过程分为加氢补充精制、加氢处理和加氢降凝三种。我国大都督采用加氢补充精制,即在溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡的基础上,以加氢精制取代白土补充精制。

三、在润滑油中为什么要加入添加剂?

润滑油基础油具备了润滑油的基本特征和某些使用性能,但仅仅依靠提高润滑油的加工技术,并不能生产出各种性能都符合使用要求的润滑油。为弥补润滑油某些性质上的缺陷并赋予润滑油一些新的优良性质,润滑油中要加入各种功能不同的添加剂。其添加量从百万分之几到百分之几十。添加剂的作用主要有两个方面:一是改变了润滑油的物理性能,如粘度,凝点等;二是增加或增强了润滑油的化学性质,如抗氧抗腐等。

润滑油添加剂的使用,不仅满足了各种新型机械和发动机的要求,而且延长了润滑油的使用寿命,使润滑油的需求量在石油产品中的比重减少。

四、内燃机油中都需要加入哪些添加剂,其目的是什么?

一般来讲内燃机油中需要加入:

1.清净分散剂,常用的如:101-106清净剂,151-155分散剂:

内燃机工作时,发动机润滑油要承受高温、高压的苛刻条件,并与空气中的氧和金属接触,因而发生氧化、缩合、分解等反应,由此形成油泥、积炭、沥青质、胶质和有机酸等。燃料燃烧不完全,产生的积炭沉积在发动机零件上,也使发动机工作恶化。

加入清净分散剂的目的,就是要通过清净分散剂的增溶、分散、酸中和及洗涤作用,使沉积在机械表面上的油泥和积炭洗涤下来,并使它们分散和悬浮在油中通过过滤器除去,从而使活塞及其它零件保持清洁,正常工作。清净分散剂的使用量约占全部润滑油添加剂总量的50%。

2.抗氧抗腐剂,常用的有201,201,203,204,205抗氧抗腐剂:

使用润滑油时,经常要与空气接触,因此,润滑油遭受氧化是不可避免的。润滑油氧化是造成润滑油变质和消耗量增大的重要原因之一。氧化结果,使粘度增加,生成酸性组分、漆膜和积炭、增加磨损,导致润滑油的润滑、防护、导热等性能下降。润滑油的抗氧化性能虽然与基础油的组成、精制方法和精制深度有关,但是,即使是精制最好的润滑油,在使用条件下,也难免氧化。为了抑制或减轻润滑油的氧化,防止或减轻氧化产物对金属的腐蚀,必须在润滑油中加入抗氧抗腐剂。抗氧抗腐剂还兼有抗磨作用,是一种多效润滑油添加剂。

3.抗磨剂:

抗磨剂是指在高温、高压下的边界润滑(习惯上把这种最苛该的边界润滑称为极压润滑)状态下,能在金属表面形成化学反应膜,防止磨擦表面生成局部烧结的一类添加剂,习惯上也称之为极压添加剂。

抗磨剂的作用是在磨擦高温下分解并与金属起反应,生成剪切应力和熔点都比金属低的化合物,从而防止接触表面咬合和焊熔。

对内燃机油,在使用中不需要加抗磨剂。但一些厂家生产一些特制的抗磨剂,做为内燃机油附加添加剂,如加拿大的“倍力”,美国的“X—1R”,“保多利”、“铁霸”,韩国的“奇迹”等。实际使用证明,这些添加剂在低档润滑油中可能有一定的减磨和节能效果,而在高档油中其效果就不太明显。而且这些产品价格很贵。

4.油性剂和磨擦改进剂,有401-406油性剂,451,461磨擦改进剂:

油性剂是指在边界润滑条件下,能在金属表面形成物理吸膜或化学吸附膜,从而起减少磨擦加强润滑油的润滑作用的一类添加剂,也称磨擦改进剂。

常用的油性剂为动、植物油、脂肪酸、脂肪酸酯及硫化油脂等。这类添加剂往往用于齿轮油、蜗轮蜗杆油、硫化切削油中。

5.粘度指数改进剂:

改进剂有601,602,603,611,612,613,614等,为了解决润滑油因温度升高或降低引起粘度变化过大,造成机件不能良好润滑,造成机件磨损和增加燃料消耗的问题,将油溶性的有机高分子聚合物加入油中,则油的高温粘度增大,低温粘度变小,这种添加剂叫增粘剂,也叫粘度指数改进剂。

6.降凝剂,有801,803,805,806,814降凝剂:

润滑油基础油一般都经过脱蜡处理,但脱蜡过深不仅使润滑油数量减少,而且会使润滑油的粘温性变差。不能满足油的低温流动性的要求,如15W/40内燃机油倾点不应高于—23℃,而150SN基础油的倾点仅为—9℃。为使倾点达到标准要求,就需在油中加入适量可以改进低温流动性能的添加剂。这种添加剂叫降凝剂。

五、什么是复合添加剂?

八十年代以前,我国调合润滑油的添加剂基本上都是单剂,即根据基础油的性质和所调油品的质量要求,加入某些可以改进某一油品特性的添加剂。由于质量档次较低,油品性能评定要求也比较简单,所以广泛使用了单剂。

近十几年,进口汽车及引进技术生产的汽车大幅度增加,对内燃机油的质量要求越来越高。使用单剂调合油品不仅在工艺上麻烦,而且在配方评定方面困难很大,大多数润滑油调合厂难以办到。所以,一些著名的厂家在台架评定的基础上生产出了复合添加剂,这种复合剂具有成品油要求的多种功能。只要在指定性质的基础油中加入适当的量,就可以生产某一质量级别的油品,因此,复合添加剂是指几种单剂是指几种单剂以一定比例混合,并能满足一定质量等级的添加剂混合物。如汽油机油复合剂,就具有很好的低温分散、高温抗氧和清净性能,分别加入不同的量,就可以达到SD、SE、SF、…级质量水平。汽、柴油机油通用复合剂加入某一定量就可以达到SE/CC、SF/CD、SG/CD质量水平等,质量可靠,生产方便,节省了大量评定费用。使用这种复合剂对基础油的性质要求较高,成本也较用单剂为高。目前,国内能生产复合剂在厂家很少,各厂生产的高档油大都使用进口复合剂。

六、检测评定润滑油质量性能的方式和内容有哪些?

检测评定润滑油质量性能的项目大体分理化性能试验、模拟试验和台架试验三类。

理化性能试验包括:密度(或比重)、颜色、粘度、粘度指数、倾点、闪点、酸值、水溶性酸碱、总碱值、机械杂质、水分、灰分和硫酸盐灰分、残炭等。

模拟试验项目包括:低温特性(表现粘度、低温泵送、成沟点等)、抗腐蚀性、钫锈蚀性、抗泡性、气体释放性、抗乳化性、氧化安定性、热安定性、剪切安定性、水解安定性、橡胶密封性、清净分散性、抗极压性(四球试验、梯姆肯试验、叶片泵试验)等。

台架试验包括:汽油机台架试验,柴油机台架试验,齿轮油后桥台架试验等等。

七、什么是色度?检测色度何意义?

我国石油产品颜色测定法把石油产品的颜色分为16个色号。依次加深为1.0,1.5,2.0………颜色最深的为8.0。润滑油的颜色从淡黄色到深褐色,色泽的深浅取决于油中胶质含量的多少,胶质除去的越多,色泽就越浅。因此,色泽可作为判断基础油精制深度的项目。但在成品润滑油中,由于加入各种添加剂,而许多添加剂具有颜色,因此用色度来判定润滑油质量已不合适。

八、什么是粘度?有几种表示方法?粘度级别是如何划分的?

液体受外力作用移动时,其分子之间产生磨擦阻力的量度,叫做粘度。磨擦阻力越大,粘度越大;磨擦阻力越小,粘度越小。

粘度一般有五种表示方式:即动力粘度,运动粘度、恩氏粘度、雷氏粘度和赛氏粘度。现在国际通用的是运动粘度。运动粘度是液体在重力作用下流动时内磨擦阻力的量度,其值以米2/(M2/S)表示,习惯用毫米2/秒(MM2/S),国家标准GB/T14906—94把内燃机油的粘度分为十一个级号。其中六个含W即0W、5W、10W、15W、20W、25W,是低温粘度级号,不含W的有五个级号,即20、30、40、50、60,系100?C运动粘度级号。和国际通用的美国汽车工程师协会(SAE)分级相同。这十一个级号的油品,均为单级油。各级号的粘度范围如下:

如果油品是以聚合物粘度指数改进剂调配的,其粘度既符合低温粘度级号,又符合100oC运动粘度级号的,通称为多级油。GB/T14906对这类油品粘度级号没有作出明确规定,而只明确了划分级号的原则。现行的汽油机油标准GB11121-1955有5W/20、10W/30、15W/40三个级号,现行的柴油机油标准GB11123-89有5W/30、10W/30、15W/30、15W/40、20W/40五种。国际通用的美国汽车工程师协会(SAE)标准把多级油分为12个级号,即:5W/10、5W/20、5W/30、5W/40、5W/50、10W/20、10W/30、10W/40、10W/50、20W/30、20W/40、20W/50,可供参考。

九、粘度指数是表示油品什么样性能的?

油品粘度随温度变化的程度,与标准油粘度随温度变化的程度相比较的相对值谓之粘度指数。粘度指数越高,表示油品受温度的影响越小,其粘温性能越好。粘度指数一般可以通过已知该油品的40oC、100oC、运动粘度,按GB/T1995或GB/T2541法求得。需要说明的是,粘度指数只能表示润滑油从常温到100oC之间粘温曲线的平缓度,不一定能说明油品在更低温度下粘度特性。

十、什么是低温动力粘度,其实用意义何在?

是指油品在规定条件下,采用毛细管粘度计或旋转粘度计在低温下所测得的动力粘度的习惯用语。在润滑油规格中,其单位以毫帕·秒(mPa·s)表示。

内燃机油的低温动力粘度是多级内燃机油低温性能的重要指标。低温动力粘度越大,发动机在低温运转时的困难也越大,润滑油到达磨擦部位所需的时间也越长,磨擦时会出现短暂的干磨擦或半液体磨擦而增加磨损。

由于我国的基础油含蜡量比较大,加工工艺落后,因此采用我国基础油调制出的润滑油,此项指标大多达不到标准,包括一些国营知名品牌同样如此。

十一、什么是倾点、凝点?表示油品什么性能?

倾点是指油品在规定的试验条件下,被冷却的试样能够流动的最低温度。凝点是指油品在规定的试验条件下,被冷却的试样油面不再移动时的最高温度,都以oC表示。是用来衡量润滑油低温流动性的常规指标,同一油品的倾点比凝点略高几度,过去常用凝点,现在国际通用倾点。

倾点或凝点偏高,油品的低温流动性就差。(www.t262.com]人们可以根据油品倾点的高低,考虑在低温条件下运输、储存、收发时应该采取的措施,也可以用来评估某些油口的低温使用性能。但评估多级内燃机油、车辆齿轮油的低温性能时,应以低温动力粘度、边界泵送温度、成沟点为主要参数。

十二、什么是闪点?对生产和应用有什么意义?

用规定的开口闪点测定器所测得的结果叫做开口闪点,常用于测定润滑油。用规定的闭口闪点测定器测得的结果叫做闭口闪点,常用以测定煤油、柴油、变压器油等。闪点是表示石油产品蒸发倾向和安全性质的项目。油品的危险等级是根据闪点划分的,闪点在45oC以下的叫易燃品;45oC以上的为可燃品。在储存使用中禁止将油品加热到它的闪点,加热的最高温度,一般应低于闪点燃20~30oC。

在油品使用过程中,闪点也有重要意义。例如:使用中的内燃机油闪点显著降低时,说明内燃机油已受到燃料稀释,应对发动机进行检修和换油。

十三、什么是酸值,对生产和应有何意义?

中和1克试油中的酸性物质所需氢氧化钾的毫克数谓之酸值。

现在成品润滑油中多含有添加剂,而添加剂有的呈酸性,有的呈碱性,所以测定油品的酸值应在加剂前进行。

在加剂前测定油品的酸值,可以了解基础的精制程度;测定使用中油品的酸值,可以了解油品质量变化情况,作为更换新油的参数。酸值过大,说明油品氧化变质严重,应考虑换油。十四、什么是中和值和总碱值?

中和值是油品酸值或碱值的习惯统称。是油品酸碱性的量度,以中和一定油品所需之碱或酸的相当量来表示的数值。

总碱值是指在规定条件下,中和1克试样中全部碱组分所需酸的量,以相当的氢氧化钾的毫克数表示。

油品的酸值变化,可以表示油品中碱性添加剂(如清净剂)的消耗和油品性能的下降情况,但是不能以此确切预示油品的使用性能。

十五、何谓机械杂质?对应用有何影响?

机械杂质是指油品被外界污染的物质,主要有油泥、泥沙、灰尘、铁锈、金属屑、纤维等,大都在储运、保管和使用过程中混入。这些杂质混入油中容易堵塞滤网、管道,数量多时会造成供油不正常;进入设备会造成机械磨损。因此,在储运和使用中要特别注意洁净,使用时,最好先经过滤。一般来说,润滑油基础油的机械杂质控制在0.005%以下(小于0.005%被认为无)。

但对于一些加有大量添加剂的油品来说,机械杂质的指标略大一些。其原因是加入多种添加剂后,可能有一些溶剂不溶物,这些胶状的金属有机物并不影响其使用效果。因此,不能简单地以机械杂质的大小判断油品的好坏,应分析杂质的性质和类别。

十六、润滑油中的水分对油品质量有何影响?

水分是指油品中的含水量,用百分数表示。在油品中,大多数品种只允许有痕迹(水含量在0.3%以下)水分,还有部分油品不允许有水分。因为水可以使润滑油乳化、使添加剂分解、促进油品的氧化及增强低分子有机酸对机械的腐蚀。影响油品低温流动性,对变压品油来说极微量的水,都会严重影响其绝缘性能。

油品中水分的来源主要是容器密封不严进入的明水或由于容器呼吸进入的凝析水,也有输转设备、贮存容器不洁所造成。

十七、腐蚀试验及其实用意义是什么?

腐蚀试验是指在规定条件下,测定油品中的有机酸、碱对金属的腐蚀作用,判断润滑油中是否含有能腐蚀金属的物质。液压油、齿轮油的腐蚀试验,采用铜片作为试片,根据铜片的变色情况,判断试验等级。内燃机油的抗腐性能,采用发动机台架试验——内燃机油高温氧化和轴瓦腐蚀评定法(L—38法)评定。

十八、什么是液相锈蚀,其试验目的是什么?

指在规定条件下,将钢棒浸入试样与蒸馏水或合成海水的混合液中保持至规定时间后,目测钢棒生锈程度的试验。

本方法用于评定汽轮机油、液压油、齿轮油等油品在与水混合时对铁部件的防锈能力。十九、什么是抗泡性?抗泡性的大小对使用性能有何影响?

抗泡性是表示油品通入空气或搅拌时发泡体积的大小,以及消泡的快慢等性能。在石油产品技术标准中,抗泡性以前24°C、93.°C,后24°C三个温度条件下的泡沫倾向/泡沫稳定性的毫升数来表示。其值越小,润滑油的抗泡性越好。循环系统和溅散条件下工作的润滑油,如因激烈搅拌或混入空气而产生大量泡沫时,会严重影响供油,使磨擦面不能形成完整的油膜,造成磨损。因而要求润滑油具有生成泡沫的倾向小,形成的泡沫消失快的特性。

二十、为什么某些油品要求具有良好的抗乳化性?

汽轮机油、液压油、齿轮油等工业润滑油在使用中,不可避免的要接触或混入一些水分,若油品的抗乳化能力不好,它将与水形成乳化液,使水不易人油箱底部入出。乳化液进入润滑系统会影响设备安全运行,甚至损坏设备。因此,在生产过程中要处理好基础油的精制深度,并注意所用添加剂和抗乳化性的关系。在调合、使用、保管、运输过程中避免受到污染,以确保油品的抗乳化性不受其它物质的干扰。

二十一、什么是氧化安定性?对生产和应用意义如何?

石油产品抵抗大气(或氧气)的作用而保持其性质不发生永久性变化的能力叫氧化安定性。油品在储存和使用过程中,和空气接触而氧化是不可避免的。接触的时间越长,温度越高,氧化的程度就越深,使油品的某些性质发生不可逆转的变化,如酸值增高、粘度增大、沉淀物增多、颜色变深等等,这些变化大大缩短了油品的使用寿命。

油品的氧化安定性的所用基础油的性质、精制深度、添加剂的特性及质量、配伍性、调制工艺有密切关系。

二十二、为什么要控制多级内燃机油的剪切安定性?

这是多级油的一项重要使用性能,直接表示多级油粘度级别的稳定性。即在规定条件下进行剪切试验后,其粘度仍能满足原级号要求。

多级内燃机油是用较低粘度基础油加复合剂和高分子聚合物等调制而成。在调配多级内燃机油时应选用抗剪切能力较强的高分子聚合物,以避免油品在使用中因发动机工作时的剪切作用,而使润滑油的粘度大幅度下降,对机械磨损、油耗产生影响。

二十三、什么是合成润滑油?与矿油型润滑油的区别是什么?

合成润滑油是通过化学合成方法制备成较高分子的化合物,再经过调配或进一步加工而成的润滑油。合成分为6类:有机酯、合成烃、聚醚、聚硅氧烷(硅油)、含氟油、磷酸酯。与矿物型润滑油相比具有以下性能:

1.具有较好的高温性能。

合成润滑油比矿物油的热安定性要好,热分解温度、闪点和自燃点高,热氧化安定性好,允许在较高的温度下使用。

2.具有优良的粘温性能和低温性能。

3.大多数合成润滑油比矿物油粘度指数高,粘度随温度变化小。在高温粘度相同时,大多数合成油比矿物油的倾点(或凝点)低,低温粘度小。

4.具有较低的挥发性。合成油一般是一种纯化合物,其沸点范围较窄,挥发性较低,因此可延长油品的使用寿命。

5.优良的化学稳定性。在国防和化学工业中具有重要的使用价值。

6.具有抗燃性。

7.抗辐射性好。某些合成油具有较好的抗辐射性。

8.与橡胶密封件的适应性。

在使用合成润滑油时,应选择与这种合成油相适应的橡胶密封件。因为与矿物润滑油相适应的丁腈橡胶密封件,并不与多数合成油相适应。

佳达润滑油(广州)有限公司【免费热线:400-772-7227、手机微信:135-7000-7555】是一家集产品研发、生产、销售、代加工为一体的专业润滑油生产企业,我们除了生产销售自持品牌的产品外,还提供OEM来样代加工订制生产服务,为广大新老客户代加工订制生产各类润滑油、防冻液、润滑脂等产品。

公司旗下“嘉运”牌高级润滑油,采用精制高品质进口基础油和添加剂,运用国际先进技术水平的生产工艺调合而成,产品主要涵盖有:柴油机油、汽油机油、工程机械专用油、抗磨液压油、车辆齿轮油、工业齿轮油、液力传动油、内燃机油、橡胶油、冷冻机油、真空泵油、螺杆式空气压缩机油、镜面火花机油、轴承油、成型油、拉伸油、轧制油、导轨油、汽轮机油、变压器油、油性切削油、导热油、蜗轮蜗杆油、电脑横机油、针织油、高温链条油、白油、不锈钢拉丝油、切削液、防冻液、润滑脂等。

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