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润滑油特殊理化性能的试验方法

除了一般理化性能之外,每一种润滑油品还应具有表征其使用特性的特殊理化性质。越是质量要求高,或是专用性强的油品,其特殊理化性能就越突出。反映这些特殊理化性能的试验方法简要介绍如下:

(1) 氧化安定性

氧化安定性说明润滑油的抗老化性能,一些使用寿命较长的工业润滑油都有此项指标要求,因而成为这些种类油品要求的一个特殊性能。测定油品氧化安定性的方法很多,基本上都是一定量的油品在有空气(或氧气)及金属催化剂的存在下,在一定温度下氧化一定时间,然后测定油品的酸值、粘度变化及沉淀物的生成情况。一切润滑油都依其化学组成和所处外界条件的不同,而具有不同的自动氧化倾向。随使用过程而发生氧化作用,因而逐渐生成一些醛、酮、酸类和胶质、沥青质等物质,氧化安定性则是抑制上述不利于油品使用的物质生成的性能。

(2) 热安定性

热安定性表示油品的耐高温能力,也就是润滑油对热分解的抵抗能力,即热分解温度。一些高质量的抗磨液压油、压缩机油等都提出了热安定性的要求。油品的热安定性主要取决于基础油的组成,很多分解温度较低的添加剂往往对油品安定性有不利影响;抗氧剂也不能明显地改善油品的热安定性。

(3)油性和极压性

油性是润滑油中的极性物在摩擦部位金属表面上形成坚固的理化吸附膜,从而起到耐高负荷和抗摩擦磨损的作用,而极压性则是润滑油的极性物在摩擦部位金属表面上,受高温、高负荷发生摩擦化学作用分解,并和表面金属发生摩擦化学反应,形成低熔点的软质(或称具可塑性的)极压膜,从而起到耐冲击、耐高负荷高温的润滑作用。

(4)腐蚀和锈蚀

由于油品的氧化或添加剂的作用,常常会造成钢和其它有色金属的腐蚀。腐蚀试验一般是将紫铜条放入油中,在100℃下放置3小时,然后观察铜的变化;而锈蚀试验则是在水和水汽作用下,钢表面会产生锈蚀,测定防锈性是将30ml蒸馏水或人工海水加入到300ml试油中,再将钢棒放置其内,在54℃下搅拌24小时,然后观察钢棒有无锈蚀。油品应该具有抗金属腐蚀和防锈蚀作用,在工业润滑油标准中,这两个项目通常都是必测项目。

美国Q-lab CRH盐雾腐蚀试验箱

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(5)抗泡性

润滑油在运转过程中,由于有空气存在,常会产生泡沫,尤其是当油品中含有具有表面活性的添加剂时,则更容易产生泡沫,而且泡沫还不易消失。润滑油使用中产生泡沫会使油膜破坏,使摩擦面发生烧结或增加磨损,并促进润滑油氧化变质,还会使润滑系统气阻,影响润滑油循环。因此抗泡性是润滑油等的重要质量指标。

(6)水解安定性

水解安定性表征油品在水和金属(主要是铜)作用下的稳定性,当油品酸值较高,或含有遇水易分解成酸性物质的添加剂时,常会使此项指标不合格。它的测定方法是将试油加入一定量的水之后,在铜片和一定温度下混合搅动一定时间,然后测水层酸值和铜片的失重。

(7)抗乳化性

工业润滑油在使用中常常不可避免地要混入一些冷却水,如果润滑油的抗乳化性不好,它将与混入的水形成乳化液,使水不易从循环油箱的底部放出,从而可能造成润滑不良。因此抗乳化性是工业润滑油的一项很重要的理化性能。一般油品是将40ml试油与40ml蒸馏水在一定温度下剧烈搅拌一定时间,然后观察油层-水层-乳化层分离成40-37-3ml的时间;工业齿轮油是将试油与水混合,在一定温度和6000转/分下搅拌5分钟,放置5小时,再测油、水、乳化层的毫升数。

(8)空气释放值

液压油标准中有此要求,因为在液压系统中,如果溶于油品中的空气不能及时释放出来,那么它将影响液压传递的精确性和灵敏性,严重时就不能满足液压系统的使用要求。测定此性能的方法与抗泡性类似,不过它是测定溶于油品内部的空气(雾沫)释放出来的时间。

(9)橡胶密封性

在液压系统中以橡胶做密封件者居多,在机械中的油品不可避免地要与一些密封件接触,橡胶密封性不好的油品可使橡胶溶胀、收缩、硬化、龟裂,影响其密封性,因此要求油品与橡胶有较好的适应性。液压油标准中要求橡胶密封性指数,它是以一定尺寸的橡胶圈浸油一定时间后的变化来衡量。

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(10)剪切安定性

加入增粘剂的油品在使用过程中,由于机械剪切的作用,油品中的高分子聚合物被剪断,使油品粘度下降,影响正常润滑。因此剪切安定性是这类油品必测的特殊理化性能。测定剪切安定性的方法很多,有超声波剪切法、喷嘴剪切法、威克斯泵剪切法、FZG齿轮机剪切法,这些方法最终都是测定油品的粘度下降率。

(11)溶解能力

溶解能力通常用苯胺点来表示。不同级别的油对复合添加剂的溶解极限苯胺点是不同的,低灰分油的极限值比过碱性油要大,单级油的极限值比多级油要大。

(12)挥发性

基础油的挥发性对油耗、粘度稳定性、氧化安定性有关。这些性质对多级油和节能油尤其重要。

(13)防锈性能

这是专指防锈油脂所应具有的特殊理化性能,它的试验方法包括潮湿试验、盐雾试验、叠片试验、水置换性试验,此外还有百叶箱试验、长期储存试验等。

(14)电气性能

电气性能是绝缘油的特有性能,主要有介质损失角、介电常数、击穿电压、脉冲电压等。基础油的精制深度、杂质、水分等均对油品的电气性能有较大的影响。

(15)润滑脂的特殊理化性能

润滑脂除一般理化性能外,专门用途的脂还有其特殊的理化性能。如防水性好的润滑脂要求进行水淋试验;低温脂要测低温转矩;多效润滑脂要测极压抗磨性和防锈性;长寿命脂要进行轴承寿命试验等。这些性能的测定也有相应的试验方法。

(16)其它特殊理化性能

每种油品除一般性能外,都应有自己独特的特殊性能。例如,淬火油要测定冷却速度;乳化油要测定乳化稳定性;液压导轨油要测防爬系数;喷雾润滑油要测油雾弥漫性;冷冻机油要测凝絮点;低温齿轮油要测成沟点等。这些特性都需要基础油特殊的化学组成,或者加入某些特殊的添加剂来加以保证。