潤滑油具有降低磨擦、減少磨損、冷卻、防銹、傳遞動(dòng)力、密封、減震、清凈等作用。在實(shí)際生產(chǎn)中,潤滑油的劣化、變質(zhì),可以造成被潤滑零件表面磨損及損傷、腐蝕,從而使設備發(fā)生故障,可靠性降低,使用壽命縮短。潤滑油的劣化、變質(zhì)常以乳化的形式表現出來(lái),在影響潤滑油乳化的因素中,就是:水分。
潤滑油中水分的存在,會(huì )促使油品乳化失效,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。
2.潤滑油的乳化
2.1.乳化
乳化是一種液-液界面現象,兩種不相溶的液體,如油與水,在容器中分成兩層,密度小的油在上層,密度大的水在下層。若加入適當的表面活性劑在強烈的攪拌下,油被分散在水中,形成乳狀液,該過(guò)程就叫乳化。
2.2乳化形成的必要條件
形成乳狀液必須具備三個(gè)必要條件:一是必須有互不相溶(或不完全相溶)的兩種液體;二是兩種混合液中應有乳化劑(能降低界面張力的表面活性劑)存在;三是要有形成乳化液的能量,如強烈的攪拌、循環(huán)、流動(dòng)等。
水分、激烈攪拌、乳化劑,均能引起潤滑油乳化。其中,水分的存在和激烈攪拌是產(chǎn)生乳化的主要原因。
2.3滑油的乳化過(guò)程
潤滑油是由70%~95%的基礎油及5%~30%的添加劑經(jīng)多項工藝調合而成?;A油是潤滑油的主要成分,決定著(zhù)潤滑油的基本性質(zhì),添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足,賦予某些新的性能,是潤滑油的重要組成部分。在這些添加劑中:如:清凈分散劑、油性劑、極壓劑都是一些表面活性物質(zhì)。潤滑油中還有一些其它的表面活性物質(zhì),如:膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及塵土粒等,它們都是一些親油基和親水基物質(zhì),它們吸附在油水界面上,形成一層水化膜,使油與水之間出現一層隔離層,油水界面處的界面張力降低(界面張力是影響乳狀液穩定性的一個(gè)主要因素)。因為乳狀液的形成必然使體系界面面積大大增加,也就是對體系要做功,從而增加了體系的界面能,這就是體系不穩定的來(lái)源。因此,為了增加體系的穩定性,可減少其界面張力,使總的界面能下降。
潤滑油在靜止狀態(tài)下,因油水界面處有一層水化膜,界面張力比較低,體系界面面積不大,從而形成一種比較穩定的微乳化狀態(tài),這時(shí)油和水是分層的,且界限很明顯,密度大的水在底層,油在上層,這時(shí)油品處于微乳化狀態(tài)。但隨著(zhù)時(shí)間的增長(cháng),油水界面處遠離親水基處的水化膜因發(fā)生滑動(dòng)和交換,導致水化膜慢慢的模糊起來(lái),潤滑油開(kāi)始乳化,突出的表現就是靠近隔離層的潤滑油的透明度降低,明顯有點(diǎn)渾濁,泛白,中間夾雜著(zhù)一些乳白色膠乳狀物,潤滑油進(jìn)入到了初乳化階段。
當潤滑油中的水分越來(lái)越多或加速激烈攪拌時(shí),潤滑油的氧化變質(zhì)速度加快,油中部分添加劑發(fā)生水解,從而破壞了油水之間的水化膜,使油水之間的界面張力增大,油與水親之間密接觸面積增大,乳化速度加快,生成乳白色的乳狀液,有點(diǎn)像牛奶。
3.潤滑油中的水分
潤滑油中含水的質(zhì)量稱(chēng)為水分,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。溶解水是以溶解狀態(tài)與油品分子相結合形成單一相系,不影響油品的透光特性;懸浮水則是以細小顆粒分散懸在油中,形成油—水兩相體系,外觀(guān)上使油品呈現渾濁;游離水則指沉降在容器底部或附著(zhù)在容器壁上的單一水相體系。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。
潤滑油中的水分通常是指非溶解狀態(tài)的游離水和懸浮水。其測定按GB/T260-88石油產(chǎn)品水分測定法進(jìn)行。
還有一種簡(jiǎn)單的辦法是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,或將試管加熱,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;
一般潤滑油中含水,主要是由以下原因導致的:a.密封性能不好導致冷卻水進(jìn)入;.;;];W2_2l'V*
b.潤滑油箱蓋沒(méi)有蓋好,導致油箱進(jìn)水;
c.長(cháng)時(shí)間運行沒(méi)有置換潤滑油;
d.在加油過(guò)程中,因使用工具不干凈或操作不當,引起潤滑油中進(jìn)水;
e.新油因儲存、運輸不當,油中混入水分。0`%
4.判斷油品乳化
潤滑油的乳狀液主要有兩種類(lèi)型,一類(lèi)是油分散在水中,簡(jiǎn)稱(chēng)為水包油型乳狀液,用O/W表示;另一種是水分散在油中,用W/O表示。除上述兩類(lèi)基本乳狀液外,還有一種復合乳狀液,它的分散相本身就是一種乳狀液,如將一個(gè)W/O的乳狀液分散到連續的水相中,而形成一種復合的W/O/W型乳狀液。
一般判斷油品是否乳化,主要有以下方法:
a..從外觀(guān)上判斷:油品乳化后透明度會(huì )降低,油品中會(huì )生成一些絮狀物,顏色有點(diǎn)渾濁。嚴重的時(shí)候,油中帶水滴,潤滑油變??;
b.從顏色上判斷:油乳化后顏色會(huì )變成乳白色;
c.從油泵壓力和齒輪箱或軸承溫度來(lái)判斷:若油乳化,油的粘度變化,油壓會(huì )隨之下降,油的潤滑效果不好,軸承等的溫度會(huì )上升;
d.從分析數據上判斷:若潤滑油發(fā)生乳化,它的粘度,水含量,破乳化時(shí)間等參數就會(huì )發(fā)生變化.
除了以上方法外,還可以倒出一部分油,用手捏,乳化了的潤滑油和正常的感覺(jué)是不一樣的,可以倒一部分新油,對比一下手感。
5.乳化后的潤滑油的處理
對于輕微乳化(在靜止情況下,出現油水明顯分層的)的潤滑油,可以采取過(guò)濾脫水或添加抗乳化劑的方法,除去潤滑油中的水分和增加潤滑油的抗乳化性能。對于已經(jīng)嚴重乳化失去潤滑效果的的潤滑油,需進(jìn)行徹底換油,乳化的潤滑油作廢油處理。一般油品發(fā)生乳化后,較好的處理辦法還是進(jìn)行徹底換油。
6.防止潤滑油乳化的方法
防止潤滑油乳化的方法很多,常用的有以下幾種:
a.定期對設備進(jìn)行排水,清除油箱底部分離出來(lái)的水分,頻率:每周一次;
b.定期對潤滑油進(jìn)行取樣分析,觀(guān)察潤滑油中水分的含量和油品抗乳化時(shí)間的變化。頻率:每月一次;
c.選擇抗乳化性能比較好的,精制程度比較高的潤滑油;
d.定期對潤滑油進(jìn)行過(guò)濾,既可以除去其中的水分和乳化過(guò)程中生成的絮狀物,也可以除去油中的其它雜質(zhì),延長(cháng)潤滑油的使用年限。
7.總結
綜合來(lái)說(shuō):潤滑油的乳化是一個(gè)比較復雜的過(guò)程,在靜止的情況下,潤滑油的乳化速度很慢,但在使用中,因為諸多因素潤滑油的乳化速度一般都很快。乳化后的潤滑油不僅潤滑性能降低,而且還破壞了潤滑油的其它性能,造成設備的不正常磨損。在平時(shí)的管理中,我們要加強這方面的管理,盡量避免潤滑油發(fā)生乳化,延長(cháng)油品的使用年限,維護設備的正常運行。