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【优制TPM咨询好文】润滑油的基础知识及应用

2022-02-14      
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在企业推行TPM的活动中,对设备的清扫、点检和润滑是必不可少的设备基础保全行为。但是,对于在润滑系统中经常使用的润滑油,你又了解多少呢?可不要小看这小小的润滑油,里面可有着大学问,一旦用错了可是后果严重。今天就跟着小编一起来学习一下润滑油的知识吧!

 

什么是润滑油?


润滑系统中使用润滑剂是为了润滑机械的摩擦部位,减少摩擦抵抗、防止烧结和磨损、减少动力的消耗,以及减振、冷却、密封、防锈、清净等。凡是能降低摩擦力的介质都可作为润滑材料,润滑材料亦称润滑剂。设备所使用的润滑剂按形态分为:液体润滑剂(润滑油),包括石油系润滑油和非石油系润滑油(动植物油和合成润滑油);半固体润滑剂(润滑脂),包括皂基润滑脂和非皂基润滑脂;气体润滑剂;固体润滑剂(石墨、二硫化钼等)。其中,液体润滑剂(润滑油)是最常用的润滑剂。


润滑油的组成


润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分,决定着润滑油的基本性质,添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足,赋予某些新的性能,是润滑油的重要组成部分。


1、基础油

主要分矿物基础油、合成基础油以及生物基础油三大类。

矿物基础油,用量很大(95%以上),但有些应用场合则必须使用合成基础油和生物油基础油调配的产品,因而使这两种基础油得到迅速发展。

矿油基础油由原油提炼而成,应用广泛。润滑油基础油主要生产过程有:常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。其组成一般为烷烃(直链、支链、多支链)、环烷烃(单环、双环、多环)、芳烃(单环芳烃、多环芳烃)、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。

生物基础油(植物油)正越来越受欢迎,它可以生物降解而迅速的降低环境污染。由于当今世界上所有的工业企业都在寻求减少对环境污染的措施,而这种“天然”润滑油正拥有这个特点,虽然植物油成本高,但所增加的费用足以抵消使用其他矿物油、合成润滑油所带来的环境治理费用。


2、添加剂

添加剂是近代高级润滑油的精髓,正确选用合理加入,可改善其物理化学性质,对润滑油赋予新的特殊性能,或加强其原来具有的某种性能,满足更高的要求。根据润滑油要求的质量和性能,对添加剂精心选择,仔细平衡,进行合理调配,是保证润滑油质量的关键。一般常用的添加剂有:黏度指数改进剂,倾点下降剂,抗氧化剂,清净分散剂,摩擦缓和剂,油性剂,极压剂,抗泡沫剂,金属钝化剂,乳化剂,防腐蚀剂,防锈剂,破乳化剂,抗氧抗腐剂等。


润滑油理化性能指标


1、液体的密度

液体单位体积内的质量称为密度,即ρ=m/V,密度的单位是kg/m3。液压油的密度ρ随压力的增加而加大,随温度的升高而减小。一般情况下,由压力和温度引起的这种变化都较小,可将其近似地视为常数。


2、液体的黏性

液体在外力作用下流动(或有流动趋势)时,分子间的内聚力要阻止分子相对运动而产生一种内摩擦力,这种现象叫做液体的黏性。液体只有在流动(或有流动趋势)时才会呈现出黏性,静止液体是不呈现黏性的。流体黏性的大小用黏度来衡量。常用的黏度有动力黏度、运动黏度和相对黏度。


3、油的可压缩性

液体受压力作用而使体积缩小的性质称为液体的可压缩性。可压缩性用体积压缩系数表示。


4、黏度-温度特性

润滑油的黏度对润滑的效果影响很大。而温度则是影响黏度的一个最重要的参数。温度变化时,润滑油的黏度也随着变化,温度升高则黏度变小,温度降低则黏度变大。为了使机器得到良好的润滑,就需要润滑油在机器的工作温度范围内保持合适的黏度,因此希望润滑油的黏度受温度的影响尽可能地小。润滑油的黏度随温度变化而变化的程度就是所谓的黏温性能。通常,润滑油的黏度随温度变化而变化的程度小谓之黏温性能好;反之,则谓之黏温性能差。润滑油的黏温性能与其组成有关,由不同原油或不同馏分或不同精制工艺制得的润滑油黏温性能不相同,一般环烷基油的黏温性能差,石蜡基油的黏温性能好,而加氢裂化油的黏温性能更好。


5、凝点

润滑油的倾点(凝点)是表示润滑油低温流动性的一个重要的质量指标。对于生产、运输和使用都有重要意义。倾点高的润滑油不能在低温下使用。相反,在气温较高的地区则没有必要使用凝点低的润滑油,造成不必要的浪费。因为润滑油的倾点越低,其生产成本越高。

一般说来,润滑油的凝点应比使用环境的最低温度低5~7℃。但是特别还要提及的是,在选用低温的润滑油时,应结合油品的凝点、低温黏度及黏温特性全面考虑。因为低倾点的油品,其低温黏度和黏温特性亦有可能不符合要求。


6、闪点

闪点是表示油品蒸发性的一项指标。油品的馏分越轻,蒸发性越大,其闪点也越低。反之,油品馏分越重,蒸发性越小,其闪点也越高。同时,闪点又是表示石油产品着火危险性的指标。油品的危险等级是根据闪点划分的,闪点在45℃以下为易燃品,45℃以上为可燃品,在油品的储运过程中严禁将油品加热到它的闪点温度。在黏度相同的情况下,闪点越高越好。因此,用户在选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。一般认为,闪点比使用温度高20~30℃,即可安全使用。


7、机械杂质

机械杂质和水分都是反映油品纯洁度的质量指标。通常,润滑油基础油的机械杂质都控制在0.005%以下(机杂在0.005%以下被认为是无);加添加剂后的成品油机械杂质一般都增大,这是正常的。

对使用者来讲,关注机杂是非常必要的。因为润滑油在使用、储存、运输中混入灰尘、泥沙、金属碎屑、铁锈及金属氧化物等,由于这些杂质的存在,加速机械设备的正常磨损,严重时堵塞油路、油嘴和滤油器,破坏正常润滑。若设备机况、工况和润滑油质量正常,润滑油的洁净度是影响设备寿命和维护成本的一个很关键的参数。


8、水分

润滑油产品指标中的水分是指其含水量的质量百分数。滑油中的水分一般呈三种状态存在:游离水、乳化水和溶解水。一般游离水比较容易脱去,而乳化水和溶解水就不易脱去。

润滑油中水分的存在会促使油品氧化变质,破坏润滑油形成的油膜,使润滑效果变差,加速有机酸对金属的腐蚀作用,锈蚀设备,使油品容易产生沉渣。而且会使添加剂(尤其是金属盐类)发生水解反应而失效,产生沉淀,堵塞油路,妨碍润滑油的过滤和供油。不仅如此,润滑油中的水分在低温下使用时,由于接近冰点使润滑油流动性变差,黏温性能变坏;当使用温度高时,水汽化,不但破坏油膜而且产生气阻,影响润滑油的循环。另外,在个别油品中,例如变压器油中,水分的存在就会使介电损失角急剧增大,而击穿电压急剧下降,以至于引起事故。


润滑油的分类


GB/T 3141—1994等效采用ISO 3448—1992标准,制订了《工业液体润滑剂-ISO黏度分类》。该分类是以40℃时润滑油的运动黏度来划分的。

——GB/T 7631.2    第2部分:H组(液压系统); 
——GB/T 7631.3    第3部分:内燃机油分类; 
——GB/T 7631.4    第4部分:F组(主轴、轴承和有关离合器); 
——GB/T 7631.7    第7部分:C组(齿轮); 
——GB/T 7631.9    第9部分:D组(压缩机); 
——GB/T 7631.10  第10部分:T组(汽轮机); 
——GB/T 7631.11  第11部分:G组(导轨); 
——GB/T 7631.13  第13部分:A组(全损耗系统); 
——GB/T 7631.15  第15部分:N组(绝缘液体); 
——GB/T 7631.16  第16部分:P组(气动工具); 
——GB/T 7631.17  第17部分:E组(内燃机油)。


在GB/T 7631.1分类标准中,各产品名称是用统一的方法命名的,例如一个特定产品的名称为L-AN32,其数字是按GB/T 3141规定的黏度等级。产品名称的一般形式如下所示:



润滑油的选用


1、根据机械设备的工作条件选用


  • 载荷。载荷大,应选用黏度大、油性或极压性良好的润滑油。反之,载荷小,应选用黏度小的润滑油。间歇性的或冲击力较大的机械运动,容易破坏油膜,应选用黏度较大或极压性能较好的润滑油。
  • 运动速度。设备润滑部位摩擦副运动速度高,应选用黏度较低的润滑油。若采用高黏度反而增大摩擦阻力,对润滑不利。低速部件,可选用黏度大一些的油,目前国产中负荷、重负荷工业齿轮油都加有抗磨添加剂的情况下,也不必过多地强调高黏度。
  • 温度。温度分环境温度和工作温度。环境温度低,选用黏度和倾点较低的润滑油。反之可以高一些。如我国东北、新疆地区,冬季气温很低,应选用倾点低的润滑油。而广东、广西等地,全年气温较高,选用的润滑油倾点可以允许高一些。工作温度高,则应选用黏度较大、闪点较高、氧化安定性较好的润滑油,甚至选用固体润滑剂,才能保证可靠润滑。至于温度变化范围较大的润滑部位,还要选用黏温特性好的润滑油。
  • 环境、湿度及与水接触情况。在潮湿的工作环境里,或者与水接触较多的工作条件下,应选用抗乳化性较强、油性和防锈性能较好的润滑油。


2、润滑油的代用

首先必须强调,要正确选用润滑油,避免代用,更不允许乱代用。但是,在实际使用中,会碰上一时买不到合适的润滑油,新试制(或引进)的设备,相应的新油品试制或生产末跟上,需要靠润滑油代用来解决。润滑油的代用原则基本与选油原则相同。具体要求如下:


  • 尽量用同类油品或性能相近、添加剂类型相似的油品。
  • 黏度要相当,以不超过原用油黏度±25%为宜。一般情况,可采用黏度稍大的润滑油代替,但精密机床用液压油、轴承油则选用黏度稍低些。
  • 质量以高代低,即选用质量高一档的油品代用,这样对设备润滑比较可靠。


选择代用油时,要考虑环境温度与工作温度,对工作温度变化大的机械设备,代用油的黏温特性要好一些,对于低温工作的机械,选择代用油倾点要低于工作温度10℃以下,而对于高温工作的机械,则要考虑代用油的闪点要高一些,氧化安定性也要满足使用要求。


3、润滑油的混用

在润滑油的使用过程中,有时会发生一种油与另一种油混用问题。包括国产油与国外油。国产油中这类油与另一类油,同一类油不同生产厂或不同牌号,新油与使用中的“旧”油混用等。油品相混后,是否会引起质量变化,哪些油品能相混,相混时应注意哪些问题,都是润滑工作者最为关心的问题。混用的原则:


  • 一般情况下,应当尽量避免混用,因为设备用了混合油,如果出了毛病,要找原因就更困难了。另外,不同润滑油混合使用也就难以对油品质量进行确切的考查。
  • 在下列情况下,油品可以混用:a.同类产品质量基本相近,或高质量油混入低质量油仍按低质量油用于原使用的机器设备。b.需要调整油品的黏度等理化性能,采用同一种油品不同牌号相互混用,如32号与68号HL液压油掺配成46号。c.不同类的油,如果知道两种对混的油品都是不加添加剂的,或其中一个是不加添加剂,或两油都加添加剂但相互不起反应的,一般也可以混用,只是混后对质量高的油品来说质量会有所降低。
  • 对于不了解性能的油品,如果确实需要混用,要求在混用前作混用试验(如采取拟混用的两种油以1:1混合加温搅拌均匀),观察混合油有无异味或沉淀等异常现象,如果发现异味或沉淀生成,则不能混用。
掌握了以上知识,未来再选择润滑油的时候就不会无从下手啦!


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