潤(run)滑油在低(di)溫下失去流動性(xing)的(de)主要(yao)原因可分為兩個方面,一是黏度增加(jia)導致的(de)黏溫凝(ning)固;另(ling)一個是蠟結(jie)晶(jing)造成(cheng)的(de)結(jie)構凝(ning)固。拓(tuo)牌(pai)潤滑(hua)油廠(chang)家
黏溫凝固
溫度對(dui)潤(run)滑(hua)油(you)(you)黏度的(de)(de)影響非常明顯,在(zai)低(di)溫下(xia),潤(run)滑(hua)油(you)(you)分子(zi)的(de)(de)動能(neng)降低(di),分子(zi)間的(de)(de)距(ju)離(li)減小,吸(xi)引(yin)力增大(da),從而(er)(er)使黏度增加,這種在(zai)低(di)溫下(xia)因(yin)潤(run)滑(hua)油(you)(you)黏度過高導(dao)致潤(run)滑(hua)油(you)(you)失去流(liu)動性的(de)(de)現象被稱為黏溫凝固。此時(shi)潤(run)滑(hua)油(you)(you)并非是(shi)真正凝結成(cheng)固體(ti),而(er)(er)是(shi)黏稠的(de)(de)膏狀(zhuang),表觀上表現為不能(neng)流(liu)動。
潤滑油的黏溫凝固與潤滑油本身的黏度(du)以及(ji)黏溫性(xing)能有(you)關。對于(yu)高黏度(du)油,由于(yu)其本身具(ju)有(you)較(jiao)高的黏度(du),在低溫下更容(rong)易因(yin)黏度(du)過大(da)而(er)失去流動性(xing)。潤(run)滑油的(de)(de)黏溫(wen)(wen)性能也(ye)對其黏溫(wen)(wen)凝固有重要影(ying)響(xiang),黏溫(wen)(wen)性能好的(de)(de)潤(run)滑油,黏度(du)隨溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)變化(hua)較緩,可在一定程度(du)上緩解潤(run)滑油“凝固”。
結構凝固
潤(run)滑(hua)油中的(de)蠟在(zai)低溫下會(hui)結(jie)(jie)晶(jing)析出(chu),首(shou)先產生(sheng)少量極細微的(de)結(jie)(jie)晶(jing),隨(sui)著溫度進一步下降,結(jie)(jie)晶(jing)數量增(zeng)多并連成(cheng)三維網狀(zhuang)骨(gu)架(jia)(jia)結(jie)(jie)構,將潤(run)滑(hua)油吸附(fu)在(zai)網狀(zhuang)骨(gu)架(jia)(jia)內,使潤(run)滑(hua)油失去流動性,這(zhe)種現象稱之(zhi)為結(jie)(jie)構凝固(gu)。結(jie)(jie)構凝固(gu)時潤(run)滑(hua)油也并非全(quan)為固(gu)體,而是(shi)處(chu)于固(gu)液(ye)相(xiang)共存的(de)混合(he)狀(zhuang)態。
潤滑油(you)(you)結(jie)構(gou)凝(ning)固主要與(yu)組(zu)分(fen)中(zhong)(zhong)的(de)蠟(la)有(you)關。潤滑油(you)(you)中(zhong)(zhong)的(de)蠟(la)為長碳鏈的(de)正(zheng)構(gou)烷烴、異構(gou)烷烴以及(ji)長側鏈的(de)環烴等,凝(ning)點高(gao)且與(yu)其(qi)他烴的(de)相容性(xing)低(di),低(di)溫下容易結(jie)晶(jing)析出,形成網絡骨架結(jie)構(gou)。
在(zai)潤滑(hua)(hua)油生產中盡量地除去蠟成(cheng)分(fen)是(shi)減少(shao)結構凝(ning)固的(de)重要(yao)方(fang)法(fa),在(zai)潤滑(hua)(hua)油中添加降凝(ning)劑也可在(zai)一定程度上(shang)破壞結構凝(ning)固,從而改善潤滑(hua)(hua)油的(de)低溫流動(dong)性(xing)。
潤滑油低溫流動性(xing)的(de)評定指(zhi)標潤滑油低溫流動性的評(ping)定指標主要(yao)涉及凝點、傾點、低溫黏度以及邊界泵送溫度。
凝點
潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)油(you)的(de)(de)凝點表示潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)油(you)失(shi)去(qu)流(liu)動(dong)性(xing)的(de)(de)最(zui)高溫(wen)度。潤(run)(run)(run)滑(hua)(hua)油(you)的(de)(de)凝點按(an)照《石油(you)產品(pin)凝點測定法(fa)》:GB/T 510—1983(1991)方法(fa)進行測定.潤滑(hua)油一(yi)般(ban)為混合物,并沒有明顯的(de)凝(ning)固(gu)溫度(du),到達凝(ning)點時(shi),仍同時(shi)包含了(le)固(gu)態和(he)液(ye)態的(de)組分,并非完(wan)全凝(ning)固(gu),因而凝(ning)點只是定性(xing)地反映潤滑(hua)油低(di)溫流動性(xing)的(de)好壞。潤滑油的最低使(shi)用溫度應比凝點高5℃~7 ℃。
傾點(dian)
潤滑(hua)油(you)的傾點是指在規定條件下,被冷卻(que)的潤滑(hua)油(you)能夠流動的最低溫(wen)度,按照《石油(you)產品傾點測定法(fa)》:GB/T3535—1983(1991)方法(fa)進行測定。凝(ning)點(dian)(dian)和(he)傾點(dian)(dian)都是(shi)潤滑油低溫性(xing)(xing)能的評價指標,通(tong)常傾點(dian)(dian)比凝(ning)點(dian)(dian)高2 ℃~3 ℃,潤滑油的低溫性(xing)(xing)能常選其(qi)中(zhong)一項進行測定(ding)。
低溫黏度凝點(dian)和傾點(dian)只能定(ding)性地(di)反(fan)映潤(run)滑(hua)油(you)低溫流動性的(de)好壞,而潤(run)滑(hua)油(you)在低溫下的(de)流動性究(jiu)竟(jing)如何,則(ze)通常采用低溫黏度來表示。
低溫(wen)黏度(du)與機(ji)械(xie)設備(bei)的潤(run)滑(hua)狀態息(xi)息(xi)相(xiang)關。對(dui)于(yu)(yu)航(hang)空渦輪發(fa)動(dong)(dong)機(ji)而言,在低溫(wen)條(tiao)件下,如(ru)果潤(run)滑(hua)油(you)黏度(du)達(da)到5000
mm2/s時(shi)就(jiu)難于(yu)(yu)噴(pen)射(she),供油(you)緩慢,黏度(du)達(da)到11 000 mm2/s時(shi),發(fa)動(dong)(dong)機(ji)啟(qi)動(dong)(dong)困難,而當黏度(du)達(da)到20 000 mm2/s時(shi),潤(run)滑(hua)油(you)就(jiu)會停(ting)止流動(dong)(dong)。因此(ci),為(wei)了保(bao)證航(hang)空發(fa)動(dong)(dong)機(ji)能(neng)夠安(an)全可靠地運行,通常對(dui)航(hang)空潤(run)滑(hua)油(you)的低溫(wen)黏度(du)都有要求,例如(ru)美軍《航(hang)空渦輪發(fa)動(dong)(dong)機(ji)合成潤(run)滑(hua)油(you)性能(neng)規(gui)范》:MIL一L-23699C標準就(jiu)規(gui)定(ding)航(hang)空發(fa)動(dong)(dong)機(ji)油(you)-40℃運動(dong)(dong)黏度(du)不大于(yu)(yu)13 000 mm2/s。
測(ce)定潤滑油(you)黏(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)的(de)方(fang)(fang)法(fa)(fa)較(jiao)多(duo),常(chang)用的(de)有《石油(you)產品運動(dong)黏(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)測(ce)定法(fa)(fa)和動(dong)力黏(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)計算法(fa)(fa)》:GB/T265—1988(2004)方(fang)(fang)法(fa)(fa)。該方(fang)(fang)法(fa)(fa)采用毛細管黏(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)計,用于測(ce)定常(chang)溫黏(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du)及(ji)低(di)溫黏(nian)(nian)(nian)(nian)度(du)(du),但測(ce)定的(de)潤滑油(you)必須是(shi)牛頓流(liu)體。
對于(yu)多級油以及在低溫(wen)下會出現固相的潤滑油,其(qi)流變(bian)特性為非牛頓流體(ti),毛細管黏度計法不再適用,此時應測定其(qi)表觀黏度來表征潤滑油的流動性。
潤滑油的(de)表觀(guan)黏度(du)通常采(cai)用(yong)旋轉黏度(du)計來測(ce)定,國內是用(yong)《發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)油表觀(guan)黏度(du)測(ce)定法(fa)(fa)(fa)(冷(leng)啟動(dong)(dong)模(mo)擬機(ji)(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa))》:GB/T6538——2000方法(fa)(fa)(fa)進行(xing)測(ce)定,國外是用(yong)《發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)潤滑油低(di)溫表觀(guan)黏度(du)測(ce)定法(fa)(fa)(fa)(冷(leng)啟動(dong)(dong)模(mo)擬機(ji)(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa))》:ASTM D2602方法(fa)(fa)(fa)進行(xing)測(ce)定。
邊(bian)界(jie)泵送溫度
潤(run)(run)滑(hua)油(you)(you)(you)(you)剛開(kai)始流(liu)(liu)動時(shi)所需的(de)(de)(de)剪(jian)切(qie)應(ying)(ying)(ying)(ying)力稱為(wei)(wei)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力,將(jiang)能(neng)使潤(run)(run)滑(hua)油(you)(you)(you)(you)流(liu)(liu)到(dao)(dao)濾網入口(kou)的(de)(de)(de)最大(da)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力稱為(wei)(wei)臨界(jie)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力。一(yi)般(ban)認為(wei)(wei)潤(run)(run)滑(hua)油(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力應(ying)(ying)(ying)(ying)小(xiao)于35 Pa,超過臨界(jie)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力時(shi)空氣(qi)可能(neng)進(jin)入油(you)(you)(you)(you)泵造成油(you)(you)(you)(you)壓不穩(wen)。在一(yi)定(ding)剪(jian)切(qie)速(su)率下,潤(run)(run)滑(hua)油(you)(you)(you)(you)能(neng)順利(li)流(liu)(liu)到(dao)(dao)油(you)(you)(you)(you)泵的(de)(de)(de)最大(da)黏度(du)稱為(wei)(wei)臨界(jie)黏度(du),一(yi)般(ban)發(fa)動機油(you)(you)(you)(you)的(de)(de)(de)臨界(jie)黏度(du)應(ying)(ying)(ying)(ying)小(xiao)于30 Pa·s才(cai)(cai)能(neng)保(bao)證油(you)(you)(you)(you)泵正常供油(you)(you)(you)(you)。發(fa)動機油(you)(you)(you)(you)規范中將(jiang)潤(run)(run)滑(hua)油(you)(you)(you)(you)達到(dao)(dao)臨界(jie)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(35 Pa)或臨界(jie)黏度(du)(30 Pa·s)的(de)(de)(de)溫度(du)稱為(wei)(wei)邊界(jie)泵送溫度(du),在該溫度(du)以上油(you)(you)(you)(you)泵才(cai)(cai)能(neng)將(jiang)潤(run)(run)滑(hua)油(you)(you)(you)(you)連續(xu)順利(li)地輸送到(dao)(dao)潤(run)(run)滑(hua)系統中。
我國(guo)邊(bian)界泵送(song)(song)溫(wen)度按照(zhao)《發動機油邊(bian)界泵送(song)(song)溫(wen)度測(ce)定法》:GB/T9171——1988方(fang)法進行測(ce)定,該方(fang)法等效于《發動機潤滑油邊(bian)界泵送(song)(song)溫(wen)度測(ce)定法》: ASTM D3829方(fang)法。
潤滑油(you)(you)邊(bian)界(jie)泵送溫(wen)度(du)測(ce)定主要針對內(nei)燃機潤滑油(you)(you),其他潤滑油(you)(you)通常不要求測(ce)定邊(bian)界(jie)泵送溫(wen)! 拓(tuo)牌(pai)潤滑油(you)廠家