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常見空壓機油氧化安定性測試方法

發布時間:2023-02-05 22:30人氣:

常見空壓機油氧化安定性測試方法空氣壓縮機設備工作壓力大、排氣溫度高,潤滑油在此工作條件下極易氧化變質,產生積炭、油泥等氧化物,降低油品使用壽命,嚴重者將造成設備故障,甚至引發著火等安全問題,因......

空氣壓縮機設備工作壓力大、排氣溫度高,潤滑油在此工作條件下極易氧化變質,產生積炭、油泥等氧化物,降低油品使用壽命,嚴重者將造成設備故障,甚至引發著火等安全問題,因此空氣壓縮機油的熱氧化安定性十分重要。配方工作者們總是試圖找到最貼近空壓機現場使用的實驗室評價方法,以便于在配方開發階段更有效的評價空壓機油的氧化安定性。本文重點分析目前常用的幾種空壓機油氧化安定性測試方法。

 

我國現有空氣壓縮機油的標準包括《GB 12691空氣壓縮機油》和《GB 5904 輕負荷噴油回轉式空氣壓縮機油》兩項,其中涉及的熱氧化安定性試驗方法為《GB/T 12581 加抑制劑礦物油氧化特性測定法》和《SH /T 0192 潤滑油老化特性測定法》。

 

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GB/T 12581 加抑制劑礦物油氧化特性測定法
 
 
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本方法是參考ASTM D943-04a《加抑制劑礦物油的氧化特性測定法》,根據我國實際情況,重新修稿起草編寫,規定了在高溫、有氧氣、水和金屬(銅和鐵)存在下,評價加抑制劑的汽輪機油氧化安定性的測試方法,也適用于如相對密度小于水并含有防銹劑、抗氧劑的液壓油和其它循環油。該方法特別適用于易被水污染的潤滑劑的氧化安定性,尤其是汽輪機油,方法的精密度表述也是根據汽輪機油測得的。

 

具體方法為:試樣在有水和鐵-桶催化線圈存在下,在95℃與氧反應,試樣連續進行直到試樣的酸值達到或超過2.0mgKOH/g。記錄酸值達到2.0mgKOH/g 所需要的試驗時間,即為油品的“氧化壽命”。該方法實驗周期較長,往往要持續幾個月甚至超過一年的時間,時效性較差。而且該方法的檢測極限是10000h,因此只能用于礦物油的檢測,不能用于合成油的檢測。另外,由于不斷采樣導致催化線圈暴露到空氣中,可能會對檢測結果產生影響,但這種影響及消除方式目前還不確定。

 

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SH/T0192 潤滑油老化特性測定法
 
 
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本方法于1992年起草,2000年確認,參考德國DIN 51352(1976)第1部分《潤滑油老化特性的測定——通空氣老化后康氏殘炭增值》及第2部分《潤滑油老化特性的測定——通空氣并有三氧化二鐵存在下老化后的康氏殘炭》。標準包括兩個方法:A法—通空氣老化后康氏殘炭增值法,B法—通空氣并有三氧化二鐵存在下老化后的康氏殘炭法。A法是在200℃溫度下,將空氣兩次通入試樣使之老化,每次6h,按照GB/T268測定試樣老化前后的殘炭,以殘炭增值表示潤滑油的老化特性;B法與A法類似,試樣在有三氧化二鐵為催化劑及空氣的條件下,在200℃溫度下老化254h后,測定老化后的殘炭值。該方法同樣存在試樣受限的問題,只能用于礦物油的檢測,而且實驗過程與空壓機的實際運行相差甚遠,實際應用并不多。

 

除此之外,常用的空壓機油氧化安定性測試方法還有旋轉氧彈法和PDSC壓力差式掃描量熱法。

 

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SH/T0193潤滑油氧化安定性測定法

(旋轉氧彈法)

 
 
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本方法是參照ASTM D2272《汽輪機油氧化安定性測定法(旋轉氧彈法)》、ASTM D2112《含添加劑礦物絕緣油的氧化安定性測定法(旋轉氧彈法)》起草編寫,適用于評定具有相同組成(基礎油和添加劑)新的和使用中的汽輪機油的氧化安定性,也可用于評價含2,6-二叔丁基對甲酚的新礦物絕緣油。實施方法是:將試樣、蒸餾水、銅催化線圈一起放到一個帶蓋的玻璃盛樣器中,然后將它放進裝有壓力表的氧彈中。氧彈在室溫下沖入620kPa壓力的氧氣,放入150℃的油浴中,氧彈與水平面成30°角,以100r/min的速度軸向旋轉,記錄達到規定壓力降的時間即為試樣的氧化安定性。

 

旋轉氧彈法是目前評價空壓機油氧化安定性較為快速有效的方法。但是此方法評價單一抗氧劑的可靠性較高,評價多重抗氧劑組合的效果較差,而空壓機油配方比較復雜,尤其是全合成配方,故用該方法無法完全反應油品實際的抗氧化性能和使用壽命。

 

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SH/T0719潤滑油氧化誘導期測定法

(壓力差式掃描量熱法)

 
 
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該方法就是常說的PDSC氧化誘導期測試,等效采用ASTM D 6186《潤滑油氧化誘導期測定法(壓力差式掃描量熱法)》,利用分析儀器微量、快速、準確、重復性好等優點,通過測量一定條件下油品氧化放熱曲線的外推拐點,確定其氧化誘導期,時間越長,油樣的氧化誘導期越長,氧化安定性越好。該方法測試溫度是130-200℃,無水無催化,只是單純測試油品的氧化放熱曲線,與空壓機的實際運行工況差異較大,因此無法完全反應油品實際的抗氧化性能和使用壽命。

 

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新方法的探索研究
 
 
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綜上,幾個評價方法各有千秋,但是都很難反應油品實際的抗氧化性能和使用壽命,其結果與現場試用的潤滑劑的氧化安定性之間的相關性隨著使用條件和潤滑劑的不同而有明顯差異。且方法多以汽輪機油為評價基準,推廣至空壓機油的應用,但汽輪機與空壓機的運行條件存在差異,故而等效至空壓機油的評價也會存在差異。很多研究者嘗試將幾種方法連用,揚長避短,但是存在實驗周期長、耗費巨大的弊端,很難在企業推廣。與此同時,油公司也在積極探索能夠更接近于現場應用的實驗方法。

 

煙臺德高石油有限公司開發了一套綜合性的壓縮機油的測試實驗,包括高溫、沉積、氧化等綜合測定,測試條件涵蓋水分、黑色金屬催化、有色金屬催化等,通過多年的研究探索,為用戶現場提供了諸多有意義的用油指導。

 

另外,我們認為,做好使用階段的性能跟蹤與配方階段的性能評測同樣重要,因此我們建議用戶適時跟蹤油品的性能指標變化,通過指標監測及時反應油品狀態,提供更精確的換油計劃。

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