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工業潤滑油品中的酸性物質危害
時間:2019-05-10

對于新油,不考慮添加劑影響,則通常石油產品精制程度越高,酸性物質越少,對于舊油,在使用過程中因氧化變質或水解反應,導致酸性物質增加,這些酸性物質不僅降低油品潤滑性,還會加速設備磨損和腐蝕,提高設備故障率。因此,在工業潤滑油品的后期使用階段,應重點關注其酸值的變化情況。


工業潤滑油品中酸性物質的來源


原油中天然存在的酸性物質


原油所含有的一些非烴類的化合物,如脂肪酸、環烷酸、芳香酸、苯酚等,統稱為石油酸,約占原油質量的1% ~ 2%,其中環烷酸的質量占石油酸總質量的90% 左右,是基礎油中最主要的酸性含氧化合物。按中石油天然氣集團企業標準Q/SY 44—2009《通用潤滑油基礎油標準》要求,Ⅰ類基礎油酸值為0.02~0.05 mgKOH/g,Ⅱ、Ⅲ類基礎油酸值不超過0.01 mgKOH/g。


油品中添加劑


基礎油很難滿足設備使用要求,根據設備運行環境需要添加抗氧劑、極壓抗磨劑、清凈分散劑、抗泡劑等各類添加劑,以提高油品綜合使用性能。極壓抗磨劑中烷基酸性磷酸酯、二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)等為酸性添加劑。


對極壓抗磨性能有要求的齒輪油和液壓油,其新油酸值一般在0.5mgKOH/g 左右, 而汽輪機油新油酸值不超過0.2 mgKOH/g。


油品使用過程中氧化產生酸性物質


油品的氧化分為低溫氧化和高溫氧化2個階段,低溫氧化形成過氧化物、醇、醛、酮和水,超過120 ℃時高溫氧化形成酸性物質,酸性物質的形成方式是通過烷基過氧自由基與醛的反應。


油品的氧化除了與自身化學組成相關,還與使用條件有密切關系,如溫度的高低、空氣壓力或氧氣分壓的大小、所接觸金屬離子的催化作用強弱等。


抗燃液壓油水解反應產生的酸性物質


抗燃液壓油(主要指聚酯和磷酸酯抗燃液壓油,不含水乙二醇液壓油)遇水易發生水解反應,水解產物主要有酸性磷酸二酯、酸性磷酸一酯、磷酸和酚類物質等酸性物質。


工業潤滑油品中酸性物質的危害


工業潤滑油品的酸性物質對設備構件所用的銅、鐵、鋁等金屬材料產生腐蝕作用,將影響設備的正常運轉,降低設備使用壽命;另外所生成的金屬鹽類聚集成為油泥等沉淀物,將提高油品的導電性,降低油品的絕緣性能,還會影響設備的散熱性能,在液壓系統中將引起液壓控制閥閥芯卡阻、加速閥芯磨損等問題。


工業潤滑油品中酸性物質的控制


因基礎油、添加劑貢獻的工業潤滑油品酸值可通過生產脫酸和配方設計來控制。


1.油溫控制


電加熱器生產廠家或系統成套設備廠家一般都是根據油品的裝機量和使用經驗來推薦合適電加熱功率,對油品的黏度以及流速影響沒有相關理論論證,國家也沒有相關選用標準,所以后期設備維護期間更換電加熱器時,不要輕易增加表面積功率,尤其是高黏度油品,以免引起局部油溫過高而導致油品過早老化。


油管路設計布局合理,盡量避開高溫區,無法避開時應增加保溫隔熱層。


合理選用油冷卻器,控制油箱油溫在系統要求范圍內。一般對液壓油,油箱油溫控制在40~50 ℃,最高不超過55 ℃;對汽輪機油,控制軸承(軸瓦)入口油溫不超過45 ℃為宜。


2.水分控制


主要針對抗燃液壓油遇水水解問題,要求水分應控制在0.1%(質量分數)以下,當水分含量超標時,及時采用脫水過濾裝置脫除水分。另外,可在油箱頂部安裝帶有干燥功能的空濾器,減少環境中水汽和油箱內部冷凝水的影響。


3.酸值定期檢測


建議對設備油溫低于50℃ 的,每半年一次酸值檢測;超過50 ℃時,每季度一次酸值檢測;超過70 ℃時,每月一次酸值檢測。根據使用經驗,油品酸值增加值控制范圍建議參考油品廠家推薦值。


小結


工業潤滑油品使用過程不可避免地會發生氧化或水解,產生酸性物質。建議油品選型時應根據設備使用工況溫度合理考慮其抗氧化性能,在設備運行期間做好油品酸值周期性檢測跟蹤工作,并合理控制系統油溫和抗燃液壓油水分含量,以減緩因酸性物質引起的設備磨損和腐蝕,延長油品使用壽命。

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