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润滑油脂的一般理化性能及密度指标解析

【摘要】:每一类润滑油脂都有其共同的一般理化性能,以表明该产品的内在质量。(二)密度密度是润滑油最简单、最常用的物理性能指标。同一油品的凝点和倾点并不完全相等,一般倾点都高于凝点2~3℃,但也有例外。新润滑油中的酸值、碱值及中和值一般表示油中含酸性或碱性添加剂的多少,常用油的这些指标表示油中残存的这些添加剂的多少或油的老化程度。

每一类润滑油脂都有其共同的一般理化性能,以表明该产品的内在质量。对润滑油脂来说,一般的理化性能如下。

(一)外观(色度)

对于基础油来说,油品的颜色往往可以反映其精制程度和稳定性。一般精制程度越高,其烃的氧化物和硫化物脱除得越干净,颜色也就越浅。黏度越高,颜色也越深,但是,不同油源和原油所生产的基础油,即使精制的条件相同,其颜色和透明度也可能是不相同的。不能仅凭颜色的深浅判别基础油的精制深度。

对于新的成品润滑油,由于各添加剂公司采用的技术不同,添加剂产品颜色深浅不同,颜色作为判断基础油精制程度高低的指标已失去了它原来的意义。因此,大多数的润滑油已无颜色的要求,只要能满足使用要求,颜色深浅都可以。

(二)密度

密度是润滑油最简单、最常用的物理性能指标。润滑油的密度随其组成中含碳、氧、硫的数量的增加而增大,因而在同样黏度或同样相对分子质量的情况下,含芳烃胶质和沥青质多的润滑油密度最大,含环烷烃多的居中,含烷烃多的最小。此指标一般用作体积和重量的换算,并无表示质量上的意义。

(三)黏度

润滑油的黏度取决于润滑油馏分和它的化学组成。切割同一原油而得的各种润滑油馏分,黏度随馏分的变重而增大;从不同原油中切割出沸点范围相同的润滑油馏分,它们的黏度并不相同;即使是同一原油的同一种润滑油馏分,加工的方法或加工的工序不同,加工成的产品的黏度都有差异。上述情况说明润滑油的黏度与其化学组成密切相关。

在润滑油的主要组分中,烷烃的黏度小,从C20到C25的烷烃,50℃时的黏度只有10~12mm2/s。在烷烃中,异构烷烃的黏度比正构烷烃略高(同碳原子数),烷烃的黏度随分子量的增大而增加、异构烷烃的黏度随其支链数目的增多而增加,支链由主链中央往旁边移动,黏度也增加。

环状烃的黏度要比同碳原子数的烷烃大。当碳原子数相同时,随着分子中的环数增加,黏度增加得很快。

环状烃的侧链长度和侧链数目对其黏度也有影响。

在润滑油中,黏度随着环状烃环数的增多和它们的烷基侧链长度和数目的增加而增大。

(四)凝点

凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同。油品并没有明确的凝固温度,所谓“凝固”只是作为整体来看失去了流动性,并不是所有的组分都变成了固体。

润滑油的凝点是表示润滑油低温流动性的一个重要质量指标,对于生产、运输和使用都有重要意义。凝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。因为润滑油的凝点越低,其生产成本越高,盲目使用凝点低的润滑油会造成不必要的浪费。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。因为低凝点的油品,其低温黏度和粘温特性亦有可能不符合要求。

(五)倾点

倾点表示在降温时被冷却油品能流动的最低温度。

凝点和倾点都是油品低温流动性的指标,两者无原则的差别,只是测定方法稍有不同。同一油品的凝点和倾点并不完全相等,一般倾点都高于凝点2~3℃,但也有例外。我国20世纪70年代前的润滑油规格都采用凝点表示油品的低温流动性,而欧美都采用倾点作低温流动性指标,而后我国的润滑油规格都已从凝点改为倾点(少数老产品除外)。

(六)酸值、碱值和中和值

1.酸值

酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标,单位为mgKOH/g。酸值分强酸值和弱酸值两种,两者合并即为总酸值(简称TAN)。我们通常所说的“酸值”实际上是指“总酸值(TAN)”。

2.碱值

碱值是表示润滑油中碱性物质含量的指标,单位是mg KOH/g。碱值亦分强碱值和弱碱值两种,两者合并即为总碱值(简称TBN)。我们通常所说的“碱值”实际上是指“总碱值(TBN)”。

3.中和值

中和值实际上包括了总酸值和总碱值。但是,除了另有注明,一般所说的“中和值”,实际上仅是指“总酸值”,其单位也是mg KOH/g。

新润滑油中的酸值、碱值及中和值一般表示油中含酸性或碱性添加剂的多少,常用油的这些指标表示油中残存的这些添加剂的多少或油的老化程度。

(七)残炭

形成残炭的主要物质是润滑油中的多环芳烃、胶质、沥青质。

胶质、沥青质多集中于重质油馏分中,尤其是集中于渣油中,故重质油馏分的残炭值大,润滑油在使用过程中,烃类分子被氧化,胶质、沥青质含量增加。残炭值的大小反映了润滑油的精制深度,也反映了润滑油在使用时生成漆膜、积炭的数量。

残炭是润滑油基础油的重要质量指标,是为判断润滑油的性质和精制深度而规定的项目。润滑油基础油中,残炭的多少,不仅与其化学组成有关,而且也与油品的精制深度有关。润滑油中形成残炭的主要物质是:油中的胶质、沥青质及多环芳烃。这些物质在空气不足条件下,受强热分解、缩合而形成残炭。油品的精制深度越深,其残炭值越小。一般来说,空白基础油的残炭值越小越好。

现在,许多油品都含有金属、硫、磷、氮元素的添加剂,它们的残炭值很高,因此含添加剂的油品,残炭已失去本来的意义。

油的残炭也包含了灰分,对同一油品其残炭值高于灰分值。

机械杂质、水分、灰分和残炭都是反映油品纯洁性的质量指标,反映了润滑油基础油精制的程度。