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润滑剂( 润滑油脂)的性能及其测试方法、参考标准

2016-03-07 12:31:54
       润滑剂( 润滑油脂的性能是润滑剂( 润滑油脂的组成及配制工艺的综合体现。润滑剂( 润滑油脂性能的测试不但在生产上和研究工作上有决定性的意义,而且在生产部分、使用部门对润滑剂( 润滑油脂的选用和检验上也是必不可少的。 实践证明理化性能试验、模拟试验、台架试验,是开发 润滑剂( 润滑油脂)新品必不可少的步骤:

(1)在实验室评价润滑油脂的理化性能。试验方法必须有代表性、简单和快速。

(2)模拟试验。将润滑油脂润滑的特定机械部件在标准化的试验条件下(如温度、速度、载荷等)进行试验。所选用的试验条件尽量能模拟实际使用情况。

(3)台架试验。将内燃机油在选用的发动机上按标准化条件进行一定时间的运转后评定其性能。发动机台架试验的结果是判定内燃机油质量等级的依据,对于内燃机油特别重要。

在生产和销售中则以理化试验作为衡量产品性能的主要尺度。现对润滑剂( 润滑油脂)性能及三个测试步骤的内容分述于下。

一、润滑油的性能

现代润滑油必备的基本性能,是要保证机械润滑的最低粘度;粘度随温度变化小的高粘度指数;优良的抗氧化性和耐热性;在便用条件下具有良好的流动性;优良的抗磨损及润滑性;对氧化产物溶解能力强;对机械无腐蚀和锈蚀;在使用环境下的低挥发性;良好的抗乳化和抗泡性等。

二、理化性能试验

理化性能试验简单快速,具有代表性,现在常用的理化性能试验项目为:

(1)粘度:是液体流动内摩擦阻力的量度,是评价油品流动性的最基本指标,是各种润滑油分类分级,质量鉴别和确定用途的重要指标。馏分相同而化学组成不同的润滑油,其粘度不同。

动力粘度:动力粘度是液体在一定剪切应力下流动时内摩擦力的量度,其值为所加于流动液体的剪切应力和剪切速率之比。国际单位制中以帕.秒表示。在低温下测定的动力粘度,可以表征油品的低温启动性。

运动粘度:是液体在重力作用下流动时内摩擦力的量度,其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比,国际单位中以米2/秒表示。

(2)粘度指数:是国际广泛采用的控制润滑油粘温性能的质量指标,粘度指数越高,表示油品的粘度随温度变化越小。

(3)倾点和凝点:倾点是在规定的条件下被冷却的试样能流动的最低温度,单位为℃;凝点是试样在规定的条件下冷却至停止移动时的最高温度,单位为℃。倾点和凝点越低,油品的低温性越好。

(4)酸值:中和1克油品中的酸性物质所需的氢氧化钾毫克数称为酸值,单位为毫克KOH/克。酸值是反应油品中所含有机酸的总量,油品氧化越严重,其酸值增值也越大,它是油品质量及其变质的重要指标。

(5)色度:是在规定条件下,油品的颜色最接近某一号标准色板的颜色时所侧得的结果。色度是用来初步鉴别油品精制深度,以及使用过程中氧化变质程度的标志。

(6)闪点:开口闪点是用规定的开口杯闪点测定器所测得的闪点,以℃表示。油品在规定的试验条件下加热,其油蒸气与周围空气形成的混合物,与火焰接触

时,发生闪火时的最低温度。通常闪点越高,油品的使用温度也越高。但闪点绝非高温使用极限。

(7)康氏残炭:是用康氏残炭侧定器所测得的残炭。油品在规定条件下,受热蒸发,燃烧后残余的炭渣称为残炭。残炭值的大小与油品精制深度和使用过程变质程度有关。

(8)灰分:在规定条件下,油品被碳化后的残留物经煅烧所得的无机物,以%表示。油品中的灰分会增加发动机内的积炭,加大机件的磨损。

(9)机械杂质:即存在于油品中所有不溶于溶剂的杂质,单位为%。 (10)水分:是指油品中的含水量,单位为%。油品中一般不允许含水。 (11)硫酸盐灰分:是在规定条件下,油品的碳化残留物经硫酸处理,转化为硫酸盐的灼烧恒重物,单位为%。

(12)不溶物:将油品溶于有机溶剂中,经过滤残留在滤纸上的杂质,即为不溶物,单位为%。用于侧定用过的润滑油中正戊烷和甲苯不溶物。

(13)泡沫性:在规定条件下,侧定的油品泡沫倾向性和泡沫稳定性,单位为毫升。用以判断油品中混入空气后油气的分离能力。

(14)抗乳化性(水分离性):是油品和水形成的乳化液分为两层的能力,以分表示。

(15)苯胺点:油品在规定条件下,和等体积的苯胺完全混溶时的最低温度,称苯胺点,单位为℃。苯胺点越低,则油品中芳烃含量越高。

(16)中和值:是油品酸碱性的量度,也是油品的酸值或碱值的习惯统称,是以中和1克油品所需的碱或酸的相当量来表示的数量值,单位为毫克KOH/克。

(17)腐蚀试验:是在规定条件下,测试油品对金属的腐蚀作用的试验,以定性地判断油品中含酸性物质的多少,单位为克/米2;另用铜片作腐蚀试验,单位为级。

(18)防锈性:是油品阻止与其相接触的金属生锈的能力,观察定性。 (19)硫含量:是存在于油品中的硫及其衍生物,如硫化氢、硫醇等的含量,单位为%。主要表征油品的精制深度,所加工原油的组成。

(20)氧化安定性:是油品抵抗空气或氧气的作用而保持其性质不发生永久变化的能力,单位为小时。

(21)总碱值:在规定条件下,中和存在于1克油品中全部喊性组分所需的酸量,单位为毫克KOH/克。是测定油品中有效添加剂成分的一个指标,表示润滑油的中和能力。

(22)皂化值:在规定条件下,中和并皂化1克物质所消耗的氢氧化钾,单位为毫克KOH/克。

(23)蒸发损失:油品在规定条件下蒸发后的损失量所占的质最分数。

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三、常见的模拟试验:

(1)四球试验机模拟试验(Four ball) : 四球试验机模拟试验可以测定润滑油脂的减摩性、抗磨性和极压性。减摩性用摩擦系数“f”表示;抗磨性用磨痕直径“d”表示;极压性用最大卡咬负荷“PB”和烧结负荷“PD”表示。

      我国国标准试验方法有GB/T 12583润滑剂承载能力测定法、SH/T 0189润滑油磨损性能测定法、SH/T 0202润滑脂四球机极压性测定法、SH/T 0204润滑脂四球机磨损性测定法。

国外标准试验方法有美国ASTM D 2783润滑油极压性测定法、ASTM D4172润滑油抗磨性测定法、ASTM D2596润滑脂极压性测定法、ASTM D2266润滑脂抗磨性测定法。
     如按照
SH/T 0189润滑油磨损性能测定法标准做模拟试验,可使用MMW-1A微机控制万能摩擦磨损试验机或四球系列(MRS-10A、MRS-10P、MRS-10G),如参照其他标准,那应该选用四球系列试验机,即MRS-10A、MRS-10P、MRS-10G三者选其一。

(2)梯姆肯(Timken)试验机模拟试验 梯姆肯试验机模拟试验评定润滑油脂的抗擦伤能力,用OK值作为评定指标。

       我国标准试验方法有GB/T 11144润滑油脂极压性测定法。

       国外标准试验方法有美国ASTM D2782润滑油极压性测定法、ASTM D2509润滑脂极压性测定法。
        可使用MRH-5A环块磨损试验机(梯姆肯试验机)完成此项模拟试验。

      (3)法莱克斯(Falex)试验机模拟试验

       法莱克斯试验机模拟试验可以评定润滑剂的极压性和抗磨性,以试验失效(发生卡咬)时的负荷作为评定指标。

       我国标准试验方法有SH/T 0187润滑油极压性测定法、SH/T 0188润滑油抗磨性测定法。

      国外标准试验方法有美国ASTM D 4007测定液体润滑剂极压性标准方法(O型)、ASTM D2670和2714测定液体润滑剂磨损特性标准方法(I型)。

     (4)成焦板试验

       成焦板试验是用加热的润滑油与高温(310~320℃)铝板短暂接触而结焦的倾向来评定润滑油的热安定性。此方法与Caterpillar 1H2和1G2发动机试验有一定的相关性。

      我国标准试验方法有SH/T 0300曲轴箱模拟试验方法。

      国外标准试验方法有美国FTM 3462成焦板试验(QZX法)。

      (5)低温粘度测定法

      低温粘度测定法用来测定发动机油在高剪切速率下、-50~-30℃时的低温粘度。所得结果与发动机的启动性有关。

      国标准试验方法有GB/T 6538发动机油表观粘度测定法(冷启动模拟机法)。

      国外标准试验方法有美国ASTM D 2602发动机润滑油低温下表观粘度测定法(CCS)。

      (6)低温泵送性测定法

      低温泵送性测定法用来预测发动机油在低剪切速率下、-40~0℃范围内的边界泵送温度。

      国标准试验方法有GB/T 9171预测发动机油边界泵送温度测定法。

      国外标准试验方法有美国ASTM D3830预测发动机润滑油边界泵送温度测定法(MRV)。

      (7)剪切安定性测定法(超声波法)

      剪切安定性测定法以油品的粘度下降率来评定其剪切安定性。

      国标准试验方法有SH/T 0505含聚合物剪切安定性测定法(超声波法)、SH/T 0200含聚合物润滑油剪切安定性测定法(齿轮机法)。

      国外标准试验方法有美国ASTM D 2603含聚合物润滑油超声剪切稳定性试验法。

      (8)FZG齿轮试验

      FZG齿轮试验用于测定钢对钢直齿轮所用润滑剂的相对承载能力,以载荷级来表示。

      国标准试验方法有SH/T 0306润滑剂承载能力测定法。

      国外标准试验方法有欧洲CEC L-07-A-71、英国IP 334和德国DIN 51354等。
      可使用MRC-1 FZG齿轮磨损试验机完成此项试验。

      (9)轮轴承润滑脂漏失量试验

      轮轴承润滑脂漏失量试验测定轴承漏失量,模拟润滑脂在汽车轮轴承中的工作性能。

      国标准试验方法有SH/T 0326润滑脂轴承漏失量试验方法。

      国外标准试验方法有美国ASTM D1263汽车轮轴承润滑脂漏失量测定法。

      (10)润滑脂滚筒试验机模拟试验

      润滑脂滚筒试验机模拟试验用于测定在滚筒试验机中润滑脂的机械安定性。

      国标准试验方法有SH/T 0122润滑脂滚筒安定性测定法。

      国外标准试验方法有美国ASTM D 1831润滑脂滚筒安定性测定法。

      (11)高温轴承试验

      高温轴承试验适用于评定在高温、高转速条件下润滑脂在轻负荷抗磨轴承中的工作性能。最高适用温度为180℃。

      国标准试验方法有SH/T 0428高温下润滑脂在抗磨轴承中工作性能测定法。

      国外标准试验方法有美国FS 791B331.2高温下润滑脂在抗磨轴承中工作性能测定法。

      (12)润滑脂齿轮试验

      润滑脂齿轮试验适用于测定润滑脂的齿轮磨损值,用以表示润滑脂的相对润滑性能。

      中国标准试验方法有SH/T 0427润滑脂齿轮磨损测定法。

      国外标准试验方法有美国FS 791 B335.2齿轮磨损测定法。

四、台架试脸

        由于一般理化性试验,不能很好地表征润滑油日益苛刻的使用性能,则进一步使用全尺寸的台架试验。将内燃机油在选用的发动机上,按标准化条件进行一定时间的运行后,评定其性能。发动机台架试验的结果,是判定内燃机油质量等级的依据,对于内燃机油特别重要。常用的台架试验有:

1.汽油发动机台架试脸

主要包括MSⅡD发动机试验、MSⅢD发动机试验、MSⅢE发动机试验、MSⅤD发动机试验、MSⅤE发动机试验、MSⅥ发动机试验、CRCL-38发动机试验、开特皮勒1H2发动机试验、开特皮勒1G2发动机试验等。

2.柴油发动机台架试脸

其主要内容有:CRCL-38发动机试验、Caterpillar 1H2发动机试验Caterpillar 1G2发动机试验Caterpillar 1K试验机、Caterpillar 1N发动机试验、Caterpillar 1M PC发动机试验、NTC400试验、MackT-6试验、MackT-7试验、MackT-8试验、GM6.2L试验、Cumrains L10


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