本發明涉及一種潤滑油老化的模擬評定方法,具體地說,涉及一種模擬潤滑油在含有水分和空氣/氧氣時,潤滑油快速受壓、溫度驟升條件下氧化過程的性能評定方法。
背景技術:
潤滑油是機械設備安全可靠運行重要保障,能夠充分潤滑機械設備潤滑部件、減少部件的摩擦與磨損。但在使用的過程中,潤滑油隨著使用時間的延長,潤滑油氧化變質,其品質不斷下降,甚至會對潤滑部件產生腐蝕等不良現象,因此,選擇潤滑性能好、抗氧化性能好的潤滑油十分重要。潤滑油在高溫氧化過程中的變化主要是烴類與分子氧的反應,即氧化反應。油品氧化以后會發生粘度增大、酸質增高、顏色變深等現象,在氧化過程中還會生成沉淀、膠狀物質和酸性物質。
隨著潤滑油評定技術的不斷發展,對潤滑油的抗氧化等性能方面的分析取得了巨大的進步。我國對航空液壓油熱氧化安定性及腐蝕按SH/T0208進行測定,在鋼片、銅片、鋁片、鎂片催化劑作用下,通入空氣,一定的氧化溫度下進行試驗,分析試驗前后金屬片質量、油品你那度的變化;對液壓油的熱穩定性按SH/T 0209進行測定,在鋼棒和銅棒的催化劑存在下,與135℃維持168小時,分析實驗前后油樣、銅棒、鋼棒的變化;對內燃機油的高溫腐蝕試驗按SH/T 0754進行測定,在鉛、銅、錫、磷青銅催化劑存在下,通入空氣,于135℃維持168小時,分析實驗前后油樣、鉛、銅、錫、磷青銅片的變化;對航空渦輪發動機潤滑油的抗氧化安定性按SH/T 0450-92進行氧化試驗,稱為氧化管法;對潤滑油氧化過程酸值的變化可采用加抑制 劑礦物油氧化特性測定法GB/T 12581進行分析;對潤滑油油泥和腐蝕趨勢的評定采用SH/T 0565測定。
上述的方法多數存在一些不足之處,首先,這些評定方法都是在常壓下進行的,不能模擬潤滑油在高壓狀態下的氧化過程,而實際應用中,潤滑油的氧化變質在高溫高壓的狀態下更容易發生。其次,試驗周期長,例如,液壓油的熱穩定性SH/T 0209需要168h;加抑制物礦物油的油泥和腐蝕趨勢測定法SH/T0565需要運行1000小時;加抑制劑礦物油氧化特性測定法GB/T12581最長需進行10000h。
由此可見,建立一種能夠快速模擬潤滑油在高壓狀態下含水,金屬、空氣存在下的氧化過程是非常有意義的。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種能夠模擬潤滑油含有水分、空氣時,潤滑油在高壓、金屬催化劑條件下氧化過程的方法,快速、一次性檢測潤滑油的多項性能參數。
本發明所述方法包括以下步驟:
(1)取待測潤滑油和金屬催化劑,檢測性能參數;
所述性能參數包括:所述潤滑油的粘度、色度、酸值、過濾性、油泥含量,以及所述金屬催化劑的質量、外觀、腐蝕級別;
(2)向待測潤滑油中加入質量百分比0.05~15%的水,加入金屬催化劑,通入0.1~35MPa的氧氣;在100~280℃下,連續運行至氣體壓力下降10~50%后,再次檢測所述性能參數;
(3)計算兩次檢測所得性能參數的差值及試驗運行時長,據其評定潤滑油的性能。
本發明所述潤滑油為液壓油、齒輪油、汽輪機油或壓縮機油,優選為液壓油,進一步選為高壓抗磨液壓油。
本發明所述方法中,所述水為去離子水和/或合成海水,優選為 合成海水。
所述加入水的質量百分比為0.05~15%,優選為5~10%。
所述氧氣壓力為0.1~35MPa,優選為0.5~1.0MPa,進一步優選為0.7~0.8MPa。所述加熱溫度為100~280℃,優選為135~175℃,進一步優選為150~155℃。
本發明通過大量實驗發現,當氧氣壓力偏低或偏高,或加熱溫度偏低或偏高時,待測參數中的一個或多個項目的檢測結果會出現明顯偏差,導致評價結果與客觀情況不符。
所述的運行至氣體壓力下降10~50%,優選為下降20%。本發明通過大量實驗發現,當運行終點選擇的氣體壓力下降百分比偏小或偏大時,檢測精確度明顯下降。
所述金屬催化劑為銅、鐵、銀等催化劑,優選為銅片或/和鋼片。所述的銅片或/和鋼片滿足GB/T 5231中T1要求,厚度為0.10~0.12mm,寬度為15mm,長度為51mm。
作為本發明的優選方案,所述方法包括以下步驟:
(1)取待測潤滑油和厚0.10~0.12mm、寬15mm、長51mm的銅片和/或鋼片,檢測性能參數;
所述性能參數包括:所述潤滑油的粘度、色度、酸值、過濾性、油泥含量、液相銹蝕,以及所述銅片和/或鋼片的質量、外觀、腐蝕級別;
(2)向所述潤滑油中加入質量百分比5~10%的合成海水,加入所述銅片和/或鋼片,通入0.7~0.8MPa的氧氣,在150~155℃下,連續運行至氣體壓力下降20%后,再次檢測所述性能參數;
(3)計算兩次檢測所得性能參數的差值及所述連續運行的時間,據其評定潤滑油的性能。
由于實際應用中潤滑油的氧化變質在高溫高壓的狀態下更容易發生,本發明針對現有評定方法耗時長、分析項目不能充分體現油 品氧化的缺陷,在潤滑油含有水分、與空氣接觸、高溫高壓條件下進行氧化,通過分析油品的粘度、色度、酸值、過濾性,油泥含量、金屬催化劑失重、試驗運行時長等項目評定潤滑油的穩定性和對金屬的腐蝕性。
本發明通過對實驗過程中海水加入量、氧氣通入量、溫度以及壓力下降百分比等多項條件及參數進行全面優化,所述優化的模擬條件可以準確地獲得潤滑油的粘度、色度、酸值、過濾性、油泥含量、液相銹蝕以及所述銅片和/或鋼片的質量、外觀、腐蝕級別等多項參數的變化情況,實現了多角度、全面、客觀地評價潤滑油的老化性,從而克服了現有技術中單一或個別參數無法客觀、準確評價潤滑油老化性能的弊端,具有極強的實際推廣價值。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發明,但不用來限制本發明的范圍。
實施例1
按照以下步驟檢測潤滑油的性能:
(1)取質量級別為L-HM46的普通抗磨液壓油和厚0.10~0.12mm、寬15mm、長51mm的銅片,檢測性能參數;
所述性能參數包括:所述抗磨液壓油的粘度、色度、酸值、過濾性,油泥含量,以及所述銅片的質量;
(2)向所述抗磨液壓油中加入質量百分比10%的去離子水,加入所述銅片,通入0.7MPa的氧氣,在150℃連續運行至氧氣壓力下降20%后,再次檢測所述性能參數;
(3)計算兩次檢測所得性能參數的差值及所述連續運行的時間,據其評定潤滑油的抗氧化性能。
檢測結果如表1所示。
表1:L-HM46抗磨液壓油(普通)試驗結果分析
實施例2
按照以下步驟檢測潤滑油的性能:
(1)取A品牌質量級別為L-HM46的高壓抗磨液壓油和厚0.10~0.12mm、寬15mm、長51mm的銅片和鋼片,檢測性能參數;
所述性能參數包括:所述抗磨液壓油的粘度、色度、酸值、過濾性、油泥含量、液相銹蝕,以及所述銅片和鋼片的質量、外觀、腐蝕級別;
(2)向所述抗磨液壓油中加入質量百分比5%的合成海水,加入所述銅片和鋼片,通入0.8MPa的氧氣,在155℃連續運行至氧氣壓力下降20%后,再次檢測所述性能參數;
(3)計算兩次檢測所得性能參數的差值及所述連續運行的時間,據其評定潤滑油的抗氧化性能。
檢測結果如表2所示。
表2:L-HM46高壓抗磨液壓油試驗結果分析
實施例3
按照以下步驟檢測潤滑油的性能:
(1)取B品牌質量級別為L-HM46的高壓抗磨液壓油和厚0.10~0.12mm、寬15mm、長51mm的銅片和鋼片,檢測性能參數;
所述性能參數包括:所述抗磨液壓油的粘度、色度、酸值、過濾性、油泥含量、液相銹蝕,以及所述銅片和鋼片的質量、外觀、腐蝕級別;
(2)向所述抗磨液壓油中加入質量百分比5%的合成海水,加入所述銅片和鋼片,通入0.8MPa的氧氣,在155℃連續運行至氧氣壓力下降20%后,再次檢測所述性能參數;
(3)計算兩次檢測所得性能參數的差值及所述連續運行的時間,據其評定潤滑油的抗氧化性能。
檢測結果如表3所示。
表3:L-HM46高壓抗磨液壓油試驗結果分析
由表2和表3所得結果可知,采用本發明提供的方法進行檢測,在相同條件下,B品牌的L-HM46高壓抗磨液壓油的抗氧化性和抗腐蝕性均顯著優于品牌A,與實際應用的情況相符,本發明提供的方法可以準確評價潤滑油的性能。
雖然,上文中已經用一般性說明、具體實施方式及試驗,對本發明作了詳盡的描述,但在本發明基礎上,可以對之作一些修改或改進,這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進,均屬于本發明要求保護的范圍。