一種潤滑油老化的模擬評定方法與流程
2023-05-29 04:53:01 2
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。油品氧化以後會發生粘度增大、酸質增高、顏色變深等現象，在氧化過程中還會生成沉澱、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，分析試驗前後金屬片質量、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，分析實驗前後油樣、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，於135℃維持168小時，分析實驗前後油樣、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採用加抑制 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採用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：
本發明的目的在於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％後，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、液相鏽蝕，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％後，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。
由於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、液相鏽蝕以及所述銅片和/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
以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
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％後，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、液相鏽蝕，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％後，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、液相鏽蝕，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％後，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，採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於品牌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，均屬於本發明要求保護的範圍。