常見(jiàn)空壓機油氧化安定性測試方法空氣壓縮機設備工作壓力大、排氣溫度高,潤滑油在此工作條件下極易氧化變質(zhì),產(chǎn)生積炭、油泥等氧化物,降低油品使用壽命,嚴重者將造成設備故障,甚至引發(fā)著(zhù)火等安全問(wèn)題,因......

空氣壓縮機設備工作壓力大、排氣溫度高,潤滑油在此工作條件下極易氧化變質(zhì),產(chǎn)生積炭、油泥等氧化物,降低油品使用壽命,嚴重者將造成設備故障,甚至引發(fā)著(zhù)火等安全問(wèn)題,因此空氣壓縮機油的熱氧化安定性十分重要。配方工作者們總是試圖找到最貼近空壓機現場(chǎng)使用的實(shí)驗室評價(jià)方法,以便于在配方開(kāi)發(fā)階段更有效的評價(jià)空壓機油的氧化安定性。本文重點(diǎn)分析目前常用的幾種空壓機油氧化安定性測試方法。
我國現有空氣壓縮機油的標準包括《GB 12691空氣壓縮機油》和《GB 5904 輕負荷噴油回轉式空氣壓縮機油》兩項,其中涉及的熱氧化安定性試驗方法為《GB/T 12581 加抑制劑礦物油氧化特性測定法》和《SH /T 0192 潤滑油老化特性測定法》。


本方法是參考ASTM D943-04a《加抑制劑礦物油的氧化特性測定法》,根據我國實(shí)際情況,重新修稿起草編寫(xiě),規定了在高溫、有氧氣、水和金屬(銅和鐵)存在下,評價(jià)加抑制劑的汽輪機油氧化安定性的測試方法,也適用于如相對密度小于水并含有防銹劑、抗氧劑的液壓油和其它循環(huán)油。該方法特別適用于易被水污染的潤滑劑的氧化安定性,尤其是汽輪機油,方法的精密度表述也是根據汽輪機油測得的。
具體方法為:試樣在有水和鐵-桶催化線(xiàn)圈存在下,在95℃與氧反應,試樣連續進(jìn)行直到試樣的酸值達到或超過(guò)2.0mgKOH/g。記錄酸值達到2.0mgKOH/g 所需要的試驗時(shí)間,即為油品的“氧化壽命”。該方法實(shí)驗周期較長(cháng),往往要持續幾個(gè)月甚至超過(guò)一年的時(shí)間,時(shí)效性較差。而且該方法的檢測極限是10000h,因此只能用于礦物油的檢測,不能用于合成油的檢測。另外,由于不斷采樣導致催化線(xiàn)圈暴露到空氣中,可能會(huì )對檢測結果產(chǎn)生影響,但這種影響及消除方式目前還不確定。


本方法于1992年起草,2000年確認,參考德國DIN 51352(1976)第1部分《潤滑油老化特性的測定——通空氣老化后康氏殘炭增值》及第2部分《潤滑油老化特性的測定——通空氣并有三氧化二鐵存在下老化后的康氏殘炭》。標準包括兩個(gè)方法:A法—通空氣老化后康氏殘炭增值法,B法—通空氣并有三氧化二鐵存在下老化后的康氏殘炭法。A法是在200℃溫度下,將空氣兩次通入試樣使之老化,每次6h,按照GB/T268測定試樣老化前后的殘炭,以殘炭增值表示潤滑油的老化特性;B法與A法類(lèi)似,試樣在有三氧化二鐵為催化劑及空氣的條件下,在200℃溫度下老化254h后,測定老化后的殘炭值。該方法同樣存在試樣受限的問(wèn)題,只能用于礦物油的檢測,而且實(shí)驗過(guò)程與空壓機的實(shí)際運行相差甚遠,實(shí)際應用并不多。
除此之外,常用的空壓機油氧化安定性測試方法還有旋轉氧彈法和PDSC壓力差式掃描量熱法。

SH/T0193潤滑油氧化安定性測定法
(旋轉氧彈法)

本方法是參照ASTM D2272《汽輪機油氧化安定性測定法(旋轉氧彈法)》、ASTM D2112《含添加劑礦物絕緣油的氧化安定性測定法(旋轉氧彈法)》起草編寫(xiě),適用于評定具有相同組成(基礎油和添加劑)新的和使用中的汽輪機油的氧化安定性,也可用于評價(jià)含2,6-二叔丁基對甲酚的新礦物絕緣油。實(shí)施方法是:將試樣、蒸餾水、銅催化線(xiàn)圈一起放到一個(gè)帶蓋的玻璃盛樣器中,然后將它放進(jìn)裝有壓力表的氧彈中。氧彈在室溫下沖入620kPa壓力的氧氣,放入150℃的油浴中,氧彈與水平面成30°角,以100r/min的速度軸向旋轉,記錄達到規定壓力降的時(shí)間即為試樣的氧化安定性。
旋轉氧彈法是目前評價(jià)空壓機油氧化安定性較為快速有效的方法。但是此方法評價(jià)單一抗氧劑的可靠性較高,評價(jià)多重抗氧劑組合的效果較差,而空壓機油配方比較復雜,尤其是全合成配方,故用該方法無(wú)法完全反應油品實(shí)際的抗氧化性能和使用壽命。

SH/T0719潤滑油氧化誘導期測定法
(壓力差式掃描量熱法)

該方法就是常說(shuō)的PDSC氧化誘導期測試,等效采用ASTM D 6186《潤滑油氧化誘導期測定法(壓力差式掃描量熱法)》,利用分析儀器微量、快速、準確、重復性好等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)測量一定條件下油品氧化放熱曲線(xiàn)的外推拐點(diǎn),確定其氧化誘導期,時(shí)間越長(cháng),油樣的氧化誘導期越長(cháng),氧化安定性越好。該方法測試溫度是130-200℃,無(wú)水無(wú)催化,只是單純測試油品的氧化放熱曲線(xiàn),與空壓機的實(shí)際運行工況差異較大,因此無(wú)法完全反應油品實(shí)際的抗氧化性能和使用壽命。


綜上,幾個(gè)評價(jià)方法各有千秋,但是都很難反應油品實(shí)際的抗氧化性能和使用壽命,其結果與現場(chǎng)試用的潤滑劑的氧化安定性之間的相關(guān)性隨著(zhù)使用條件和潤滑劑的不同而有明顯差異。且方法多以汽輪機油為評價(jià)基準,推廣至空壓機油的應用,但汽輪機與空壓機的運行條件存在差異,故而等效至空壓機油的評價(jià)也會(huì )存在差異。很多研究者嘗試將幾種方法連用,揚長(cháng)避短,但是存在實(shí)驗周期長(cháng)、耗費巨大的弊端,很難在企業(yè)推廣。與此同時(shí),油公司也在積極探索能夠更接近于現場(chǎng)應用的實(shí)驗方法。
煙臺德高石油有限公司開(kāi)發(fā)了一套綜合性的壓縮機油的測試實(shí)驗,包括高溫、沉積、氧化等綜合測定,測試條件涵蓋水分、黑色金屬催化、有色金屬催化等,通過(guò)多年的研究探索,為用戶(hù)現場(chǎng)提供了諸多有意義的用油指導。
另外,我們認為,做好使用階段的性能跟蹤與配方階段的性能評測同樣重要,因此我們建議用戶(hù)適時(shí)跟蹤油品的性能指標變化,通過(guò)指標監測及時(shí)反應油品狀態(tài),提供更精確的換油計劃。