常見空壓機(jī)油氧化安定性測試方法

空氣壓縮機(jī)設(shè)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(yán)重者將造成設(shè)備故障，甚至引發(fā)著火等安全問題，因此空氣壓縮機(jī)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(jī)現(xiàn)場使用的實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)方法，以便于在配方開發(fā)階段更有效的評(píng)價(jià)空壓機(jī)油的氧化安定性。本文重點(diǎn)分析目前常用的幾種空壓機(jī)油氧化安定性測試方法。

我國現(xiàn)有空氣壓縮機(jī)油的標(biāo)準(zhǔn)包括《GB 12691空氣壓縮機(jī)油》和《GB 5904 輕負(fù)荷噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油》兩項(xiàng)，其中涉及的熱氧化安定性試驗(yàn)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》。

 

 

GB/T 12581 加抑制劑礦物油氧化特性測定法

 

 

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(jù)我國實(shí)際情況，重新修稿起草編寫，規(guī)定了在高溫、有氧氣、水和金屬（銅和鐵）存在下，評(píng)價(jià)加抑制劑的汽輪機(jī)油氧化安定性的測試方法，也適用于如相對(duì)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(jī)油，方法的精密度表述也是根據(jù)汽輪機(jī)油測得的。

具體方法為：試樣在有水和鐵-桶催化線圈存在下，在95℃與氧反應(yīng)，試樣連續(xù)進(jìn)行直到試樣的酸值達(dá)到或超過2.0mgKOH/g。記錄酸值達(dá)到2.0mgKOH/g 所需要的試驗(yàn)時(shí)間，即為油品的“氧化壽命”。該方法實(shí)驗(yàn)周期較長，往往要持續(xù)幾個(gè)月甚至超過一年的時(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(dǎo)致催化線圈暴露到空氣中，可能會(huì)對(duì)檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，但這種影響及消除方式目前還不確定。

 

 

SH/T0192 潤滑油老化特性測定法

 

 

本方法于1992年起草，2000年確認(rèn)，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?zhí)吭鲋怠芳暗?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?zhí)俊?。?biāo)準(zhǔn)包括兩個(gè)方法：A法—通空氣老化后康氏殘?zhí)吭鲋捣?，B法—通空氣并有三氧化二鐵存在下老化后的康氏殘?zhí)糠?。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?zhí)?，以殘?zhí)吭鲋当硎緷櫥偷睦匣匦?；B法與A法類似，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?zhí)恐?。該方法同樣存在試樣受限的問題，只能用于礦物油的檢測，而且實(shí)驗(yàn)過程與空壓機(jī)的實(shí)際運(yùn)行相差甚遠(yuǎn)，實(shí)際應(yīng)用并不多。

除此之外，常用的空壓機(jī)油氧化安定性測試方法還有旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)氧彈法）

 

 

本方法是參照ASTM D2272《汽輪機(jī)油氧化安定性測定法（旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)氧彈法）》起草編寫，適用于評(píng)定具有相同組成（基礎(chǔ)油和添加劑）新的和使用中的汽輪機(jī)油的氧化安定性，也可用于評(píng)價(jià)含2,6-二叔丁基對(duì)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(zhuǎn)，記錄達(dá)到規(guī)定壓力降的時(shí)間即為試樣的氧化安定性。

旋轉(zhuǎn)氧彈法是目前評(píng)價(jià)空壓機(jī)油氧化安定性較為快速有效的方法。但是此方法評(píng)價(jià)單一抗氧劑的可靠性較高，評(píng)價(jià)多重抗氧劑組合的效果較差，而空壓機(jī)油配方比較復(fù)雜，尤其是全合成配方，故用該方法無法完全反應(yīng)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(dǎo)期測定法

（壓力差式掃描量熱法）

 

 

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

 

 

新方法的探索研究

 

 

綜上，幾個(gè)評(píng)價(jià)方法各有千秋，但是都很難反應(yīng)油品實(shí)際的抗氧化性能和使用壽命，其結(jié)果與現(xiàn)場試用的潤滑劑的氧化安定性之間的相關(guān)性隨著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(jī)油為評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，推廣至空壓機(jī)油的應(yīng)用，但汽輪機(jī)與空壓機(jī)的運(yùn)行條件存在差異，故而等效至空壓機(jī)油的評(píng)價(jià)也會(huì)存在差異。很多研究者嘗試將幾種方法連用，揚(yáng)長避短，但是存在實(shí)驗(yàn)周期長、耗費(fèi)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(xiàn)場應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法。

煙臺(tái)德高石油有限公司開發(fā)了一套綜合性的壓縮機(jī)油的測試實(shí)驗(yàn)，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，通過多年的研究探索，為用戶現(xiàn)場提供了諸多有意義的用油指導(dǎo)。

另外，我們認(rèn)為，做好使用階段的性能跟蹤與配方階段的性能評(píng)測同樣重要，因此我們建議用戶適時(shí)跟蹤油品的性能指標(biāo)變化，通過指標(biāo)監(jiān)測及時(shí)反應(yīng)油品狀態(tài)，提供更精確的換油計(jì)劃。