康明斯發(fā)電機(jī)組的潤(rùn)滑油指標(biāo)參數(shù)和特性試驗(yàn)
機(jī)油對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的重要性不言而喻，但如何選擇合適的機(jī)油卻是很多人頭疼的事，面對(duì)著市面上各種品牌機(jī)油提供的各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，不知如何判斷，康明斯公司在本文中總結(jié)了機(jī)油各項(xiàng)指標(biāo)的含義，以及指標(biāo)的指導(dǎo)意義，以便大家更為詳細(xì)的了解機(jī)油的特性和要求。
潤(rùn)滑油性能要求
一、抗乳化性
乳化是一種液體在另一種液體中緊密分散形成乳狀液的現(xiàn)象，它是兩種液體的混合而并非相互溶解。
抗乳化則是從乳狀物質(zhì)中把兩種液體分離開的過(guò)程。柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的抗乳化性是指油品遇水不乳化，或雖是乳化但經(jīng)過(guò)靜置，油-水能迅速分離的性能。
兩種液體能否形成穩(wěn)定的乳狀液取決于兩種液體之間的界面張力。由于界面張力的存在，分散相總是傾向于縮小兩種液體之間的接觸面積以降低系統(tǒng)的表面能，即分散相總是傾向于由小液滴合并大液滴以減少液滴的總面積，乳化狀態(tài)也就是隨之而被破壞。界面張力越大，這一傾向就越強(qiáng)烈，也就越不易形成穩(wěn)定的乳狀液。
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油與水之間的界面張力隨柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的組成不同而不同。深度精制的基礎(chǔ)油以及某些成品油與水之間的界面張力相當(dāng)大，因此，不會(huì)生成穩(wěn)定的乳狀液。但是如果柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油基礎(chǔ)油的精制深度不夠，其抗乳化性也就較差，尤其是當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中含有一些表面活性物質(zhì)時(shí)，如清凈分散劑、油性劑、極壓劑、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及塵土粒等，它們都是一些親油劑和親水基物質(zhì)，它們吸附在油水表面上，使油品與水之間的界面張力降低，形成穩(wěn)定的乳狀液。因此在選用這些添加劑時(shí)必須對(duì)其性能作用作全面的考慮，以取得最佳的綜合平衡。
對(duì)于用于循環(huán)系統(tǒng)中的工業(yè)柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油，如液壓油、齒輪油、發(fā)電機(jī)組機(jī)油、，油膜軸承油等，在使用中不可避免地和冷卻水或蒸汽甚至乳化液等接觸，這就是要求這些油品在油箱中能迅速油-水分離(按油箱容量，一般要求6-30min分離)，從油箱底部排出混入的水分，便于油品的循環(huán)使用，并保持良好的潤(rùn)滑。通常柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油在60℃左右有空氣存在并與水混合攪拌的情況下，不僅易發(fā)生氧化和乳化而降低潤(rùn)滑性能，而且還會(huì)生成可溶性油泥，受熱作用則生成不溶性油泥，并劇烈增加流體粘度，造成堵塞潤(rùn)滑系統(tǒng)、發(fā)生機(jī)械故障。因此，一定要處理好基礎(chǔ)油的精制深度和所用添加劑與其抗乳化劑的關(guān)系，在調(diào)合、使用、保管和貯運(yùn)過(guò)程中亦要避免雜質(zhì)的混入和污染，否則若形成了乳化液，則不僅會(huì)降低潤(rùn)滑性能，損壞機(jī)件，而且易形成油泥。另外，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，油品的氧化、酸性的增加、雜質(zhì)的混入都會(huì)使抗乳化性的變差，用戶必須及時(shí)處理或者更換。
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油抗乳化性能測(cè)定法：目前被廣泛采用的抗乳化性測(cè)定方法有兩個(gè)方法。gb/t 7305是石油和合成液抗乳化性能測(cè)定法，本方法與astmd1401等效。本方法適用于測(cè)定油、合成液與水分離的能力。它適用于測(cè)定40℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度為30-100mm2/s的油品，試驗(yàn)溫度為(54±1)℃。它可用于粘度大于100mm2/s油品，但試驗(yàn)溫度為(82±1)℃。其他試驗(yàn)溫度也可以采用，例如25℃。當(dāng)所測(cè)試的合成液的密度大于水時(shí)，試驗(yàn)步驟不變，但這時(shí)水可能浮在乳化層或合成液上面。gb/t 8022是柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油抗乳性能測(cè)定法，本方法與astmd2711方法等同采用。本方法是用于測(cè)定中、高粘度柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油與水互相分離的能力。本方法對(duì)易受水污染和可能遇到泵送及循環(huán)湍流而產(chǎn)生油包水型乳化液的柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油抗乳化性能的測(cè)定具有指導(dǎo)意義。
潤(rùn)滑油抗乳化性測(cè)試步驟1
潤(rùn)滑油抗乳化性測(cè)試步驟2
二、水分
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中含水的質(zhì)量稱為水分，水分測(cè)定按gb/t 260-88石油產(chǎn)品水分測(cè)定法確定。
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中的水分一般呈三種狀態(tài)存在：游離水、乳化水和溶解水。一般來(lái)說(shuō)，游離水比較容易脫去，而乳化水和溶解水就不易脫去。
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中水分的存在，會(huì)促使油品氧化變質(zhì)，破壞柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油形成的油膜，使柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油效果變差，加速有機(jī)酸對(duì)金屬的腐蝕作用，銹蝕設(shè)備，使油品容易產(chǎn)生沉渣，而且會(huì)使添加劑(尤其是金屬鹽類)發(fā)生水解反應(yīng)而失效，產(chǎn)生沉淀，堵塞油路，妨礙柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的循環(huán)和供應(yīng)。不僅如此，柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的水分，在使用溫度低時(shí)，由于接近冰點(diǎn)使柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油流動(dòng)性變差，粘溫性變壞；而使用溫度高時(shí)，水會(huì)汽化，不但破壞油膜而且產(chǎn)生氣阻，影響柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的循環(huán)。另外，在個(gè)別油品例如變壓器油中，水分的存在會(huì)使介電損失角急劇增大，而耐電壓性能急劇下降，以至引起事故。總之，柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中水分越少越好，因此，用戶必須在使用、儲(chǔ)存中應(yīng)精心保管油品，注意使用前及使用中的油料脫水。
檢查柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中是否有水，有幾個(gè)簡(jiǎn)單方法：(1)用試管取一定量的柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油，如發(fā)現(xiàn)油變渾濁甚至乳化，由透明變?yōu)椴煌该鳎烧J(rèn)為油中有水分，將試管加熱，如出現(xiàn)氣霧或在管壁上出現(xiàn)氣泡、水珠或有“劈啪”的響聲，可認(rèn)為油中有水分；(2)取一條細(xì)銅線，繞成線圈，在火上燒紅，然后放入裝有試油的試管中，如有“劈啪”響聲，認(rèn)為油中有水分；(3)用試管取一定量的柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油，將少量硫酸銅(無(wú)水，白色粉沫)放入油中，如硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色，也表示柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中有水分。
gb/t 260-77石油產(chǎn)品水分測(cè)定法的測(cè)定原理是利用蒸餾的原理，將一定量的試樣和無(wú)水溶劑混合，在規(guī)定的儀器中進(jìn)行蒸餾，溶劑和水一起蒸發(fā)出并冷凝在一個(gè)接受器中不斷分離，由于水的密度比溶劑大，水便沉淀在接受器的下部，溶劑返回蒸餾瓶進(jìn)行回流。根據(jù)試樣的用量和蒸發(fā)出水分的體積，計(jì)算出測(cè)定結(jié)果。當(dāng)水的質(zhì)量數(shù)少于0.03%時(shí)，認(rèn)為是痕跡；如果接受器中沒(méi)有水，則認(rèn)為試樣無(wú)水。
三、泡沫性
泡沫特性指油品生成泡沫的傾向及泡沫的穩(wěn)定性。柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油在實(shí)際使用中，由于受到振蕩、攪動(dòng)等作用，使空氣進(jìn)入柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中，以至形成氣泡。因此要求評(píng)定油品生成泡沫的傾向性(ml)和泡沫穩(wěn)定性(ml)。
這個(gè)項(xiàng)目主要用于評(píng)定內(nèi)燃機(jī)油和循環(huán)用油(如液壓油、壓縮機(jī)油、齒輪油等)的起泡性。柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油產(chǎn)生泡沫具有以下危害：1.大量而穩(wěn)定的泡沫，會(huì)使體積增大，易使油品從油箱中溢出；2.增大柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的壓縮性，使油壓降低。如液壓油是靠靜壓力傳遞功的，油中一旦產(chǎn)生泡沫，就會(huì)使系統(tǒng)中的油壓降低，從而破壞系統(tǒng)中傳遞功的作用。3.增大柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油與空氣接觸面積，加速油品的老化。這個(gè)問(wèn)題對(duì)空壓機(jī)油來(lái)說(shuō)，尤為嚴(yán)重。4.帶有氣泡的柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油被壓縮時(shí)，氣泡一旦在高壓下破裂，產(chǎn)生的能量會(huì)對(duì)金屬表面產(chǎn)生沖擊，使金屬表面產(chǎn)生穴蝕。有些內(nèi)燃機(jī)油的軸瓦就出現(xiàn)這種穴蝕現(xiàn)象。5.氣泡的產(chǎn)生使循環(huán)系統(tǒng)的油箱的柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油易溢出。
柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油容易受到配方中的活性物質(zhì)如清凈劑、極壓添加劑和腐蝕抑制劑的影響，這些添加劑大大地增加了油的起泡傾向。柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的泡沫穩(wěn)定性隨粘度和表面張力而變化，泡沫的穩(wěn)定性與油的粘度成反比，同時(shí)隨著溫度的上升，泡沫的穩(wěn)定性下降，粘度較小的油形成大而容易消失的氣泡，高粘度油中產(chǎn)生分散的和穩(wěn)定的小氣泡。為了消除柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中的泡沫，通常在柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油中加入表面張力小的消泡劑如甲基硅油和非硅消泡劑等。
在我國(guó)，柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的泡沫特性可按gb/t12579柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油泡沫特性測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)方法、sh/t 0722-2002柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油高溫泡沫特性測(cè)定法進(jìn)行試驗(yàn)，先恒溫至規(guī)定溫度，再向裝有試油的量筒中通過(guò)一定流量和壓力的空氣，記下通氣5分鐘后產(chǎn)生的泡沫體積(ml)和停氣靜止10分鐘后泡沫的體積(ml)。泡沫越少，柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的抗(消)泡性越好。美國(guó)和日本分別用astm d892、jis k2518標(biāo)準(zhǔn)方法評(píng)定。
航空柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油可按gjb498-88航空渦輪柴油發(fā)電機(jī)油泡沫特性測(cè)定法(靜態(tài)泡沫試驗(yàn))，其方法概要是：向在24±0.5℃和93±0.5℃下恒溫的兩個(gè)泡沫試驗(yàn)量筒中的柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油通入規(guī)定量的凈化空氣，通氣5分鐘后記下泡沫的體積，靜置10分鐘后再記錄泡沫體積，93℃通氣試驗(yàn)完畢后的試樣在室溫下冷卻至43℃，再放入24±0.5℃恒溫浴中，測(cè)其在該溫度下的泡沫傾向和泡沫穩(wěn)定性，整個(gè)試驗(yàn)必須在3小時(shí)內(nèi)完成。
四、柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油的低溫性能(ccs、bpt)
低溫粘度測(cè)定法：用來(lái)測(cè)定柴油發(fā)電機(jī)油在高剪切速率下、-50～-30℃時(shí)的低溫粘度。所得結(jié)果與柴油發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)性有關(guān)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有g(shù)b/t 6538-86柴油發(fā)電機(jī)油表觀粘度測(cè)定法(冷啟動(dòng)模擬機(jī)法)。本試驗(yàn)方法是試驗(yàn)內(nèi)燃機(jī)油的低溫表觀粘度。在保持規(guī)定溫度的儀器轉(zhuǎn)子和定子間充滿試油，由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，測(cè)定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)，通過(guò)轉(zhuǎn)數(shù)與粘度的函數(shù)關(guān)系，由此求得油品在該溫度時(shí)的表觀粘度。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有美國(guó)astm d 2602柴油發(fā)電機(jī)機(jī)油低溫下表觀粘度測(cè)定法(ccs)。
低溫泵送性測(cè)定法(bpt)：用來(lái)預(yù)測(cè)柴油發(fā)電機(jī)油在低剪切速率下、-40～0℃0范圍內(nèi)的邊界泵送溫度。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有g(shù)b/t 9171-88柴油發(fā)電機(jī)油邊界泵送溫度測(cè)定法。本法規(guī)定將試油由80℃用10h冷卻到試驗(yàn)溫度，恒溫冷卻共16h，然后在旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)上，逐漸施加規(guī)定的扭矩，并測(cè)出轉(zhuǎn)動(dòng)速度，再計(jì)算該溫度的屈服應(yīng)力和表觀粘度。從三個(gè)以上的溫度點(diǎn)的結(jié)果算出臨界泵送溫度。國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法有美國(guó)astm d3830柴油發(fā)電

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