1、潤滑油基礎知識 2009.91如何學習潤滑油的知識？ 自學 應用 上課2潤滑劑的分類潤滑劑按其物理狀態可分為：液體潤滑劑、半固體潤滑劑、固體潤滑劑和氣體潤滑劑四種。液體潤滑劑分為：礦物潤滑油、合成潤滑油、動植物油和水基液體等。半固體潤滑劑：主要為潤滑脂，是在常溫、常壓下呈半流動狀態，并且具有膠體結構的潤滑材料。 固體潤滑劑：以石墨和二硫化鉬等固體作潤滑劑的潤滑。 在一些高溫、輻射、真空等工況環境下，如航空航天飛行器、核電站的原子反應堆、食品機械、紡織機械、某些真空機械、還有一些工作場合給油不便、拆卸困難等，需要固體潤滑劑。氣體潤滑劑：可在比潤滑油脂更高或更低溫度條件下使用。以空氣、氫氣、氮氣和

2、蒸汽等氣體作為潤滑劑的潤滑。3潤滑油的ISO分類A 全損耗系統B 脫模C 齒輪D 壓縮機 (包括冷凍機和真空泵) E 內燃機F 主軸、軸承和離合器 G 導軌H 液壓系統M 金屬加工ISO 6743/0 根據應用場合將潤滑劑和相應產品分類為以下各組：N 電器絕緣P 風動工具Q 熱傳導R 暫時保護防腐蝕 T 汽輪機U 熱處理X 用潤滑脂的場合Y 其他應用場合Z 蒸汽氣缸4潤滑油的常見分類車用潤滑油工業用潤滑油工藝用潤滑油5潤滑油、脂的工作場合內燃機組壓縮機螺桿軸 承齒輪工作組液壓泵葉片6潤滑劑的基本作用7潤滑油的作用潤滑:減摩抗磨，降低摩擦阻力以節約能源， 減少磨損以延長機械壽命，提高經濟效 益；

3、2.冷卻:要求隨時將摩擦熱排出機外；3.密封:要求防泄漏、防塵、防竄氣；4.抗腐蝕防銹:要求保護摩擦表面不受油變質或外來侵蝕；5.清凈沖洗:要求把摩擦面積垢清洗排除；6.減震:應力分散緩沖，分散負荷和緩和沖擊及減震；7.動能傳遞:液壓系統和遙控馬達及摩擦無級變速等。8影響潤滑的狀態的因素操作條件-負荷、速度、溫度設備-材料的幾何外形潤滑劑-粘度、基礎油、添加劑9潤滑油的組成基礎油、添加劑基礎油的性質對潤滑油的性質有至關重要。添加劑的品種和配方平衡組合是形成潤滑油品種的基礎。10潤滑劑的組成11基礎油 主要成分，決定潤滑劑的基本性質 如：抗氧、粘溫、低溫、揮發等性能添加劑 彌補和改善基礎油的不足

4、 如：抗氧、粘溫、高低溫等性能 賦予潤滑劑新的性能 如：潤滑、極壓抗磨、防銹、防腐、清凈分散、抗泡等性能潤滑油的品質取決于基礎油、添加劑12對于潤滑油原料來說，做為占到80%以上的基礎油決定了油品的高溫性能、剪切性能、粘溫特性、抗氧化能力、蒸發損失性能以及會造成油泥和積碳、煙怠的有害成份含量。而功能添加劑而主要體現在對油品的改性及提高方面。13基礎油的理想組分： 直鏈、帶支鏈飽和烷烴基礎油的非理想組分： 芳香烴和其它非飽和烴 硫、氧、氮及其化合物 膠質、瀝青 重金屬元素基礎油的制造過程就是除去非理想組分14基礎油通過石油煉制工藝從原油中提煉出基礎油組分溶劑精制催化脫蠟加氫精制化學合成15原油來

5、源煉制技術- 傳統工藝：溶劑精制 溶劑脫蠟 白土補充精制 現代工藝：加氫補充精制 加氫處理 加氫降凝（裂化、異構化） 基礎油的制造16第一工序 - 原油蒸餾原油蒸餾單元 (CDU)餾分沸程汽油 (25 - 70O C)石腦油 (70 - 140 OC)煤油 (航煤) (140 - 250O C)柴油 (250 - 350O C) 常壓渣油 (生產潤滑油) ( 350O C)原油丙烷/丁烷 (-10 - 25O C)17常壓渣油350含蠟餾分減壓蒸餾單元Waxy Raffinates脫蠟油l基礎油糠醛精制脫蠟精制補充精制 基礎油生產工藝減一線 減二線（150SN）減三線(350SN)減四線(65

6、0SN)Tankage皂蠟AC減壓殘渣油（光亮油）每一餾分按手續被貯存于每一裝置間的儲罐抽出油18加氫裂化生產工藝糠醛精制單元酮苯脫蠟裝置加氫裂化殘渣油減壓餾分油Raffinates減壓蒸餾塔粘度指數氧化安定性高溫穩定性ty傾點揮發粘度加氫裂化反應器加氫精制反應器原油柴油95% 轉化率成品基礎油19理想的基礎油性能更高的粘度指數低揮發性提高溶解性改進化學特性以提高在發動機中的性能優良的低溫性能20 ATIEL / API 基礎油分類基礎油類型 API分類飽和烴含量 硫含量粘度指數溶劑精制 I 0.03% 80-120加氫處理 II 90% 0.03% 80-120深度加氫 / III 90%

7、0.03% 120 異構脫蠟聚烯烴合成油 (PAO) IV酯類或除外 V21 石蠟基型 SN礦物油 ： 餾分油 中間基型 ZN 環烷基型 DN 殘餾油：光亮油 BS合成油我國原基礎油的分類22 我國基礎油的牌號（礦物油）現行標準牌號（Q/SHR001-95）：根據粘度指數分為五類：超高粘指（UHVI）；很高粘指（VHVI）；高粘指（HVI）；中粘指（MVI）；低粘指（LVI）；23 基礎油的應用基礎油高粘度指數中粘度指數低粘度指數成品油粘溫性能要求高粘溫性能要求不很高粘溫性能要求不很高如多級內燃機油等如單級內燃機油等如變壓器油、冷凍機油等24基礎油性能 Group IGroup II Grou

8、p III Group IV氧化穩定性 好 較好 很好 優秀揮發控制 好 好 很好 優秀溶解性 很好 好或差 差 優秀低溫 好 好 好 優秀25添加劑添加劑類型 目的 典型的化合物抗磨劑 減少摩擦和磨損 磷、硫、Cl化合物、ZDDP(二烴基二硫化磷酸鋅)清凈劑 防止表面沉積 鈉、鈣、鎂化合物、磺化物分散劑 保持不溶物的懸浮 酯抗氧劑 抑制氧化分解 ZDDP，芳香胺防腐劑 防止金屬部件生銹 ZDDP，脂肪酸，胺摩擦改進劑 提高摩擦性能 有機脂肪酸抗泡沫劑 減少泡沫（油中的 硅酮空氣）的形成粘度指數改進劑 改良粘度-溫度特性 聚合物和共聚物EP添加劑 控制極大負荷條件下的磨損 磷、硫、氯化合物，

9、26添加劑的作用 - 改善、提高基礎油的性能 -為基礎油增加新的性能分組及其符號代表的意義清凈劑和分散劑 T1抗氧防腐劑 T2極壓抗磨劑 T3油性劑和摩擦改進劑劑 T4抗氧劑和金屬減活劑 T5粘度指數改進劑 T6 27潤滑油的配方技術與復合添加劑 潤滑油的關鍵技術是配方配方要經過實驗室反復調試、評定、測試模擬實驗、強化試驗、使用試驗。一個配方要經過反復多次，要有很大的投入。我國曾經組織過全國潤滑油“6.5”、“7.5”、“8.5”科技攻關。當今世界，潤滑油的配方技術都趨于專業化研發、生產，由幾大添加劑公司從事潤滑油添加劑配方的研發和潤滑油芯片復合添加劑的生產經營。28潤滑油的性能潤滑油的品種很

10、多性能也各異，但有共性：1.潤滑性：合適粘度、極壓抗磨2.穩定性：抗氧化、熱穩定、抗剪切、抗水解、揮發性、 防銹防腐3.流變性：粘溫特性、傾點、低溫流動性4.表面性：抗泡、空氣釋放、抗乳化、乳化穩定各類油品各有其特有性能： 內燃機油還有清凈分散性、高溫抗氧、中和能力 抗磨液壓油還有可濾性、清潔性、抗磨性、密封材料適應性 變壓器油還有擊穿電壓、介損等電器性能 齒輪油極壓抗磨性29潤滑油的特性產品標準：理化性能、模擬性能、臺架性能（使用性能） 理化性能：物理性能與基礎油有關 如密度、顏色、粘度、閃點等 化學性能與添加劑有關如堿值、酸值等 理化性能與使用性能有聯系，但不是絕對 模擬性能: 與基礎油性

11、能有關，多添加添加劑改進或增加的性能， 與使用性能關系密切，通不過不能用。臺架試驗性能：是一種強化的使用性能試驗，由配方添加劑決定，通不過則達不到使用性能 使用性能與設備性能有關 30理化性能： 1.外觀 色度油品的顏色，往往可以反映其精制程度和穩定性。顏色的變化可能石油于采用的原油不同，提煉方法和處理深度不同，所用添加劑的本來顏色和數量不同，及黏度大小不同，都有影響。顏色的輕微變化，在生產上是可以接受的。顏色的變化不會影響到產品使用上的效果。基礎油顏色見光變深主要是油中的氮化物引起的。對于新的成品潤滑油，由于添加劑的使用，顏色作為判斷基礎油精制程度高低的指標已失去了它原來的意義。有的成品潤滑

12、油還特意添加染料，以區別于其它品牌。31透明度：潤滑油不管是基礎油、成品油、高低粘度油，其外觀一定是透明的。（金屬加工油除外）造成不透明的原因：有微量水存在有不溶的物質存在32在標準溫度下，單位體積的質量 -近似判斷化學組成 如芳烴環烷烴烷烴，瀝青膠質多密度也大換算體積和重量初步判斷品種質量變化 組成中含碳、氧、硫的數量的增加而增大 在測試發動機油時，比重降低可能表示燃油稀釋。而比重增加可能表示有污染物或氧化物質的存在。2.密度和比重333.粘度：表示流體物質內部阻力的量度34粘 度粘度 (Viscosity) 液體流動時內摩擦力的量度。 運動粘度(Kinematic Viscosity) ：

13、 表示液體在重力作用下流動時內摩擦力的量度。其值為相同溫度下液體流動的動力粘度與其密度之比。在國際單位制(SI)中以平方米/秒(m2/s)或平方毫米/秒(mm2/s)表示。 40 C 下的 KV 用于: 工業潤滑油 (ISO 等級)開始停止35粘度：動力粘度： 常用來表示低溫性能運動粘度： 動力粘度與其密度之比 恩氏粘度： 相對粘度雷氏粘度： 相對粘度，主要在英國使用賽氏粘度： 相對粘度，主要在美國使用36粘度的意義：牌號劃分依據重要理化指標工藝設計的參考數據 粘度大小沒有好壞，只有是否合適判斷潤滑油是否變質 潤滑油的換油期是以粘度增加的百分比來確定的，使用期間粘度增加或減少都必須關注！潤滑油

14、粘度系統：ISO=國際標準化組織SAE=美國汽車工程師學會37粘度調配的平衡高粘度 潤滑好 密封效果好低粘度 冷啟動好 減少燃料消耗 循環好 冷卻好GB/T 265ASTM D445384.粘度指數粘度指數（VI）表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數越高，表示油品粘度受溫度的影響越小，其粘溫性能越好，反之越差。 ASTM D2270、DIN 51564 39黏度相同、黏度指數不同405.閃 點在規定條件下，加熱油品所逸出的蒸氣和空氣組成混合物與火焰接觸發生瞬間閃火時的最低溫度稱為閃點，以表示。閃點是表示石油產品蒸發傾向和安全性的項目。GB/T 267-88 ASTM D92，DIN 5137

15、6 41閃點餾分輕重蒸發傾向閃點是表示油品蒸發性的一項指標。油品的餾份越輕，蒸發性越大，其閃點也越低。反之，油品的餾份越重，蒸發性越小，其閃點也越高。 發生火災的危險性是表示石油產品著火危險性的指標。油品的危險等級是根據閃點劃分的，閃點在45以下為易燃品，45以上為可燃品。 是否變質使用過程油品閃點變低，表示有輕質油品混入。426.低溫流動性傾點、凝固點低溫動力粘度、邊界泵送粘度/溫度、成溝點意義烴類化合物含量變壓器油、冷凍機油牌號依據按季節選油依據儲存、運輸、接卸過程中的控制指標43 傾 點、凝點：傾點是指試油在在規定條件下，被冷卻了的試油開始連續流動時的最低溫度；凝點是指試油在在規定的冷卻

16、條件下油品停止流動的最高溫度；以表示傾點和凝點一樣都是用來表示石油產品低溫流動性能的指標。 ASTM D5950447. 酸值、堿值和中和值酸值表示潤滑油中含有酸性物質的指標，中和用沸騰乙醇從1克油品中抽出酸性物質所需的氫氧化鉀毫克數稱為酸值，以mgkoH/g油表示。表征有機酸含量, 酸值分強酸值和弱酸值兩種，兩者合并即為總酸值（簡稱TAN）。通常所說的“酸值”，實際上是指“總酸值（TAN）”。衡量油品的氧化安定性意義基礎油表示精制深度舊油表示油品老化的程度和換油 期指標氧化試驗判斷油品的抗氧化性新油因種類不同而有不同的酸值GB/T 7304-87 ASTM D664 45總堿值（TBN）堿值

17、表示潤滑油中堿性物質含量的指標，單位是mgkoH/g。堿值亦分強堿值和弱堿值兩種，兩者合并即為總堿值（簡稱TBN）。 通常所說的“堿值”實際上是指“總堿值（TBN）”。意義用于柴油機油、船用油柴油燃燒的副產物呈酸性，需要 高堿值添加劑起中和作用TBN衡量油品的中和能力，是柴油 機油的換油指標新油的堿值區分不同品牌的產品46中和值實際上包括了總酸值和總堿值。但是，除了另有注明，一般所說的“中和值”，實際上僅是指“總酸值”，其單位也是mgkoH/g。478. 水 分水分是指油品中的含水量，以重量百分數表示。在石油產品分析標準中有好幾種水分測定方法，一般都是以%表示，小于0.03%即為痕跡，特殊要求

18、的油品，其水分以ppm表示。 48水分的存在潤滑效果變差腐蝕、銹蝕金屬低溫性能變差乳化可能性變大抗泡性變差水解、氧化油品潤滑油中水分越小越好499.機械雜質機械雜質是指存在于潤滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。這些雜質大部分是砂石和鐵屑之類，以及由添加劑帶來的一些難溶于溶劑的有機金屬鹽。潤滑油基礎油的機械雜質都控制在0.005%以下（機雜在0.005%以下被認為是無）。成品潤滑油會大于這個數值，機械雜質有可加性。 機械雜質的存在造成磨損堵塞油路5010.殘炭指在規定的條件下，油品在進行蒸發和裂解后所形成的焦黑色殘留物進 ，潤滑油中形成殘炭的主要物質是：油中的膠質、瀝青質及多

19、環芳烴等有機成分，也包括金 屬、硫、磷、硅、氮元素等無機成分 。 意義判斷基礎油精制程度大致判斷潤滑油形成積炭的傾向換油期參考指標5111.灰分和硫酸灰分灰分是指在規定條件下，灼燒后剩下的不燃燒物質?；曳值慕M成一般認為是一些金屬元素及其鹽類等無機物?；曳謱Σ煌挠推肪哂胁煌囊饬x。硫酸灰分是：在油樣燃燒后灼燒灰化之前加入少量濃硫酸，使添加劑的金屬元素轉化為硫酸鹽，主要用于內燃機油的灰分測定。 意義對基礎油或不加添加劑的油品來說，灰分可用于判斷油品的精制深度。對于加有金屬鹽類添加劑的油品（新油），灰分就成為定量控制添加劑加入量，判斷油品品種或品牌的手段。5212.滴點指潤滑脂在規定的加熱條件下，

20、從滴點測定儀的紙杯中滴出第一滴液體時的最低溫度。代表潤滑脂的耐熱性能。意義：表征潤滑脂耐熱性能大致衡量潤滑脂的最高使用溫度范圍53模擬使用性能除了上述一般理化性能之外，每一種潤滑油品還應具有與實際使用性能有關聯的模擬使用性能。越是質量要求高，或是專用性強的油品，其模擬使用性能就越突出；模擬使用性能試驗的數值大小與性能優劣有關。 1.氧化安定性是指油品抵抗氧氣的氧化作用而保持其性質不發生永久性變化的能力。油品在使用過程都有氧化的傾向，生成一些醛、酮、酸類和膠質、瀝青質等有害物質?？寡跣院眠@一過程就很緩慢。意義抑制有機酸生成，防止腐蝕防止因為油品氧化而使粘度增大油品使用壽命和老化程度的衡量，換油期

21、的重要指標。542.熱安定性熱安定性表示油品的耐高溫能力，也就是潤滑油對熱分解的抵抗能力，即熱分解溫度。一些高質量的抗磨液壓油、壓縮機油等都提出了熱安定性的要求。油品的熱安定性主要取決于基礎油的組成和添加劑的化學性質，很多分解溫度較低的添加劑往往對油品安定性有不利影響；抗氧劑也不能明顯地改善油品的熱安定性。553.油性和極壓性油性是潤滑油中的極性物在摩擦部位金屬表面上形成牢固的理吸附膜，從而起到耐高負荷和抗摩擦磨損的作用；極壓性是潤滑油的極性物在摩擦部位金屬表面上，受高溫、高負荷發生摩擦化學作用分解，并和表面金屬發生摩擦化學反應，形成低熔點的軟質（或稱具可塑性的）極壓膜，從而起到耐沖擊、耐高負

22、荷高溫的潤滑作用。潤滑油實驗室測定油性和極壓性，通常用摩擦磨損的試驗方法，如四球機、梯姆肯、FZG、法萊克斯等。56 4.腐蝕和銹蝕腐蝕 油品的氧化或添加劑的作用，常常會造成鋼和其它有色金屬的腐蝕。潤滑油使用過程不允許對設備產生腐蝕。腐蝕試驗采用ASTM D130/DIN 51759銅片腐蝕試驗方法，將紫銅條放入油中，在100下放置3小時，然后觀察銅的變化；銹蝕 銹蝕試驗采用則ASTM D665/DIN 51585試驗方法，是在水和水汽作用下，鋼表面會產生銹蝕，測定防銹性是將30ml蒸餾水或人工海水加入到300ml試油中，再將鋼棒放置其內，在54下攪拌24小時，然后觀察鋼棒有無銹蝕。油品應該具

23、有抗金屬腐蝕和防銹蝕作用；潤滑油 使用過程也不允許對設備生產銹蝕；在工業潤滑油標準中，這兩個項目 通常都是必測項目。575.抗泡沫性和空氣釋放性 抗泡 潤滑油在運轉過程中，由于有空氣存在，常會產生泡沫，尤其是當油品中含有 具有表面活性的添加劑時，則更容易產生泡沫，而且泡沫還不易消失。這對潤 滑系統非常不利。 要求潤滑油發泡趨勢小、泡沫穩定性差，起泡小，消泡快。 空氣釋放值 在液壓系統中，如果溶于油品中的微小氣泡不能及時釋放出來，那么它將影響液壓傳遞的精確性和靈敏性，嚴重時就不能滿足液壓系統的使用要求。測定此性能的方法與抗泡性類似，不過它是測定溶于油品內部的空氣（霧沫）釋放出來的時間。 潤滑油產

24、生泡沫和微小氣泡會使油膜破壞，使摩擦面發生燒結或增加磨損， 會油溫升高，促進潤滑油氧化變質，還會使潤滑系統氣阻，影響潤滑油循環，嚴重的會產生氣蝕，或發生安全事故。因此,抗泡性和空氣釋放性是潤滑油等的重要質量指標。58 6.水解安定性水解安定性表征油品在水和金屬（主要是銅）作用下的穩定性，當油品酸值較高，或含有遇水易分解成酸性物質的添加劑時，常會使此項指標不合格。它的測定方法是將試油加入一定量的水之后，在銅片和一定溫度下混合攪動一定時間，然后測水層酸值和銅片的失重。597.抗乳化性在規定時間下,表示油品的破乳化性的量度值叫做破乳化時間,以min表示。與水分離開的性能與潤滑油潔凈度有關工業潤滑油在

25、使用中常常不可避免 地要混入一些冷卻水，如果潤滑油 的抗乳化性不好，它將與混入的水 形成乳化液，使水不易從循環油箱 的底部放出，從而可能造成潤滑不良。 因此抗乳化性是工業潤滑油的一項很 重要的理化性能。 ASTM D1401608.橡膠密封性在液壓系統中以橡膠做密封件者居多，在機械中的油品不可避免地要與一些密封件接觸，橡膠密封性不好的油品可使橡膠溶脹、收縮、硬化、龜裂，影響其密封性，因此要求油品與橡膠有較好的適應性。液壓油標準中要求橡膠密封性指數，它是以一定尺寸的橡膠圈浸油一定時間后的變化來衡量。9.剪切安定性加入增粘劑的油品在使用過程中，由于機械剪切的作用，油品中的高分子聚合物被剪斷，使油品粘度下降，影響正常潤滑。因此剪切安定性是這類油品必測的特殊理化性能。測定剪切安定性的方法很多，有超聲波剪切法、噴嘴剪切法、威克斯泵剪切法、FZG齒輪機剪切法，這些方法最終都是測定油品的粘度下降率。 61 11.蒸發損失 潤滑油的蒸發損失對油耗、粘度穩定性、氧化安定性有關。蒸發損失