油品分析在實際應用中的作用

油品分析就是分析潤滑油的污染程度，分析油中的含水量，金屬磨粒的含量等，然后對應相關指標，以確定新購潤滑油是否合格及該不該換油的方法。這是企業(yè)保護設備、節(jié)約能源加強潤滑管理、實現(xiàn)按質換油的*程序。

　　油品分析目的：

　　(1)潤滑油品的合理選用及質量監(jiān)督。

　　(2)監(jiān)測設備潤滑與磨損狀態(tài),發(fā)現(xiàn)造成潤滑故障的原因。

　　(3)指導科學維護及改善設備潤滑。

　　油液分析不僅僅是檢測油品質量好壞,更重要的是及時了解設備的潤滑狀態(tài),科學指導設備維護,提高設備運行的可靠性。一方面對油品進行分析，解決了“油該不該換”的問題，實際上也做到了節(jié)約，節(jié)省了成本。另一方面在打擊假油方面也提供了快速分析的保證，加大對油品質量的監(jiān)管，打擊假貨。重要的是經(jīng)營者不僅需要及時了解油品的情況，做到質量合格，確保自己的品牌效應，并且也不浪費質量指標，取得更好的經(jīng)濟效益。解決這些問題需要有準確快速而且在現(xiàn)場方便使用的分析技術。由此可見油品分析在當今社會扮演著越來越重要的角色。

　　對油品進行分析主要分析以下數(shù)據(jù)：

　　1、分析潤滑油的污染程度，污染程度高了，說明油即將報廢。(分析油品前要注意：污油提取應均勻，用取樣器提取，這樣子便于分析的結果與實際相符。)

　　2、分析潤滑油中的水分含量（注意：分析樣油需使用與被分析油同型號同批次油品。）含水量多了，超過指標說明油即將報廢。

　　3、分析金屬磨粒（與報廢標注進行比對）將以上結果與報廢指標核對，如果超出則說明油是廢油。

　　油液分析主要測試項目

　　1、品質檢測

　　色度、粘度、水分、閃點、總酸值、總堿值、不溶物、殘?zhí)?、傾點、水分離性、泡沫特性、銅片腐蝕、氧化安定性、積碳、FTIR、錐入度、滴點、四球試驗等

　　2、污染監(jiān)測

　　顆粒計數(shù)、濾膜分析、漆膜傾向指數(shù)(VPR)等

　　3、磨損分析

　　光譜元素分析、PQ 指數(shù)、直讀鐵譜、分析鐵譜、濾膜分析等

　　色度:油品的顏色,往往可以反映精制程度、油品衰變和污染情況。測試方法: GB/T 6540/ASTM D 1500、SH/T 0168(GB/T 6540 色度范圍:0.0 ~8.0,超過 8.0 表示為 D8.0)。

　　密度:指在規(guī)定的溫度下單位體積內所含物質的質量,以 g/cm3 或 kg/m3 表示。潤滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數(shù)量的增加而增大,因此在同樣粘度或同樣分子量的情況下,含芳烴多、膠質和瀝青質多的潤滑油密度大,含環(huán)烷烴多的居中,含烷烴多的小。測試方法:密度計法(GB/T 1884/ASTM D 1298)和比重瓶法(GB/T 2540)和 SH/T 0604/ASTM D 4052(該方法要求試樣量少)。

　　粘度:反映油品的內摩擦力,是表示油品油性和流動性的一項指標。常用的是運動粘度, 單位為 mm2/s (cst)。測試方法:透明油品采用 GB/ T 265(順流毛細管)、深色油品采用 GB/T 11137(逆流毛細管),以上方法對應 ASTM D 445。

　　粘度指數(shù)(VI):粘度指數(shù)表征油品粘度隨溫度變化的程度。潤滑油的粘度隨溫度升高而減小,隨溫度降低而增大。粘指越高,表示油品粘度受溫度的影響越小,其粘溫性能越好。粘度指數(shù)可通過計算得到,方法為 GB/T 1995/ASTM D2270。

　　水分:是指潤滑油中水分含量,通常為質量百分數(shù)。測試方法:GB/T 260/ASTM D95。對于水分要求比較高的油品如變壓器油、冷凍機油、壓縮機油等,應采用卡爾菲休試劑進行微量測試,單位為 mg/kg,測試方法有 ASTM D6304、ASTM D1744。微量水分測試時, 如果直接滴定,可能由于添加劑和其它成分(如氧化產(chǎn)物等)的干擾影響測試結果,建議采用加熱爐裝置,將水分蒸出后再滴定。

　　閃點:在規(guī)定條件下,加熱油品逸出的蒸氣和空氣組成的混合物與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火時的低溫度稱為閃點,以°C表示。油品的餾分越輕,蒸發(fā)性越大,閃點也越低。反之, 油品的餾分越重,閃點也越高。閃點的測定方法分為開口杯法(COCFP)GB/T 3536 / ASTM D92 和閉口杯法GB/T 261/ASTM D93(PMCCFP)。試樣量少的試驗方法:SH/T 0768/ASTM D 6450(CCCFP)/ASTM D3828。對于閉口閃點低于 40 °C的試樣,則用 ASTM D56(Tag 泰克)測試。

　　總酸值(TAN):中和 1 克油品中的酸性物質所需要的氫氧化鉀毫克數(shù),用 mgKOH/g 表示?？偹嶂蛋◤娝嶂岛腿跛嶂?。測試方法:GB/T 4945 / ASTM D 974;GB/T 7304/ ASTM D 664 TAN 來源:油品中呈酸性的添加劑、氧化生成的有機酸、外界進入的酸性物質(必要時測試 PH 值)。一般基礎油的 TAN 很低,如果潤滑油中加入了 ZDDP、極壓添加劑和防銹劑等呈酸性的添加劑,新油酸值可能比較高(如高品質發(fā)動機油TAN可能在2.0以上)。

　　總堿值(TBN):在規(guī)定條件下滴定時,中和 1g 試樣中全部堿性組分所需高氯酸或鹽酸的量,以當量 mgKOH/g 表示,稱為潤滑油或添加劑的總堿值。TBN 表示試樣中有機/無機堿、胺基化合物和金屬鹽類等的含量。測試方法:SH/T 0251 / ASTM D 2896;SH/T 0688/ ASTM D 4739。

　　不溶物:主要包括油中雜質如金屬顆粒和粉塵等、油品氧化生成的膠質等、燃燒產(chǎn)物如積碳等。不溶物有:石油醚不溶物、正庚烷不溶物、正戊烷不溶物、苯不溶物等。由于溶劑溶解能力不同,所以測試結果有差異。測試方法:離心法 GB/T8926(ASTM D 893);濾膜法:ASTM D 4055 (常用 5μ m 濾膜,也可根據(jù)需要選擇如 1.2 μ m 、0.8 μ m 等孔徑濾膜)。

　　傾點:是指在規(guī)定條件下,被冷卻了的試油能流動時的低溫度,以°C表示,測試方法: GB/T3535/ASTM D 97。凝點是試樣在規(guī)定的條件下冷卻至停止移動時的高溫度,以°C表示 ,測試方法:GB/T 510。

　　水分離性:表示油品從油水乳化液中分離出來的能力,以 min 表示。測試方法:GB/T 7305/ASTM D1401。注意不同粘度應采用對應的試驗溫度( 即 54°C或 82°C)。如果混入少許表面活性劑,則水分離性能迅速下降;如果油中固體顆粒含量高也會導致水分離性差, 可用 1.2 μ m 的濾膜過濾后測試驗證。

　　泡沫特性:是指油品生成泡沫的傾向及泡沫的穩(wěn)定性。潤滑油在實際使用中,由于受到振蕩、攪動等作用,使空氣進入潤滑油中,以至形成氣泡。因此要求評定油品生成泡沫的傾向性(ml)和泡沫穩(wěn)定性(ml)。測試方法:GB/T12579/ASTM D892。評定小氣泡從油中分離出來的能力則采用空氣釋放值(SH/T 0308/ASTM D3427)指標。

　　銅片腐蝕:金屬表面受周圍介質的化學或電化學的作用而被破壞稱為金屬的腐蝕。工業(yè)潤滑油主要采用銅片腐蝕(GB/T 5096/ASTM D130)來評定油品的腐蝕性能。

　　液相銹蝕:評定油品阻止與其接觸的金屬部件生銹的能力,測試方法:GB/T11143/ASTM D 665,有 A 法(蒸餾水)和 B 法(合成海水)。

　　蒸發(fā)損失:油品在一定條件下通過蒸發(fā)而損失的量,用質量分數(shù)表示,蒸發(fā)損失與油品的揮發(fā)度成正比。諾亞克法測試:SH/T 0059,試驗條件: 250°C下加熱 1 小時。

　　氧化安定性:石油產(chǎn)品抵抗空氣(或氧氣)的作用,而保持其性質不發(fā)生變化的能力叫做油品的氧化安定性。汽輪機油采用旋轉氧彈法測試,對應的測試方法:SH/T0193/ASTM D2272。

　　硫酸鹽灰分:在規(guī)定條件下試樣碳化后剩余的殘渣,用硫酸處理,并熱至恒重的質量(質量分數(shù))。測試方法:GB/T2433/ASTM D 874。

　　機械雜質:存在于油品中所有不溶于溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物,測試方法:GB/T 511。機械雜質在 0.005%m/m 以下被認為是“無”。

　　錐入度:衡量潤滑脂稠度及軟硬程度的指標。有不工作錐入度、工作錐入度、延長工作錐入度之分,通常測試工作錐入度。測試方法:GB/T269/ASTM D217(有全尺寸錐入度、1/2 錐入度和 1/4 錐入度,測試溫度:25±0.5°C 。

　　滴點:在規(guī)定條件下加熱后潤滑脂隨溫度升高而變軟,從脂杯中流出滴液體(或油柱) 時溫度,稱為滴點(°C)。測試方法:一般滴點 GB/T 4929/ASTMD566 和寬溫度滴點 GB/T 3498/ASTM D2265。前一種方法測試的高溫度為 250 °C。寬溫度滴點測試高溫度為 330 °C,有些潤滑脂可能無滴點(如復合皂基、脲基脂等)。

　　機械安定性:潤滑脂受機械作用后其稠度改變的程度,一般用前后錐入度差值來表示,測試方法:潤滑脂滾筒安定性測定法 SH/T 0122/ASTM D1831。

　　抗水淋性:表示潤滑脂對被水淋出的抵抗能力。測試方法:SH/T 0109/ASTM D 1264。

　　傅立葉紅外變換紅外光譜分析(FTIR):從分子角度分析潤滑油的變化,因此 FTIR 在潤滑油品質檢測方面可實現(xiàn)以下功能: (1)與新油比較,確定潤滑油的衰變原因和程度,如氧化度、硝化值、硫化值、抗氧劑和抗磨劑的消耗及水分、燃料稀釋、乙二醇和積碳的污染(ASTME2412)(水分測試下限:1000ppm;乙二醇含量超過 200ppm 應警告);(2)判斷兩種油品是否類型一致或變化;(3)初步判斷潤滑油的類型。前一種屬于定量分析,后兩種屬于定性分析。定量計算有兩種方法即直接計算法、用油與同牌號新油差譜后再計算。推薦差譜后計算。

　　積碳:一種黑色或灰黑色的固體碳狀物,生成于柴油機的高溫部位,由于分散劑的作用, 積碳以非常細小顆粒(一般<0.2μm)均勻地分散在油中。主要危害:粘度迅速增加、堵塞油道和過濾器、加速活塞環(huán)磨損和油泥的形成。測試方法:FTIR、熱重分析( TGA )、斑點試驗等。積碳迅速增加原因:竄氣、低空/燃比、空氣溫度低、長時間怠速、換油期延長。

　　污染度:單位體積油液固體顆粒污染物的含量。污染度評定方法:重量分析法和顆粒分析法。重量分析法通常用mg/L(mg/100ml)表示,測試方法:ISO 4405(與濾膜法不溶物類似, 采用 1.2 μ m 濾膜)。該方法由于只能反映油液顆粒污染物總量,而不能反映顆粒大小和尺寸分布。顆粒分析法目前有自動顆粒計數(shù)法、濾膜堵塞法、顯微鏡法。自動顆粒計數(shù)類型: 遮光型、光散射型等。

　　磨損分析:通過分析油樣、過濾器、磁塞中固體顆粒的成分、含量及尺寸等信息,探究設備的磨損機理、磨損部位、磨損原因及預測磨損發(fā)展趨勢。磨損監(jiān)測的主要手段包括光譜元素分析、磨粒濃度(WPS)、PQ 指數(shù)及鐵譜分析等。必要時,還可借助掃描電鏡進行分析(確定微區(qū)中顆粒的成分)。

　　光譜元素分析:測量油液中磨損金屬、污染元素及添加劑的成分及含量,連續(xù)監(jiān)測可以得出部件摩擦副的磨損趨勢及添加劑的消耗情況。目前常用于油液分析中元素分析設備:旋轉盤電極原子發(fā)射光譜儀(RDE-AES/ASTM D6595)、電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀 (ICP-AES/ASTM D5185-用過的潤滑油、ASTM D4951-新油)和 X 射線熒光光譜儀(XRF) 等。

　　PQ 指數(shù):可測量油液中鐵磁性顆粒的含量,一般與元素分析配合使用,提高故障探測率。直讀鐵譜分析:可以獲得大磨粒讀數(shù)DL 、小磨粒讀數(shù)DS及組合參數(shù)磨粒濃度WPC和磨損烈度指數(shù) IS,用于判斷潤滑油中鐵磁性顆粒變化趨勢。

　　分析式鐵譜:通過在雙色顯微鏡下觀察油中磨粒圖像,判斷磨損類型和磨損原因。

　　濾膜分析:通過濾膜收集一定量油樣中固體顆粒,然后在顯微鏡下觀察判斷油液中主要顆粒的類型、尺寸和污染度等級。與顆粒計數(shù)器相比,濾膜分析用于測試污染度等級時,費用低且不受油液水分、色度和氣泡的影響,而且可確定主要顆粒的類型。