油品分析在實(shí)際應(yīng)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(yīng)相關(guān)指標(biāo)，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(hù)設(shè)備、節(jié)約能源加強(qiáng)潤滑管理、實(shí)現(xiàn)按質(zhì)換油的*程序。

　　油品分析目的：

　　(1)潤滑油品的合理選用及質(zhì)量監(jiān)督。

　　(2)監(jiān)測設(shè)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(dǎo)科學(xué)維護(hù)及改善設(shè)備潤滑。

　　油液分析不僅僅是檢測油品質(zhì)量好壞,更重要的是及時了解設(shè)備的潤滑狀態(tài),科學(xué)指導(dǎo)設(shè)備維護(hù),提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。一方面對油品進(jìn)行分析，解決了“油該不該換”的問題，實(shí)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(zhì)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(zhì)量合格，確保自己的品牌效應(yīng)，并且也不浪費(fèi)質(zhì)量指標(biāo)，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。解決這些問題需要有準(zhǔn)確快速而且在現(xiàn)場方便使用的分析技術(shù)。由此可見油品分析在當(dāng)今社會扮演著越來越重要的角色。

　　對油品進(jìn)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(yīng)均勻，用取樣器提取，這樣子便于分析的結(jié)果與實(shí)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(biāo)說明油即將報廢。

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

　　油液分析主要測試項(xiàng)目

　　1、品質(zhì)檢測

　　色度、粘度、水分、閃點(diǎn)、總酸值、總堿值、不溶物、殘?zhí)?、傾點(diǎn)、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(diǎn)、四球試驗(yàn)等

　　2、污染監(jiān)測

　　顆粒計(jì)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(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)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(zhì)和瀝青質(zhì)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(jì)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(nèi)摩擦力,是表示油品油性和流動性的一項(xiàng)指標(biāo)。常用的是運(yùn)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(xì)管)、深色油品采用 GB/T 11137(逆流毛細(xì)管),以上方法對應(yīng) 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(jì)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(zhì)量百分?jǐn)?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(jī)油、壓縮機(jī)油等,應(yīng)采用卡爾菲休試劑進(jìn)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(jié)果,建議采用加熱爐裝置,將水分蒸出后再滴定。

　　閃點(diǎn):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(diǎn),以°C表示。油品的餾分越輕,蒸發(fā)性越大,閃點(diǎn)也越低。反之, 油品的餾分越重,閃點(diǎn)也越高。閃點(diǎn)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(yàn)方法:SH/T 0768/ASTM D 6450(CCCFP)/ASTM D3828。對于閉口閃點(diǎn)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(zhì)所需要的氫氧化鉀毫克數(shù),用 mgKOH/g 表示。總酸值包括強(qiáng)酸值和弱酸值。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(jī)酸、外界進(jìn)入的酸性物質(zhì)(必要時測試 PH 值)。一般基礎(chǔ)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(zhì)發(fā)動機(jī)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(dāng)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(jī)/無機(jī)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(zhì)如金屬顆粒和粉塵等、油品氧化生成的膠質(zhì)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(jié)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(diǎn):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(diǎn)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(yīng)采用對應(yīng)的試驗(yàn)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(dǎo)致水分離性差, 可用 1.2 μ m 的濾膜過濾后測試驗(yàn)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(shí)際使用中,由于受到振蕩、攪動等作用,使空氣進(jìn)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(biāo)。

　　銅片腐蝕:金屬表面受周圍介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)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(zhì)量分?jǐn)?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(yàn)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(zhì)不發(fā)生變化的能力叫做油品的氧化安定性。汽輪機(jī)油采用旋轉(zhuǎn)氧彈法測試,對應(yīng)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?jiān)?用硫酸處理,并熱至恒重的質(zhì)量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。測試方法:GB/T2433/ASTM D 874。

　　機(jī)械雜質(zhì):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(jī)械雜質(zhì)在 0.005%m/m 以下被認(rèn)為是“無”。

　　錐入度:衡量潤滑脂稠度及軟硬程度的指標(biāo)。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(diǎn):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(diǎn)(°C)。測試方法:一般滴點(diǎn) GB/T 4929/ASTMD566 和寬溫度滴點(diǎn) GB/T 3498/ASTM D2265。前一種方法測試的高溫度為 250 °C。寬溫度滴點(diǎn)測試高溫度為 330 °C,有些潤滑脂可能無滴點(diǎn)(如復(fù)合皂基、脲基脂等)。

　　機(jī)械安定性:潤滑脂受機(jī)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(zhì)檢測方面可實(shí)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(yīng)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(jì)算有兩種方法即直接計(jì)算法、用油與同牌號新油差譜后再計(jì)算。推薦差譜后計(jì)算。

　　積碳:一種黑色或灰黑色的固體碳狀物,生成于柴油機(jī)的高溫部位,由于分散劑的作用, 積碳以非常細(xì)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(diǎn)試驗(yàn)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(jì)數(shù)法、濾膜堵塞法、顯微鏡法。自動顆粒計(jì)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(shè)備的磨損機(jī)理、磨損部位、磨損原因及預(yù)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(jìn)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(shè)備:旋轉(zhuǎn)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(jì)數(shù)器相比,濾膜分析用于測試污染度等級時,費(fèi)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。