水污染對潤滑油性能有何影響

時(shí)間：2021-11-15作者：鑒聯(lián)國檢(廣州)檢測技術(shù)有限公司瀏覽：197

水是潤滑油在使用過程中遇到的較主要也是較復(fù)雜的污染物，其污染機(jī)理仍處于研究之中。由于潤滑油自身具有一定的吸水性，因此，使用工況和環(huán)境都會對其產(chǎn)生不容忽視的影響。

在用潤滑油所處的環(huán)境和工況使進(jìn)水現(xiàn)象不可避免，大多都會使?jié)櫥桶l(fā)生物理或化學(xué)變化，較端情況下會對設(shè)備潤滑產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。所以，設(shè)備潤滑管理過程中對在用潤滑油而言需關(guān)注的焦點(diǎn)應(yīng)當(dāng)放在減少或控制水分的進(jìn)入、判定水分是否存在并檢測其含量、盡快分離并除去水分三個方面。

一、水在潤滑油中的存在形式

水在潤滑油中的存在形態(tài)有三種，即溶解水、乳化水和游離水。溶解水是指水分子和油分子發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，從而以分子形式均勻的分散在潤滑油中，這種形式的水肉眼是觀察不到的，而且對潤滑油的外觀也不產(chǎn)生顯著影響，依然保持清澈透明的狀態(tài)；乳化水是當(dāng)進(jìn)人潤滑油的水**過一定量時(shí)以乳化狀態(tài)存在，使油品外觀表現(xiàn)出發(fā)霧、渾濁甚至乳液狀；游離水是當(dāng)進(jìn)入潤滑油中的水量繼續(xù)增加，或油品的破乳化能力較強(qiáng)的情況下，水會從潤滑油中析出而以游離狀態(tài)存在，肉眼即可觀察到，也就是通常人們所說的“明水”。

水在潤滑油中的溶解量取決于基礎(chǔ)油的類型、精制程度、添加劑的加量和極性、在用油的降解程度、油品的黏度和使用溫度等。比如通常情況下酯類基礎(chǔ)油的吸水性強(qiáng)于烴類基礎(chǔ)油，I類基礎(chǔ)油的吸水性強(qiáng)于Ⅲ類基礎(chǔ)油，內(nèi)燃機(jī)油和齒輪油的吸水性強(qiáng)于液壓油和汽輪機(jī)油，降解程度較大的在用潤滑油的吸水性強(qiáng)于剛投入使用的潤滑油，使用溫度較高的潤滑油的吸水性強(qiáng)于使用溫度較低的潤滑油，黏度大的潤滑油的吸水性大于黏度小的潤滑油。

潤滑油溶水性和黏度與溫度的關(guān)系

二、水污染的影響

潤滑油在儲存、運(yùn)輸和使用過程中較基本的要求就是“干凈”，干則無水，凈即無塵。有研究表明，500ug/g的水含量就可以使設(shè)備和潤滑油的使用壽命明顯縮短，由此可見水對潤滑油性能的影響程度和防水的重要性。

水對設(shè)備的直接影響是導(dǎo)致銹蝕和腐蝕從而加速磨損，水進(jìn)入潤滑油會改變油品的黏度導(dǎo)致油膜強(qiáng)度降低，加速油品的氧化、添加劑的水解使氧化安定性、較壓抗磨性、清凈分散性等基本性能減弱甚至喪失，導(dǎo)致油品的抗泡性能變差使?jié)櫥到y(tǒng)產(chǎn)生大量的泡沫而降低潤滑效果，還會導(dǎo)致金屬材質(zhì)的氣蝕和氫脆效應(yīng)。

下面對以上危害逐一進(jìn)行分析：

銹蝕和腐蝕：通常情況下銹蝕都有水的參與，甚至潤滑油中的溶解水也會對銹蝕產(chǎn)生影響，水會直接和金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成氧化物，還會和油中的酸性化合物共同作用使金屬表面產(chǎn)生腐蝕，在有磨粒存在的條件下加速磨損，并且銹蝕和腐蝕顆粒本身就是典型的磨損顆粒，同時(shí)游離水在熱的金屬表面閃蒸會導(dǎo)致點(diǎn)蝕。

油膜強(qiáng)度降低：潤滑油除了具有一定的黏溫特性外，還具有一定的黏壓特性，即當(dāng)使用壓力增加時(shí)潤滑油的黏度也會增大，從而對摩擦副起到了一定的保護(hù)作用，但是水并不具備這樣的特性，它的黏度隨壓力變化而變化較其微小，所以當(dāng)水進(jìn)入潤滑油后減弱了潤滑油的黏壓特性，從而使摩擦副產(chǎn)生接觸疲勞導(dǎo)致疲勞磨損(在鐵譜分析中表現(xiàn)為典型的疲勞剝塊)。

添加劑失效：水是一種極性較強(qiáng)的溶劑型化合物，而潤滑油中絕大部分添加劑也都是極性化合物，根據(jù)相似相溶的原理，一旦水進(jìn)入潤滑油中就會和這些極性添加劑發(fā)生反應(yīng)，一方面使其水解或加速其耗解而失去作用，尤其是抗氧劑、較壓抗磨劑、清凈劑、抗乳劑、防銹劑等功能劑，并且會產(chǎn)生不溶物堵塞濾網(wǎng)或加速磨損，另一方面會在潤滑系統(tǒng)分水的過程中隨之流失，加速油品氧化安定性衰減及造成環(huán)境污染。

油品起泡：水進(jìn)入潤滑油會降低油品的表面張力，從而惡化油品的空氣釋放性和消泡性，導(dǎo)致油品夾帶空氣而起泡，如果油品中夾帶的空氣無法及時(shí)釋放或在表面形成穩(wěn)定的泡沫，會進(jìn)一步加速油品的氧化，還會使油品的傳熱性能、油膜強(qiáng)度、流動性等性能大幅降低。

潤滑油霉變：水是細(xì)菌和真菌等微生物生長的促進(jìn)劑，如果長時(shí)間存在于潤滑油中，就會產(chǎn)生大量的微生物質(zhì)并懸浮于油品中，使油品產(chǎn)生異味或堵塞濾網(wǎng)，而且微生物本身或其代謝產(chǎn)物也具有一定的腐蝕性。

水蒸汽氣蝕：如果水蒸汽到達(dá)潤滑系統(tǒng)的低壓區(qū)，水蒸汽的氣泡就會擴(kuò)張分散于油中，而當(dāng)其突然進(jìn)入高壓區(qū)時(shí)就會瞬間產(chǎn)生聚爆，類似于微柴油化，撞擊摩擦副使其表面產(chǎn)生氣蝕。

氫脆：氫脆是目前摩擦學(xué)界研究的熱門領(lǐng)域，而氫的來源有可能就是水，或者是在水的作用下發(fā)生電解和腐蝕而產(chǎn)生的，研究表明當(dāng)水通過毛細(xì)作用進(jìn)入微觀疲勞裂隙和自由基的金屬接觸時(shí)，在高壓狀態(tài)下，水會裂解產(chǎn)生氫，氫脆作用會加速微觀裂隙的進(jìn)一步開裂而導(dǎo)致較終的磨損。

水洗作用：對潤滑脂而言，水污染會導(dǎo)致潤滑脂變軟流失，造成潤滑系統(tǒng)因缺脂而干磨或密封性下降。

水分的存在，會促使油品氧化變質(zhì)，破壞潤滑油形成的油膜，加速**酸對金屬的腐蝕作用，加速機(jī)械零件的磨損；水分還會使添加劑（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，妨礙潤滑油的循環(huán)和供應(yīng)。在溫度低時(shí)，潤滑油的水分，會導(dǎo)致潤滑油流動性變差，粘溫性變壞；在溫度高時(shí)，水會汽化，破壞油膜并產(chǎn)生氣阻，影響潤滑油的循環(huán)。水分進(jìn)入潤滑油中造成事故的案例很多，設(shè)備潤滑管理的焦點(diǎn)之一，就是要定期監(jiān)測判斷水的存在形態(tài)及數(shù)量，以及控制水的進(jìn)入和盡快分離去除。



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