润滑油脂基础知识及指标分析幻灯片.ppt
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1、润滑油脂基础知识及指标分析第1页,共89页,编辑于2022年,星期一内 容摩擦学基础知识矿物油介绍合成油介绍润滑油指标分析润滑脂指标分析第2页,共89页,编辑于2022年,星期一2什么是摩擦简单的说摩擦就是阻碍运动的现象发生在两个或两个以上的接触面上可分为液体摩擦固体摩擦静摩擦动摩擦滚动摩擦第3页,共89页,编辑于2022年,星期一磨损的类型粘结摩擦产生的热量使接触面熔合、焊接研磨接触面之间有固体颗粒(磨粒)存在腐蚀同环境物质发生反应,然后脱落疲劳滚动接触时表面疲劳气蚀气泡的迅速形成和破裂造成压力的急剧变化,冲击金属表面第4页,共89页,编辑于2022年,星期一润 滑润滑减少或避免两个接触表面
2、的摩擦和磨损可以有各种形式p固体(如石墨、二硫化钼)p液体(主要为石油制品),可分为流体动压润滑混合润滑边界润滑弹性动压润滑第5页,共89页,编辑于2022年,星期一摩擦与润滑相互关系摩擦能量损失世界能源1/31/2摩擦 磨损流体的内摩擦例外润滑 降低摩擦、减少磨损第6页,共89页,编辑于2022年,星期一能耗/油耗比较中国美国日本英国德国法国单位产值耗能(油)量(吨/千美元)1.4310.4270.2570.40.3920.373单位产值耗润滑油量(公斤/千美元)5.82.581.531.511.642.23单位产值耗电量(度/千美元)1395650503586633687第7页,共89页,
3、编辑于2022年,星期一润滑剂的种类固体润滑剂石墨二硫化钼气体润滑剂空气油雾半固体润滑剂润滑脂液体润滑剂矿物油合成油动植物油第8页,共89页,编辑于2022年,星期一润滑油脂类型 润滑油的类型一般按照应用来分根据相应的国际标准,润滑油为L组,润滑油按照应用分为19类表示:如抗磨液压油为 L-HM46。第9页,共89页,编辑于2022年,星期一润滑油的粘度分类 对每类润滑油,规定油的粘度及质量级别,可唯一确定一个润滑油不同的粘度分类为特殊用途的润滑油粘度分类有四种:工业油:ISO工业油粘度分类车辆齿轮油:SAE 车辆齿轮油粘度分类内燃机油:SAE 内燃机油粘度分类润滑脂:NLGI润滑脂稠度分类
4、第10页,共89页,编辑于2022年,星期一工业油粘度分类:按油品的40运动粘度进行分类粘度等级粘度中间值运动粘度40/厘斯40/厘斯不低于不高于ISO VG22.21.982.42ISO VG33.22.883.52ISO VG54.64.145.06ISO VG76.86.127.48ISO VG10109.0011.0ISO VG151513.516.5ISO VG222219.824.2ISO VG323228.835.2ISO VG464641.450.6ISO VG686861.274.8ISO VG10010090.0110ISO VG150150135165ISO VG2202
5、20198242ISO VG320320288352ISO VG460460414506ISO VG680680612748ISO VG100010009001100ISO VG1500150013501650第11页,共89页,编辑于2022年,星期一SAE J300内燃机油粘度分类SAE粘度级别低温启动粘度/mPa.s泵送临界温度/最大值60000mPa.s100运动粘度/mm2.s-1高温高剪切粘度mPa.s,最小最大值最小最大0W6200-35-35-40-403.85W6600-30-30-35-353.810W7000-25-25-30-304.115W7000-20-20-25-
6、255.620W9500-15-15-20-205.625W13000-10-10-15-159.3205.69.32.6309.312.52.94012.516.32.9*4012.516.33.7*5016.321.93.76021.926.13.7第12页,共89页,编辑于2022年,星期一SAE J306车辆齿轮油粘度分类SAE粘度级别表观粘度达150000 cP 时的最高温度,100运动粘度,cSt最小最大70 W-554.1-75 W-404.1-80 W-267.0-85 W-1211.0-807.0 11.08511.0 13.59013.5 24.014024.0 41.02
7、5041.0-第13页,共89页,编辑于2022年,星期一NLGI润滑脂稠度分类级数工作锥入度(于25操作60次后)1/4锥入度性状000445475112120半流体00400430100108半流体03553858896非常软13103407684软22652956472中软32202505260中硬41752054048硬51301602836非常硬6851151624块状脂(砖头)第14页,共89页,编辑于2022年,星期一质量分类润滑油的质量评定比较复杂一般采用和实际使用相似的设备来评定内燃机油采用标准的发动机来评定车辆齿轮油采用实际车辆的齿轮试验来评定液压油采用液压泵来评定采用不同
8、的方法、设备评定油品不同方面的性能抗磨损、寿命等 第15页,共89页,编辑于2022年,星期一润滑脂质量分类(GB/T7631.8-90)代号用途使用要求操作温度范围水污染代号字母负荷EP代号字母稠度号最低温度字母代号最高温度代号字母X用润滑脂的场合0-20-30-40180ABCDEFG在水污染的条件下,润滑脂的润滑性、抗水性和防锈性ABCDEFGHI低负荷脂极压脂AB0000123456第16页,共89页,编辑于2022年,星期一润滑油脂的组成 润滑油脂的组成基础油添加剂稠化剂典型的润滑油组成基础油:75%99.5%添加剂:25%0.5%第17页,共89页,编辑于2022年,星期一稠化剂的
9、类型及基本性能稠化剂类型滴点最高适用温度抗水性机械安定性钙皂复合钙皂851052603007080120150优优好优钠皂酰钠150180260300120150150175乳化优良优铝皂复合铝皂901102402707080110135好好良差好优羟基酸锂皂复合锂皂175200260300120140150175良良优优聚脲(芳基脲)240260150175优良优活化膨润土260140175良好优地蜡608050160优差第18页,共89页,编辑于2022年,星期一基础油类型矿物油通过物理蒸馏方法从石油中提炼出的基础油称为矿物油,加工流程一般为溶剂精制、酮苯脱蜡、白土补充精制加氢油采用加氢化
10、学反应处理润滑油原料的加氢工艺:加氢处理、加氢裂化、加氢异构化、加氢精制、催化脱蜡,其特点是改变基础油化学组成合成油合成型基础油来自乙烯、丙烯或化工原料经聚合、催化等化学反应得到的基础油。其特点是品质较好,抗劣化能力强 第19页,共89页,编辑于2022年,星期一矿物油基础油从石油直接提炼而得组成复杂依产地、加工工艺而不同按组成分类石蜡基,K=12.512.9,典型:大连(大庆)中间基,K=11.512.5,典型:兰炼(新疆)环烷基,K=10.511.5,典型:克炼第20页,共89页,编辑于2022年,星期一加氢基础油乙烯矿物基础油的生产(物理过程)矿物基础油的生产(物理过程)原油原油分馏分馏
11、塔塔气&轻物质液化气煤油轻柴油矿物基础油沥青加氢过程去蜡重油汽油第21页,共89页,编辑于2022年,星期一矿物油生产工艺原油常、减压蒸馏减压馏分油、减压残渣油精制基础油石蜡、中间基油减压蒸馏溶剂精制溶剂脱蜡加氢或白土补充精制环烷基油常减压蒸馏加氢精制常减压蒸馏溶剂精制加氢或白土补充精制残渣油先经过溶剂脱沥青(丙烷、戊烷、丁醇)第22页,共89页,编辑于2022年,星期一矿物油发展趋势加氢处理、加氢裂化成为发展趋势HVI油(VI=115125)VHVI油(VI=140150)性能可接近PAO技术:MOBIL、CHEVRON、IFP、石科院已建成:兰炼、大庆、克炼、荆门(20万吨)、上炼(30万
12、吨)计划中:茂名(40万吨)未来5年内产能达180万吨用途:高档汽油机油、汽轮机油成本大约提高20%第23页,共89页,编辑于2022年,星期一矿物油牌号国际:API、中国石蜡基SN(中低粘度,溶剂精制中性油),如150SNBS(残渣高粘度,光亮基础油),如150BS中间基ZN(中低粘度,中等粘度指数),如150ZNZNZ(残渣高粘度,中等粘度指数重质),如125ZNZ环烷基DN(中低粘度,低粘度指数),150DNDNZ(残渣高粘度,低粘度指数重质),如90DNZ锂料油,典型:大港第24页,共89页,编辑于2022年,星期一矿物油性能优点可以得到不同粘度级别从锭子油过热汽缸油润滑性优良可用添加
13、剂改善,如防腐蚀、粘温、极压多数密封材料OK多数油漆OK廉价第25页,共89页,编辑于2022年,星期一矿物油性能(续)缺点低温性能差(加氢后有改善)V100=10cSt,倾点老三套:-10 加氢裂化:-15 使用温度上限与粘度有关:中等粘度 120高粘度 160第26页,共89页,编辑于2022年,星期一矿物油性能(续)缺点:140 160(一次性损耗使用),迅速氧化、老化,严重积炭粘温特性差,即使加氢,也赶不上大多数合成油第27页,共89页,编辑于2022年,星期一合成润滑油发展上世纪2040年代德国、美国德国合成烃综合性能研究添加剂酯类油加氢油第28页,共89页,编辑于2022年,星期一
14、合成基础油 合成基础油的特点高粘度指数高粘度指数需要较少的粘度指数改进剂,沉淀少减少了活塞环的粘结和研磨现象,品质更稳定不易挥发不易挥发耗油量低,排放少品质更稳定低倾点低倾点低温流动性好启动性能好,磨损低氧化安定性好氧化安定性好油泥、沉淀少换油期长成本较高、溶解性问题、密封材料相容成本较高、溶解性问题、密封材料相容性问题性问题常用的合成油及其应用举例酯类油Aviation Oils 航空、航天聚醚Industrial Oils 工业油烷基苯Refrigerant Oils 冷冻机油、绝缘油聚a-烯烃(PAO)Engine Oils,Industrial Oils 发动机油、工业油磷酸酯Indu
15、strial Fire Resistant Fluids 工业抗燃油硅油Industrial Heat Transfer Oils 工业导热油第29页,共89页,编辑于2022年,星期一合成基础油的生产(化学反应)酯类油酸醇催化剂蒸馏过滤合成油添加剂第30页,共89页,编辑于2022年,星期一合成油的优点pp高高高高温承受能力(温承受能力(3003001000 1000)pp抗抗抗抗氧化能力(矿物油的氧化能力(矿物油的3 39 9倍寿命)倍寿命)pp低低低低温流动性温流动性(-90)-90)pp防防防防磨损能力磨损能力第31页,共89页,编辑于2022年,星期一 合成油构成合成润滑剂前三位PA
16、O 4250%Ester 2832%PAG 1213%其它第32页,共89页,编辑于2022年,星期一添加剂机械工业的发展,对润滑油的要求也愈来愈高润滑油中加入各种添加剂来提高油品的质量,经济、比较有效润滑油添加剂按作用可分为抗磨剂、清净剂、分散剂、抗氧剂、抗腐防锈剂、减摩剂、粘度指数改进剂、降凝剂、抗泡剂等类型第33页,共89页,编辑于2022年,星期一抗磨剂 目的:减少摩擦和磨损典型化合物:含硫、磷、氯、铅等的化合物。如硫化烯烃、氯化石蜡、ZDDP、硼酸盐等,它们在摩擦表面形成吸附膜或反应膜,从而保护摩擦表面。吸附膜反应膜第34页,共89页,编辑于2022年,星期一清净剂 目的:保持摩擦表
17、面清洁,中和润滑油劣化产生的酸性物质典型化合物:磺酸盐、烷基酚盐、硫化聚异丁烯钡盐、烷基水杨酸盐等 第35页,共89页,编辑于2022年,星期一分散剂目的:使油中不溶物保持悬浮不沉积在油道或摩擦副中,防止进一步凝聚典型化合物:具有长链的酯型化合物 第36页,共89页,编辑于2022年,星期一抗氧剂 目的:防止润滑油的氧化典型化合物:酚盐、ZDDP、胺盐、硫/磷化合物等,一般都是通过牺牲自己从而保护润滑油 第37页,共89页,编辑于2022年,星期一抗腐防锈剂 目的:使有色金属免遭到腐蚀和防止黑色金属锈蚀典型化合物:带有极性的油容性化合物。一般通过吸附在金属表面从而起到保护作用 第38页,共89
18、页,编辑于2022年,星期一粘度指数改进剂 目的:改进润滑油的粘度-温度性能,获得所需的粘度特性典型化合物:高分子化合物或聚合物,如PIB、OCP、HSD、PMA 第39页,共89页,编辑于2022年,星期一降凝剂 目的:降低润滑油的凝点典型化合物:一般是带有极性基团的高分子化合物如聚甲基丙烯酸酯、烷基萘等化合物 第40页,共89页,编辑于2022年,星期一抗泡剂 目的:减少润滑油在使用中产生的泡沫或及时消除泡沫典型化合物:一般为甲基硅油或聚丙烯酸酯类化合物 改变油气界面张力的特殊添加剂促使油品表面气泡迅速破裂 第41页,共89页,编辑于2022年,星期一润滑油配方 并不是简单地将添加剂加入油
19、中就可以得到相应地产品不同添加剂之间可能发生未知的作用添加剂也不是越多越好,也有一个适当地量润滑油质量的好坏不仅仅取决于添加剂的配方是否合适基础油的性能对成品润滑油的性能至关重要 第42页,共89页,编辑于2022年,星期一润滑油是如何配制成的原油矿物基础油合成基础油成品油添加剂清净剂和分散剂抗氧抗腐蚀剂极压抗磨剂摩擦改进剂金属减活剂粘度指数改进剂降凝剂防锈剂抗泡剂破乳剂第43页,共89页,编辑于2022年,星期一润滑油脂基本特性每一类润滑油脂都有其一般理化性能,以表明该产品的内在质量润滑油理化性能指标:外观、运动粘度、粘度指数、倾点、闪点、酸值、水分、硫酸盐灰分等润滑脂理化性能指标:外观、锥
20、入度、滴点等第44页,共89页,编辑于2022年,星期一润滑油脂指标分析润滑油脂指标分析第45页,共89页,编辑于2022年,星期一润滑油一般理化性能1、粘度、粘度指数2、闪点3、倾点、凝固点4、酸值、中和值5、水分6、机械杂质7、残碳8、灰分第46页,共89页,编辑于2022年,星期一1、粘度、粘度指数运动粘度:油品在重力作用下流动时内摩擦力的量度。单位:cst粘度指数:反映油品的粘度随温度变化而变化的情况。越高越好第47页,共89页,编辑于2022年,星期一粘度的意义1.划分油品牌号的依据:工业油:V40;车用油:V100。如HM68,CD40;2.正确选油的关键依据:温度、转速、负荷3.
21、重要的换油的主要参数,一般情况超过20建议换油或补充。第48页,共89页,编辑于2022年,星期一2、闪点和燃点闪点:在规定条件下,加热油品所逸出的蒸汽和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度,以表示。分为闭口闪点和开口闪点。闪点有开口和闭口之分,闭口闪点测试轻质润滑油,如变压器油、仪表油等,同一润滑油,闭口总比开口低2030 。矿物油闪点在230 左右,但冲压油只有70 左右;第49页,共89页,编辑于2022年,星期一闪点的意义闪点是表示油品蒸发性的一项指标。油品的馏分越轻,蒸发性越大,其闪点也越低。反之。在粘度相同的情况下,闪点越高越好。因此,用户在选用润滑油时应根据使用温度
22、和润滑油的工作条件进行选择。一般认为,闪点比使用温度高2030,即可安全使用。闪点并不能完全反映一个油品的高温性。是换油的主要指标,闪点降低显示油品被燃物所稀释,或是油品过高温度而裂化。第50页,共89页,编辑于2022年,星期一3、倾点、凝固点倾点、凝固点倾点:在规定条件下,被冷却的试样开始流动的最低温度,以表示。GB3535。凝点:试样在规定条件下冷却至停止移动时的最高温度,以表示。GB510。凝点和倾点都是油品低温流动性的指标,两者无原则的差别,只是测定方法稍有不同。同一油品的凝点和倾点并不完全相等,一般倾点都高于23,但也有例外。常见的合成油一般用凝点表示油品的低温流动性,而矿油更多是
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