油的克星-氧化!

我们知道,润滑油主要是用于减少运动元件表面之间的摩擦,具体到对机器设备而言,结合应用特点,通常油的功能作用被总结描述为:

润滑: 减少摩擦阻力同时降低能量消耗

抗磨: 降低机械磨损和腐蚀磨损

冷却: 吸收和传递热量

传动: 液压系统的能量传递和液力耦合器的传动等

防锈: 保护表面受腐蚀性物质的侵蚀

清洁: 运输颗粒物等各种油污至过滤器

基于不同应用,还会有密封(比如发动机的气缸,活塞和活塞环的间隙),减震控制废气排放等作用。

 

所有具有上述性能的油是数千或更多种不同的烃分子 (也即碳氢化合物分子)组成的,其中一些非常稳定,很难发生反应。还有其他一些碳氢化合物分子则正好相反,非常愿意与氧气产生化学反应。碳氢化合物分子与氧气反应过程称为氧化;如果有足够的氧气和热量,氧化就会发生。颗粒的表面会吸附氧气进而供给到油中,有多少氧气将被输送到油中取决于颗粒的总表面积和油的温度/热量。烃分子氧化的产物可以是固体态或半固体态的不溶物;氧化形成的不溶物颗粒非常小(0.1-1μm),并且它们本身会作为氧气的载体-进而加速氧化的发生。


氧化是不可逆的化学反应过程,彻底改变了构成油的烃分子,也就是说机器中的油随着氧化越来越严重,最终它的整体就会有量变到质变的过程,最终失去其本应该发挥的功能作用。其实这和我们在官方卫视节目中科普家庭食用油的保质期是类似的原理:开封后没用完在油壶中久置的油和抽油烟机盒里的油具有几乎一样的氧化酸败程度,食用这样的油严重的会中毒(甚至死亡)- 生活中这样的报道也不鲜见。

 

在机器设备中, 我们常常会见到某些油品氧化物会在金属元件上沉积为黄褐色涂层,它会被称为清漆/漆膜/树脂/胶质物/油泥等各种名字,在这里我们称其为清漆。随着时间的推移氧化的油会显示出酸值和粘度的增加,从而导致摩擦增加。事实上,因油或其应用的不同,清漆薄膜的颜色范围很广,从黑色焦油状漆到不透明的凡士林状沉积物。 液压和其他紧公差系统元件中清漆的存在会引起严重的问题。 以下是一些最常见的:

减少润滑间隙区域。 这通常意味着从流体润滑到混合或边界条件的过渡,这会增加泵、轴承和齿轮的磨损。

增加组元件的摩擦力。 这种摩擦导致更高的能量需求并且可能导致阀门粘住或卡住。

更高的工作温度。 清漆充当绝缘体,降低热交换器的影响并降低润滑剂冷却的能力。

油流的限制。 清漆会导致阀门,过滤器,过滤器和小孔堵塞。

磨损率增加。 清漆可捕获硬污染物,形成磨蚀性表面,加速磨损。 在显微镜下检查时,有清漆附着的元件表面会看起来像砂纸。

清漆污染的后果是严重的。 清漆在发电设施中造成意外中断,造纸机中的表冠控制不稳定,塑料注塑机中的废料部件增加,气体压缩机的工作温度和磨损率更高,以及许多行业中的许多其他昂贵问题.


看到这里,想必大家也能明白为什么说”氧化是油品的克星”了:氧化让油本身的特性和它对于机器设备的作用都已经改变了......

也正是因为氧化的破坏如此之大,在新油的配方研究和实际应用中,会有很多不同的测试方法及相应指标用来衡量油的氧化,比如新油的配方测试ASTM D4310(油泥和氧化测试),涡轮机油氧化安定性测试TOST,对在用中的油的傅里叶红外光谱测试FTIR等等,无不体现行业人士对氧化的重视。同时,我们也可以看得出来抑制氧化的发生和去除氧化物对于维持油的性能和进而延长机器设备的寿命是多么的关键和重要!