一、油中水的來源
潤(rùn)滑系統(tǒng)中水分的污染主要來源于冷卻液的泄露、密封失效、空氣中水分冷凝和外界經(jīng)呼吸帽或是密封系統(tǒng)進(jìn)入的水等。
二、油中水存在的三種形態(tài)
水分在油液中的形式主要有溶解水、乳化水和自由水(游離水)游離水等三種形式。
1、溶解水 是指油液分子間存在的水,其尺寸一般在0.1μm以下;
2、乳化水 是指高度分散在油液中的水,其尺寸一般在10μm以下;
3、自由水 是指沉降在油液下部的水,其尺寸一般在100μm以上。
一般來說,油中水分的存在形式會(huì)隨著潤(rùn)滑系統(tǒng)侵入的水分量、系統(tǒng)工況、油品的飽和度、溫度等不斷發(fā)生變化。由于一般潤(rùn)滑系統(tǒng)中均會(huì)存在不同程度的水分,對(duì)于礦物油,水一般沉淀于底部呈游離水;對(duì)于磷酸酯或含氯碳?xì)浠衔锏群铣梢海瑒t浮于頂部。
三、油中水污染的危害
油中水對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的,尤其以液壓系統(tǒng)更為嚴(yán)重。當(dāng)油中侵入水分,會(huì)產(chǎn)生下列影響:
1、乳化油品
設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)中侵入一定量的水分,會(huì)使各類油品乳化呈不同色澤的乳濁狀態(tài)。這種乳化油進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)部,不僅使機(jī)器的摩擦部件、液壓元件內(nèi)部生銹,同時(shí)會(huì)降低其潤(rùn)滑性能。
2、生成泡沫
混入水分后易產(chǎn)生泡沫,堵塞油道,還會(huì)提高潤(rùn)滑油的凝點(diǎn),也會(huì)減低油膜強(qiáng)度,降低潤(rùn)滑功能,導(dǎo)致機(jī)件磨損。
3、水解添加劑
水分會(huì)與油中的某些添加劑(如清凈分散劑、抗氧抗腐劑、抗暴劑等)作用,發(fā)生水解反應(yīng),產(chǎn)生沉淀和膠質(zhì)等污染物,加速潤(rùn)滑油的氧化。
4、產(chǎn)生銹蝕
一般來講,機(jī)械潤(rùn)滑系統(tǒng)中的水含量超過300ppm就可能引起碳素鋼或合金鋼生銹,剝落的鐵銹在系統(tǒng)管道和系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng),蔓延擴(kuò)散下去,將導(dǎo)致整個(gè)內(nèi)部系統(tǒng)生銹,產(chǎn)生更多的剝落鐵銹和氧化物。
5、促進(jìn)油泥生成
水分會(huì)與磨損金屬顆粒及鐵的氧化產(chǎn)物發(fā)生作用生成鐵皂,鐵皂與潤(rùn)滑油中的塵土、機(jī)漬和膠質(zhì)等污染物混合而成生成油泥。油泥會(huì)造成各摩擦表面供油不足,加速機(jī)件的磨損。
6、引起冰粒
在北方冬季,潤(rùn)滑油中含水,極易凝結(jié)成微小冰粒,在潤(rùn)滑系統(tǒng)中易堵塞控制元件的間隙和出口。
7、降低絕緣性
如變壓器油,侵入水或雜質(zhì)后,絕緣性能急劇變壞。
四、油中水含量分析方法
測(cè)量油中水的方法有:
1、蒸餾法
蒸餾法水分測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 260和ASTM D95.測(cè)試原理是將一定量的試樣與無水有機(jī)溶劑混合,在規(guī)定的儀器中進(jìn)行加熱蒸餾。
2、卡爾費(fèi)休庫(kù)倫法
卡爾費(fèi)休庫(kù)倫法是利用碘氧化二氧化硫時(shí)需要消耗定量的水的原理來測(cè)定樣品中的水分,采用標(biāo)準(zhǔn)有GB/T 7600、GB/T11133及ASTM D6304,但其操作條件苛刻,無法應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。
3、紅外技術(shù)檢測(cè)法
這種方法通過檢測(cè)水的紅外譜線提供對(duì)油中溶解水的高靈敏度定量的測(cè)量。乳化和游離水的存在可由紅外散射識(shí)別,并且當(dāng)它們達(dá)到臨界水平時(shí)會(huì)提醒用戶。
通過紅外技術(shù)方法進(jìn)行檢測(cè)時(shí),設(shè)置適當(dāng)?shù)乃疂舛葓?bào)警限值是至關(guān)重要的。可協(xié)商確定適當(dāng)?shù)膱?bào)警限值。如果可能,也可參考ASTM D4378(蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和聯(lián)合循環(huán)渦輪機(jī)在用油監(jiān)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)方法)和ASTM D6224(標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐在職監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑油的輔助動(dòng)力裝置設(shè)備),ASTM D7720(使用油液分析監(jiān)測(cè)設(shè)備和潤(rùn)滑油狀態(tài)時(shí),評(píng)估確定報(bào)警限值的標(biāo)準(zhǔn)指南)。
根據(jù)溫度和使用時(shí)間的長(zhǎng)短,液壓油、渦輪機(jī)油和其他工業(yè)用油可以容納高達(dá)200ppm到600ppm的溶解水(0.02%到0.06%)。舊油可容納的溶解水量是新油的三到四倍。這是因?yàn)槭脱趸纬傻臉O性副產(chǎn)物,會(huì)附著在水分子上使水保持溶解狀態(tài)。曲軸箱油可容納的溶解水量也比較高,應(yīng)為它里面含有極性添加劑,可以使水保持溶解狀態(tài)。汽輪機(jī)油的極性添加劑含量較少,往往飽和度較低,所以我們能很快看到自由水的形成。這就是為什么汽輪機(jī)油的報(bào)警限值較低,需要更密切地監(jiān)測(cè)。FluidScan就是一個(gè)有用的通過紅外技術(shù)進(jìn)行水檢測(cè)的工具,可現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)水的ppm值,以確保水分去除技術(shù)的有效性。此外,還可以進(jìn)行更多油液狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè),以評(píng)估油的品質(zhì)。例如,如果油中存在游離水和乳濁水的時(shí)間較長(zhǎng),建議進(jìn)行破乳性研究(ASTM D1401),因?yàn)檫@兩種水對(duì)設(shè)備的危害相對(duì)較大。
五、油中水脫水方法
真空脫水、重力分離、離心分離、凝聚過濾和使用加熱組件是除水的常用方法。
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