左鳳+孫大新+王建華+王輝

摘要：文章以TS68汽輪機(jī)油和H3.2液壓油為研究對(duì)象通過對(duì)油品進(jìn)行D943試驗(yàn)?zāi)M氧化在氧化過程中定期取樣除測定酸值外同時(shí)進(jìn)行PDSC氧化誘導(dǎo)期和RULER主要抗氧劑相對(duì)含量測定對(duì)測定的結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性考察后發(fā)現(xiàn)D943運(yùn)行時(shí)間和期間所取油樣酸值相關(guān)性弱但和一定試驗(yàn)條件下的PDSC消耗氧化誘導(dǎo)時(shí)間以及RULER主要抗氧劑相對(duì)含量存有一定的相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：潤滑油；氧化安定性；相關(guān)性

中圖分類號(hào)：TE6263文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002 3.1.19（2016）01 0050 04

0引言

氧化安定性是汽輪機(jī)油和液壓油的一個(gè)重要性能這兩類油氧化安定性的測試方法一般采用“GB/T 1.2581加抑制劑礦物油的氧化特性測定法（等同于ST D943標(biāo)準(zhǔn)方法簡稱D943方法）”該方法試驗(yàn)往往需要數(shù)千小時(shí)才能結(jié)束。高壓差示掃描量熱儀（PDSC）是實(shí)驗(yàn)室常用的考察抗氧劑性能優(yōu)劣[1-4]的儀器一般2 h就能完成一個(gè)試驗(yàn)方便快捷。潤滑油剩余壽命評(píng)定儀（RULER）是采用電化學(xué)技術(shù)對(duì)潤滑油中抗氧劑濃度進(jìn)行檢測利用測定的抗氧劑相對(duì)含量的大小來反應(yīng)潤滑油剩余壽命長短的一種快速變攜的儀器[5]提供了一種預(yù)測在用油剩余使用壽命的快速試驗(yàn)方法。但是上述方法之間的相關(guān)性研究甚少[6-7]。

本文以D943試驗(yàn)過程中間所取油樣為基礎(chǔ)考察PDSC氧化誘導(dǎo)期和RULER測定抗氧劑相對(duì)含量預(yù)測油品剩余壽命之間的關(guān)聯(lián)性。

1試驗(yàn)

1.1主要儀器和試劑

高壓差示掃描量熱儀[T Q2000（含高壓附件）、樣品皿（T STNDRD 鋁樣品皿）]D943試驗(yàn)儀（大連北方生產(chǎn)）RULER試驗(yàn)儀（美國超譜公司代銷）綠色電解液主要樣品：TS68汽輪機(jī)油H3.2液壓油。

1.2試驗(yàn)方案

1.2.1D943試驗(yàn)流程及取樣試驗(yàn)安排

對(duì)TS68汽輪機(jī)油和H3.2液壓油進(jìn)行D943試驗(yàn)以定期取樣所測定的酸值達(dá)20 mgKOH/g為試驗(yàn)結(jié)束依據(jù)為保證定期所取油樣酸值測定和后續(xù)試驗(yàn)的需要每次取樣量定為8 mL。、B、C三管輪換取樣直至酸值大于20 mgKOH/g試驗(yàn)結(jié)束。

1.2.2RULER試驗(yàn)方案

[JP3]對(duì)D943試驗(yàn)過程中所取油樣進(jìn)行RULER測試。

1.2.3PDSC試驗(yàn)方案

對(duì)D943試驗(yàn)過程中所取油樣進(jìn)行PDSC氧化誘導(dǎo)期測定。試驗(yàn)條件：汽輪機(jī)油175 ℃氧氣壓力2.45 Pa樣品量5 mg。液壓油180 ℃氧氣壓力2.45 Pa。樣品量5 mg。

2結(jié)果與討論

2.1D943試驗(yàn)所取油樣及PDSC及RULER試驗(yàn)結(jié)果

汽輪機(jī)油按照試驗(yàn)方案進(jìn)行到3048 h酸值達(dá)到203 mgKOH/g時(shí)結(jié)束期間的取樣測試結(jié)果見表1。

H3.2液壓油按照試驗(yàn)方案進(jìn)行到9948 h酸值達(dá)到046 mgKOH/g未結(jié)束但4076 h時(shí)的取樣RULER顯示其中抗氧劑含量為零在180 ℃2.45 Pa的氧氣壓力下PDSC氧化誘導(dǎo)期為3.27 min。在此期間的取樣測試結(jié)果見表2。

2.2試驗(yàn)結(jié)果相關(guān)性分析

2.2.1TS68汽輪機(jī)油

以D943實(shí)際模擬試驗(yàn)過程所取油樣的D943試驗(yàn)時(shí)間為橫坐標(biāo)油樣酸值為縱坐標(biāo)進(jìn)行作圖。結(jié)果如圖1。

按照趨勢擬合為一指數(shù)關(guān)系曲線相關(guān)系數(shù)R2為07959相關(guān)性不是很強(qiáng)。

為如實(shí)反映PDSC氧化誘導(dǎo)期與D943運(yùn)行時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系本文提出一個(gè)新的概念即消耗氧化誘導(dǎo)時(shí)間所謂消耗氧化誘導(dǎo)時(shí)間指的是未經(jīng)試驗(yàn)的新油PDSC氧化誘導(dǎo)期與D943試驗(yàn)取樣的PDSC氧化誘導(dǎo)期的差值。那么這個(gè)消耗氧化誘導(dǎo)時(shí)間相當(dāng)于是在氧化過程中損耗的抗氧化壽命在意義上與D943運(yùn)行時(shí)間是一致的。

以D943試驗(yàn)過程所取油樣的PDSC消耗氧化誘導(dǎo)時(shí)間為橫坐標(biāo)D943運(yùn)行時(shí)間為縱坐標(biāo)進(jìn)行作圖。結(jié)果如圖2。

圖2包括所有的取樣點(diǎn)。油品在實(shí)際使用中最初階段會(huì)出現(xiàn)酸值減小的情況這是其中添加劑發(fā)生了變化所致。本研究也發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)油在D943試驗(yàn)500 h時(shí)取樣的酸值不但減小而且PDSC氧化誘導(dǎo)期比D943試驗(yàn)前的新油還長這說明油品中的添加劑衍生出新型的抗氧成分延緩了油品的氧化誘導(dǎo)期。在D943試驗(yàn)1000 h及以后所取的油樣無論酸值還是PDSC氧化誘導(dǎo)期都延續(xù)了一致的變化趨勢。針對(duì)出現(xiàn)的“反常”現(xiàn)象如果去掉500 h的異常點(diǎn)會(huì)發(fā)現(xiàn)D943運(yùn)行時(shí)間和PDSC消耗氧化誘導(dǎo)時(shí)間之間呈現(xiàn)更好的線性關(guān)系如圖3所示。

從RULER儀測定的胺類和酚類抗氧劑結(jié)果可以看到胺類抗氧劑在氧化過程中是主要的抗氧劑。以胺類抗氧劑的相對(duì)含量對(duì)D943試驗(yàn)時(shí)間作圖如圖4。

由圖4可看出TS68汽輪機(jī)油中胺類抗氧劑的相對(duì)含量和該油D943試驗(yàn)時(shí)間的相關(guān)關(guān)系良好R2達(dá)0865。

2.2.2H3.2液壓油

以D943試驗(yàn)過程所取油樣的D943運(yùn)行時(shí)間為橫坐標(biāo)酸值為縱坐標(biāo)進(jìn)行作圖。結(jié)果如圖5。

按趨勢擬合為一指數(shù)關(guān)系曲線相關(guān)系數(shù)平方值R2為0462相關(guān)性弱。

H3.2液壓油在所選試驗(yàn)條件下PDSC氧化誘導(dǎo)期下降很快酸值維持穩(wěn)定以D943運(yùn)行時(shí)間和PDSC消耗氧化誘導(dǎo)時(shí)間進(jìn)行作圖見圖6二者的相關(guān)性要好于D943運(yùn)行時(shí)間與酸值二者之間的相關(guān)性這也從另一面反映了在油品劣化之前油品的酸值反映不了油品氧化程度。

與TS68汽輪機(jī)油相同在H3.2液壓油D943試驗(yàn)過程中也出現(xiàn)了酸值降低的情形而且這個(gè)時(shí)間較TS68汽輪機(jī)油長D943時(shí)間達(dá)1500 h。隨后酸值回升大于新油酸值。如果去掉500 h和1000 h的“異常點(diǎn)”會(huì)發(fā)現(xiàn)D943運(yùn)行時(shí)間和PDSC消耗氧化誘導(dǎo)時(shí)間之間呈現(xiàn)更好的線性關(guān)系。如圖7所示。

從RULER儀測定的抗氧劑結(jié)果可以看到H3.2液壓油中硫磷型抗氧劑在氧化過程中是主要的抗氧劑。以硫磷型抗氧劑的相對(duì)含量對(duì)D943試驗(yàn)時(shí)間作圖如圖8。

可以看到H3.2液壓油中硫磷類抗氧劑的相對(duì)含量和該油的D943試驗(yàn)時(shí)間的相關(guān)關(guān)系良好R2為0817。

3結(jié)論

上述分析可知酸值只能反映油品氧化的一個(gè)方面尤其是現(xiàn)代添加劑技術(shù)的發(fā)展使得酸值這一指標(biāo)并不能全面反映潤滑油的氧化程度。

綜合兩個(gè)油品的試驗(yàn)結(jié)果及分析情況發(fā)現(xiàn)D943運(yùn)行時(shí)間和一定試驗(yàn)條件下的PDSC消耗氧化誘導(dǎo)時(shí)間之間以及和RULER主要抗氧劑相對(duì)含量之間存在一定的相關(guān)性。

通過本文的研究可以肯定對(duì)比D943試驗(yàn)時(shí)間長、需專人長期照看的特點(diǎn)PDSC氧化誘導(dǎo)期能夠在短時(shí)間內(nèi)給出與D943試驗(yàn)相關(guān)性良好的試驗(yàn)結(jié)果這對(duì)于生產(chǎn)開發(fā)批次生產(chǎn)油品的氧化安定性指標(biāo)控制方面具有積極的意義。

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