鄭生宏，許 麗

（長慶油田公司設(shè)備管理處，陜西西安 710018）

0 引言

在齒輪油實(shí)際調(diào)配過程中，根據(jù)齒輪油的工作條件和特點(diǎn)，需要選擇實(shí)現(xiàn)不同功能的添加劑，當(dāng)滿足各單項(xiàng)功能的各種添加劑加入基礎(chǔ)油以后，由于添加劑之間的化學(xué)成份不同，有可能會出現(xiàn)相互排斥或者發(fā)生物理反應(yīng)，使原有的添加劑功能作用程度發(fā)生變化，為了滿足齒輪油在抗磨性能和抗氧抗腐性能上的要求，課題組選用了 T203，T706，L135，L57 幾種添加劑，進(jìn)行了各單劑在基礎(chǔ)油中的最佳加量確定，并為確保各種添加劑加入基礎(chǔ)油以后各項(xiàng)功能不降低，將各添加劑依據(jù)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行了復(fù)配試驗(yàn)，確定了上述幾種添加劑之間的適宜加量比例[1]。

1 基礎(chǔ)油及添加劑

（1）基礎(chǔ)油。韓國雙龍200N，克拉瑪依石化150BS和中國臺灣500N加氫基礎(chǔ)油，不同比例調(diào)和后指標(biāo)：100℃運(yùn)動黏度為 14.3（mm·s-1），黏度指數(shù) 134，閃點(diǎn) 254 ℃，傾點(diǎn)-15 ℃。

（2）添加劑?？寡蹩垢瘎┒榛虼姿徜\T203，抗腐劑苯駢三氮唑T706，抗氧化劑烷基二苯胺L135，L57。將L135與L57按1∶1復(fù)合構(gòu)成復(fù)合抗氧化劑L，該兩種抗氧化劑有抗氧化協(xié)同增效作用[2][3][4]。

2 試驗(yàn)方法

（1）抗磨性。采用四球機(jī)對所選用的添加劑進(jìn)行抗磨性試驗(yàn)，按照GB/T 3142—1992方法驗(yàn)證各單劑對基礎(chǔ)油抗磨性的影響，再對不同添加劑配合后進(jìn)行最優(yōu)化試驗(yàn)，選擇最佳的配合方案。

（2）試驗(yàn)設(shè)備。MR-S10型四球試驗(yàn)機(jī)（濟(jì)南試金集團(tuán)），長磨試驗(yàn)載荷為392 N，持續(xù)時間30 min。

（3）抗磨性評價指標(biāo)。磨斑直徑WSD，極壓性評價指標(biāo)考慮最大無卡咬負(fù)荷PB值。

（4）抗氧抗腐性能。將試驗(yàn)油樣在160℃下加熱12 h，用傅立葉變換紅外光譜儀測定氧化后油品黏度變化率（GB/T 265—1988）、氧化值和硝化值，試驗(yàn)儀器WQF-510傅立葉變換紅外光譜儀測定。其中氧化值、硝化值是指對氧化后的油樣進(jìn)行紅外光譜檢測，采集該油樣的吸光度Abs（Absorbance，吸光度），由于氧化生成酸類等含有羰基（C=O）的氧化物，其在1700 cm-1波段處會通過吸光度最大值指示氧化物特征，在1630 cm-1處的吸光度最大值指示硝化物特征。將所測的特征峰值分別與0.1 mm油膜厚度的比值即為油品氧化值和硝化值，氧化值、硝化值越小越好。最后，結(jié)合抗磨性和抗氧抗腐性試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后綜合評分，確定這幾種添加劑的最佳配比。

2.1 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1.1 各添加劑單劑試驗(yàn)

（1）T203，L添加劑抗氧抗硝化試驗(yàn)。如圖1所示，隨著T203加量的增加，≤1.0%加量，氧化值吸光度值約下降至0.75，硝化值吸光度值約下降至1，加量＞1%以后，氧化硝化值有緩慢上升，說明油品在高溫條件下發(fā)生氧化，添加劑對氧化程度有延緩和降低作用，隨著加量加大，氧化和硝化基團(tuán)在T203加入情況下有所降低，T203較合適的加量區(qū)間在 1%～1.5%。圖2中所示，氧化硝化值隨L135與L57的復(fù)合劑加量的增加逐漸下降，加量達(dá)0.8%時，下降至最小值，后期有所上升，可見L135與L57的復(fù)合劑的加量在0.8%時效果最佳，加量增大后氧化、硝化吸光度值有所提高，反映出抗氧化劑并不是越多越好。

圖1 T203的氧化和硝化吸光度值

圖2 L的氧化和硝化吸光度值

（2）黏度變化率。如圖3和圖4所示，隨著T203，L加量的增加，油品黏度變化率均不斷下降，對于同一基礎(chǔ)油，T203和L抗氧化效果相當(dāng)，加量大于0.5%時，同等加量下，兩者效果接近。結(jié)合氧化硝化值的變化趨勢和添加劑適宜加量，最終確定T230和L劑的適宜加量范圍分別是1%～1.5%和0.5%～1.5%。

2.1.2 T706和T203添加劑的抗磨性試驗(yàn)

如圖5和圖6所示，隨著T706，T203加量的增大，磨斑直徑均有所減小，但T203相對應(yīng)的磨斑直徑下降更多，T203加量達(dá)到1%時，磨斑直徑基本變化不大。同時，由于T706在潤滑油中溶解性差，需要用乙醇溶解后加入，所以滿足功能的條件下，T706盡量少加，確定的適宜加量范圍，T706：0.4% ～0.8% ，T203：1%～1.5%。根據(jù)以上試驗(yàn)，最終確定各單劑的最佳加量范圍，T203：1%～1.5%；T706：0.4%～0.8%；L：0.6%～1%。

圖3 T203的加量和黏度變化率的關(guān)系

圖4 L的加量和黏度變化率的關(guān)系

圖5 T706的加量對抗磨性影響

圖6 T203的加量對抗磨性影響

2.2 不同添加劑的復(fù)配試驗(yàn)

（1）抗氧抗腐劑在基礎(chǔ)油中的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)[5]

正交試驗(yàn)?zāi)軌蛴行У販p少試驗(yàn)次數(shù)，采用正交實(shí)驗(yàn)表頭設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)簡單可靠，將T203，T706和L添加劑看作3種因子，將各劑的適宜加量區(qū)間作為水平，按照 L8（27）正交試驗(yàn)表格設(shè)計(jì)，如表1。

（2）數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

從試驗(yàn)結(jié)果來看，第3組和第8組的試驗(yàn)結(jié)果較小而且較為接近，說明3組和8組的配比展現(xiàn)出較好的試驗(yàn)效果，Pb值總體上升，磨斑值減小，其中第3組配比T203∶L∶T706=5∶5∶2；8 組的配比為 T203∶L∶T706=15∶10∶8，從總體來看，3組的加量小并且能夠表現(xiàn)出較高的性能，所以選擇3組的配比。

表1 復(fù)配的水平安排

表2 各添加劑復(fù)配方案

表3 試驗(yàn)結(jié)果及其標(biāo)準(zhǔn)化

3 結(jié)論

根據(jù)齒輪油的工作要求，選用相應(yīng)添加劑進(jìn)行感受性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，T203，T706，L135及L57之間復(fù)配后，能夠較好提高油品的抗氧化性和抗磨性能，它們之間的適宜配比T203∶L（L57∶T706=1∶1）∶T706=5∶5∶2。

［1］糜莉萍，伏喜勝，續(xù)景.80W/90重型車驅(qū)動橋車輛齒輪油的性能特點(diǎn)及其應(yīng)用［J］.潤滑油.2008（4）：38-42.

［2］劉菲菲，劉利，何國成等.添加劑對工業(yè)齒輪油性能影響的研究［J］.潤滑油.2006（8）：39-42.

［3］張頂天，劉靜，楊景培等.新型車輛齒輪油復(fù)合添加劑的應(yīng)用［J］.合成潤滑材料.2005.32（1）：19-21.

［4］鄭發(fā)中，謝鳳.潤滑劑性質(zhì)與應(yīng)用［M］.中國石化出版社.2006.8:25-27.

［5］夏之寧，諶其亭，穆小靜等.正交設(shè)計(jì)與均勻設(shè)計(jì)的初步比較［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào).1999：112-117.