劉中其 姚立丹 莊敏陽 楊海寧 何懿峰
中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
本文回顧了我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)化的3個發(fā)展階段,列出了我國現(xiàn)行的56項潤滑脂試驗方法標(biāo)準(zhǔn),重點介紹了2010年后我國已批準(zhǔn)的8項潤滑脂試驗方法標(biāo)準(zhǔn)。
我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)是隨著機械工業(yè)的發(fā)展逐步發(fā)展起來的。我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展明顯留下了那個時代的烙印,甚至現(xiàn)在仍然可以見到少量年代久遠(yuǎn)的潤滑脂分析標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)仍在使用。
隨著原蘇聯(lián)援建的開始,促成了我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)化的第一個高速發(fā)展階段,這一階段的發(fā)展一直延續(xù)至20世紀(jì)80年代,也奠定了我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)的基本構(gòu)架。
20世紀(jì)90年代開始,我國工業(yè)發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段,對潤滑脂的要求越來越多,質(zhì)量要求也越來越高,原蘇聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求,因此我國開始向美國學(xué)習(xí),從而使我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)化又進(jìn)入了第二個高速發(fā)展階段。這一階段標(biāo)志性的成就是,潤滑脂分析方法標(biāo)準(zhǔn)引入了更多的臺架試驗,對潤滑脂應(yīng)用的指導(dǎo)性更強了,潤滑脂產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著提高,產(chǎn)品類型越來越完善。這一階段大約于2010年前后結(jié)束。
2010年之后,我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)入了第三個高速發(fā)展階段。這一階段的顯著標(biāo)志是我國工業(yè)得到前所未有的飛速發(fā)展,很多裝備達(dá)到國際先進(jìn)水平,更有很多關(guān)鍵設(shè)備躋身世界前列,而我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)化工作也實現(xiàn)了與之相適應(yīng)的發(fā)展。在這個階段,我國在已經(jīng)完成了基本標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的基礎(chǔ)上,消化吸收能力得到進(jìn)一步加強,積累了更多的潤滑脂應(yīng)用知識,對潤滑脂分析方法標(biāo)準(zhǔn)的制定更加理智,制定出的潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)更具有實際意義。
截至目前,我國潤滑脂試驗方法標(biāo)準(zhǔn)包括10項國家標(biāo)準(zhǔn)和46項石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),共56項,具體見表1。
在表1所列出的56項標(biāo)準(zhǔn)中,已有6項潤滑脂試驗方法標(biāo)準(zhǔn)修改采用ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織)標(biāo)準(zhǔn),提高了我國潤滑脂分析標(biāo)準(zhǔn)與世界各國之間的通用性,30項潤滑脂試驗方法標(biāo)準(zhǔn)修改采用ASTM(美國材料與試驗協(xié)會)標(biāo)準(zhǔn),反映出我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)化工作的視野更寬、對標(biāo)準(zhǔn)適用性和急迫性的鑒別力更強,不僅縮小了與世界先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的差距,而且最大程度地滿足了快速發(fā)展的工業(yè)需求。
2010年以后,我國已批準(zhǔn)的潤滑脂試驗方法標(biāo)準(zhǔn)共有8項,其中6項試驗方法標(biāo)準(zhǔn)是新建項目,2項試驗方法標(biāo)準(zhǔn)是修訂項目。
NB/SH/T 0854—2013《 潤 滑脂對滾動軸承振動性能的影響測量方 法》 與ANSI/AFBMA Std.13—1987(1993)《滾柱軸承振動和噪聲測定法》的一致性程度為非等效。
該試驗方法是在常溫、試驗機轉(zhuǎn)速1 450 r/min±50 r/min下,分別測得軸承的基礎(chǔ)軸承振動加速度級和潤滑脂潤滑下的軸承振動加速度級,取二者的差值作為潤滑脂對軸承振動加速度級影響值的測定值。
NB/SH/T 0858—2013《潤滑脂低溫錐入度測定法》修改采用ISO 13737—2004《潤滑脂低溫錐入度測定法》。
該試驗方法是在規(guī)定狀態(tài)下,將試樣及標(biāo)準(zhǔn)錐冷卻至試驗溫度,采用符合GB/T 269的錐入度測定儀和全尺寸錐測定試樣錐入度。
試驗過程中,潤滑脂試樣及標(biāo)準(zhǔn)錐均應(yīng)放置在試驗溫度的恒溫箱中 保 持 240 min±5 min, 此 時,試樣的溫度和試驗溫度相差不大于1 ℃,否則,重新進(jìn)行試驗。為避免試樣和錐體的溫度變化太大,從恒溫箱中取出試樣到測出錐入度值的過程應(yīng)控制在1 min之內(nèi)。
NB/SH/T 0864—2013《 潤 滑脂中金屬元素的測定(電感耦合等離子體發(fā)射光譜法)》修改采用ASTM D7303—2006《電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定潤滑脂中金屬元素含量的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》。
該試驗方法是將經(jīng)過準(zhǔn)確稱量的潤滑脂試樣,經(jīng)馬沸爐硫酸鹽灰分法或用酸在密閉容器中微波消解的辦法進(jìn)行分解,用ICP-AES(電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀)對這些稀釋的酸溶液進(jìn)行分析,使用水溶性標(biāo)準(zhǔn)溶液,用自由吸入或蠕動泵將試樣溶液導(dǎo)入ICP儀器進(jìn)行測量。通過比較試樣溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液中元素的發(fā)射強度,計算試樣溶液中被測定元素的含量。
NB/SH/T 0869—2013《潤滑脂離心分油測定法》修改采用ASTM D4425—2009《潤滑脂離心分油測定法》,該標(biāo)準(zhǔn)適用于測定潤滑脂在高離心力下的分油傾向。
該試驗方法是將裝有潤滑脂試
樣的成對的離心管放入離心機中。潤滑脂試樣在50 ℃±1 ℃下,在規(guī)定的時間內(nèi)受到G值為36 000的離心力的作用。潤滑脂的分油率用試驗時間內(nèi)油分離的體積分?jǐn)?shù)來表示。
該標(biāo)準(zhǔn)對評價潤滑脂在強離心力下分離成液體和固體的程度非常有用。在軟軸耦合、萬向接頭盒滾動元件等機械方面,潤滑脂易受到加大和長時間的離心力的影響。該標(biāo)準(zhǔn)得到的結(jié)果與實際應(yīng)用有很好的關(guān)聯(lián)性。
NB/SH/T 0872—2013《水存在下潤滑脂剪切穩(wěn)定性測定法 水穩(wěn)定性試驗》修改采用ASTM D7342—2007《水存在下潤滑脂剪切安定性測定法》。
該標(biāo)準(zhǔn)是在20~35 ℃下,混有少量水的潤滑脂樣品在標(biāo)準(zhǔn)的潤滑脂工作器(方法A)或滾筒穩(wěn)定性工作器(方法B)中在規(guī)定的時間和條件下,用工作前后的錐入度之差作為潤滑脂濕剪切安定性的測定值。
方法A是取450 g±1 g潤滑脂樣品,逐漸加入50 g±1 g蒸餾水,使樣品混合均勻。再將混合物裝入潤滑脂工作器工作100 000次往復(fù)工作。工作完成后靜置于25 ℃±0.5 ℃下1.5 h后,再進(jìn)行60次往復(fù)工作(1 min內(nèi)),測定混合物的工作錐入度,取其與混合水前的潤滑脂工作錐入度差值。
方法B是取63.0 g±0.2 g潤滑脂樣品,放入滾筒,加入7.0 g±0.2 g蒸餾水,蓋上蓋并旋緊。在25~35 ℃的室溫下經(jīng)過120 min±5 min運轉(zhuǎn)后,取出潤滑脂與水的混合物進(jìn)行1/4工作錐入度測定,并換算成近似的全尺寸錐入度值,該值與混合水前的工作錐入度差值即為試驗結(jié)果。
2種試驗程序廣泛用于測定實際使用中潤滑脂的濕剪切穩(wěn)定性。在實際使用中試驗結(jié)果和潤滑脂的濕剪切穩(wěn)定性沒有精確的對應(yīng)關(guān)系。
NB/SH/T 0203—2014《潤滑脂承載能力的測定(梯姆肯法)》修改采用ASTM D 2509—2003(08)《潤滑脂承載能力的測定(梯姆肯法)》,代替 SH/T 0203—1992(2004)《潤滑脂極壓性能測定法(梯姆肯試驗機法)》。
該試驗方法是潤滑脂在24 ℃±6 ℃,一個鋼制試環(huán)緊貼著一個鋼制試塊以800 r/min±5 r/min轉(zhuǎn)動,試驗時間為10 min±15 s。試環(huán)和試塊之間承受壓力,通過觀察試塊表面磨痕,可以得出不出現(xiàn)刮傷時的最大負(fù)荷OK值。
該 標(biāo) 準(zhǔn) 與SH/T 0203—1992(2004)相比有如下變化:
◇標(biāo)準(zhǔn)名稱修改為潤滑脂承載能力的測定(梯姆肯法)。
◇“擦傷”、“擦傷值”統(tǒng)一修改為“刮傷”、 “刮傷值”。
◇對刮傷的判斷有變化。上一版本對刮傷的判斷:在光滑的磨痕內(nèi)有刮傷或條紋產(chǎn)生,但未延伸到磨痕之外,這種情況認(rèn)為是刮傷。新版標(biāo)準(zhǔn)對刮傷的判斷:在光滑的磨痕內(nèi)有刮傷或條紋產(chǎn)生,但未延伸到磨痕之外,這種情況不認(rèn)為是刮傷。
◇該標(biāo)準(zhǔn)的重復(fù)性為不大于評價值的23%,再現(xiàn)性為不大于評價值的59%。上一版本的重復(fù)性為不大于2個負(fù)荷級,再現(xiàn)性為不大于4個負(fù)荷級。
NB/SH/T 0721—2016《 潤 滑脂摩擦磨損性能的測定 高頻線性振動試驗機(SRV)法》修改采用ASTM D 5707—2011《潤滑脂摩擦磨損性能測定法(高頻線性振動試驗機(SRV)法)》,代替SH/T 0721—2002《潤滑脂摩擦磨損性能測定法(高頻線性振動試驗機法 ) 》。
該試驗方法是在高頻線性振動試驗機(SRV)上,用試驗球在恒定的負(fù)荷下相對于試驗鋼盤進(jìn)行往復(fù)振動,試驗后測量試驗球的磨痕和摩擦系數(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)與上一版本比,增加了SRVⅠ型、SRVⅡ型、SRVⅢ型和SRV Ⅳ型4種試驗機的試驗負(fù)荷范圍,增加了SRV Ⅲ型和SRVⅣ型試驗機圖,增加了SRV Ⅲ型和SRV Ⅳ型試驗機的試驗準(zhǔn)備和試驗步驟。
NB/SH/T 0920—2016《高赫茲接觸壓力下潤滑脂抗微動磨損能力的測定 高頻線性振動試驗機法》修改采用ASTM D 7594—2011《用高頻線性振動(SRV)試驗機測定高赫茲接觸壓力下潤滑脂抗微動磨損能力的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法》。
該試驗方法是用蘸有潤滑脂的試驗球在靜止試驗盤上做往復(fù)振動,頻率、負(fù)荷和振幅恒定,測定摩擦系數(shù)及磨斑直徑。試驗條件為50 Hz,100 N,50 ℃,240 min。
我國潤滑脂標(biāo)準(zhǔn)在不斷滿足工業(yè)發(fā)展需求的過程中,逐步形成了配套比較齊全的標(biāo)準(zhǔn)體系。
我國潤滑脂工作者對潤滑脂分析方法的認(rèn)識更加理性,已經(jīng)逐步跳出了以往的發(fā)展模式。隨著中國制造的新設(shè)備的增加,自主的潤滑脂分析方法標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量也將逐步增多。