徐 棟

南京高速齒輪制造有限公司 江蘇 南京 211100

1、前言

潤(rùn)滑油在各行各業(yè)均有著十分廣泛的應(yīng)用，很多大型工程設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)都離不開潤(rùn)滑油，而潤(rùn)滑油中一旦混入了污染物如水分將嚴(yán)重影響潤(rùn)滑效果從而導(dǎo)致危害設(shè)備運(yùn)行安全。文章從這一點(diǎn)出發(fā)，概述了風(fēng)電齒輪箱中潤(rùn)滑油當(dāng)中存在水分的來(lái)源，以及介紹了針對(duì)性的檢測(cè)方法。

2、潤(rùn)滑油中的水分

潤(rùn)滑油中的水可以呈溶解水，游離水和乳化水的三種狀態(tài)。潤(rùn)滑油的組成成分以礦物基或合成的烴類基礎(chǔ)油為主，少量的水分子可以進(jìn)入烴分子之間的縫隙中呈溶解狀態(tài)。而一定體積的潤(rùn)滑油所能溶解的水分是有限的，根據(jù)油的溫度和組成成分可以確定水在油中的飽和溶解度。當(dāng)油中水含量超過(guò)當(dāng)前溫度下的飽和溶解度時(shí)，細(xì)微的水顆粒將分散并懸浮在油中，形成油水兩相乳化體系。通常由于潤(rùn)滑油配方中除了烴類基礎(chǔ)油外，還有極壓抗磨劑，分散劑等極性添加劑，過(guò)多的極性添加劑將影響乳化的水和油分離。

風(fēng)電齒輪箱潤(rùn)滑油中的水分的來(lái)源主要是以下幾個(gè)方面，冷凝水、潮濕的區(qū)域如海上風(fēng)機(jī)、維護(hù)不當(dāng)、存儲(chǔ)使用油品不當(dāng)?shù)取?/p>

潤(rùn)滑油在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中可能會(huì)溶解水分，要注意存儲(chǔ)和使用兩個(gè)環(huán)節(jié)。存儲(chǔ)應(yīng)存放在干燥通風(fēng)的室內(nèi)如倉(cāng)庫(kù)和儲(chǔ)藏室，臨時(shí)存放在室外必須架起帳篷或防水帆布，保護(hù)油桶免受雨水侵蝕。

目前在使用過(guò)程中，設(shè)備制造商都會(huì)應(yīng)用傳統(tǒng)的在線潤(rùn)滑過(guò)濾系統(tǒng)控制油液中的顆粒污染，離線式的精濾系統(tǒng)作為補(bǔ)充，目的是去除微小的顆粒物，去除已生成的氧化物，并有效的控制水污染。風(fēng)電行業(yè)的國(guó)際制造商，如西門子，歌美颯，維斯塔斯等，已經(jīng)在他們的風(fēng)機(jī)上應(yīng)用此類系統(tǒng)超過(guò)20年，并作為全系列的標(biāo)準(zhǔn)配置。國(guó)內(nèi)的部分制造商也已經(jīng)考慮在風(fēng)里發(fā)電設(shè)備上選配。

3、潤(rùn)滑油中水分導(dǎo)致的危害

3.1 加速油品老化

油品的氧化老化過(guò)程通常伴隨著基礎(chǔ)油的氧化、添加劑的損耗、顆粒物和水分的污染催化，三者相互影響會(huì)導(dǎo)致油品逐漸氧化和乳化。而油品氧化會(huì)形成的油泥導(dǎo)致如下的不良后果?！吧凹埿?yīng)”加速零部件的磨損，如軸承和齒輪；降低機(jī)械部件的穩(wěn)定性，如閥不能動(dòng)作開閉；堵塞在線過(guò)濾器，使油的流動(dòng)性受限等；加速油的變質(zhì)，增加維護(hù)成本。

3.2 軸承等傳動(dòng)部件受損

水污染會(huì)導(dǎo)致油品粘度上升或降低油膜的有效厚度，使得軸承、齒輪等部件相互運(yùn)動(dòng)的表面產(chǎn)生磨損、粘連和金屬疲勞。水污染還有導(dǎo)致鐵的金屬部件生銹腐蝕；對(duì)軸承的危害更為明顯，微量的水會(huì)解離為氧元素和氫元素，氫元素進(jìn)入零部件表面的微裂痕中，通過(guò)氫催化效應(yīng)加速裂紋的擴(kuò)展，最終在表面形成點(diǎn)蝕和凹坑縮短部件壽命，業(yè)內(nèi)稱之為“氫脆”。

3.3 潤(rùn)滑油性能降低

潤(rùn)滑劑中的清凈分散劑，破乳劑等表面活性劑，通常以乳液的形式穩(wěn)定分散在潤(rùn)滑劑中，外界水污染將破壞這些表面活性劑穩(wěn)定的乳化狀態(tài)，造成表面活性劑顆粒聚集，析出，沉淀或被污染水帶出而破壞添加劑在潤(rùn)滑劑中的穩(wěn)定分布狀態(tài)，造成潤(rùn)滑劑失效。同時(shí)潤(rùn)滑劑中的極壓抗磨劑，防銹劑受水影響，易在高溫條件下發(fā)生水解，導(dǎo)致潤(rùn)滑油變質(zhì)，影響潤(rùn)滑油壽命，同時(shí)水解生成的酸性物質(zhì)腐蝕金屬表面。水污染還使得油液的低溫性能變差，影響風(fēng)機(jī)齒輪箱的低溫啟動(dòng)。

4、水分含量的測(cè)定

水含量定量測(cè)定的方法主要有卡爾費(fèi)休（KF）滴定法（ASTM D1744）,它的原理是水和二氧化硫和碘之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)：I2+2H2O+SO2→HI+H2SO4?；诳栙M(fèi)休試劑中碘水的反應(yīng)，碘是在陽(yáng)極電解生成的，并在樣品中與水發(fā)生反應(yīng)。只要存在水就會(huì)消耗碘，可以用滴定過(guò)程中消耗的碘來(lái)確定水含量。不推薦使用高添加劑的直接卡爾費(fèi)休滴定法，因其卡爾費(fèi)休試劑不僅和水反應(yīng)，也會(huì)和添加劑發(fā)生副反應(yīng)，進(jìn)而有可能錯(cuò)誤的提示水含量增加。故推薦使用間接滴定法即加熱法（卡式爐法），該裝置通過(guò)使干燥的空氣穿過(guò)加熱的樣品來(lái)測(cè)定水含量。釋放的濕空氣從干燥爐中轉(zhuǎn)移到滴定容器中，這樣的測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。

GB/T 260（ASTM D95）石油產(chǎn)品水含量的測(cè)定蒸餾法：將被試樣和水不相溶的溶劑共同加熱回流，溶劑可將是試樣中的水?dāng)y帶出來(lái)。不斷冷凝下來(lái)的溶劑和水在接收器中分離開，水沉積在帶刻度的接收器中，溶劑流回蒸餾器中。此法水含量檢測(cè)范圍300ppm以上。

水含量定性檢測(cè)方法是將樣品加熱到預(yù)定溫度，聽聲音，并定性地確定樣品中是否有水。方法是：將少量的油品倒在熱板上做目視和聽聲的判斷。

潤(rùn)滑劑含水量的現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)還包括氣相色譜，紅外光譜，以及基于介電常數(shù)的射頻法，電磁諧振微擾法，電容式濕度傳感器等方法。上述的這些方法使用了現(xiàn)代化的檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備來(lái)進(jìn)行了準(zhǔn)確而快速的檢測(cè)過(guò)程，但是針對(duì)一些比較先進(jìn)的檢測(cè)方法，尚未建立起來(lái)相適應(yīng)和匹配的國(guó)家性以及行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)，這方面的研究需要繼續(xù)深入。

有早期研究對(duì)含水油樣反復(fù)過(guò)濾并加入穩(wěn)定劑，使水在油樣中分散均勻并形成穩(wěn)定的油水乳液，并通過(guò)紅外光譜檢測(cè)油樣，繼而發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)預(yù)處理后水測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，精密度和重復(fù)性提高明顯。同時(shí)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析模型的研究以及建立起不同種類潤(rùn)滑劑中紅外光譜和水含量的可靠關(guān)聯(lián)是擴(kuò)大紅外光譜預(yù)測(cè)應(yīng)用的重要研究方向。

5、結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)有的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)含水率測(cè)試方法大多需要專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室完成，不適合現(xiàn)場(chǎng)，快速，實(shí)時(shí)的測(cè)試和分析需求。因此，發(fā)展準(zhǔn)確的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是行業(yè)需求，而在線監(jiān)測(cè)缺乏相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，還有很長(zhǎng)的發(fā)展的路要走，但市場(chǎng)前景十分廣闊。