初識潤滑油

李大進

中圖分類號：TE626.3文獻標識碼：A文章編號：1673-0992(2009)10-032-01

潤滑油常指石油潤滑油。有減少摩擦、避免發熱、防止機器磨損等作用。一般是分餾石油的產物，也有從動植物油中提煉的。亦稱“潤滑脂”。主要用于減少運動部件表面間的摩擦，同時對機器設備具有冷卻、密封、防腐、防銹、絕緣、功率傳送、清洗雜質等作用。潤滑油最主要的性能是粘度、氧化安定性和潤滑性，它們與潤滑油餾分的組成密切相關。

一、潤滑油作用

潤滑油是用在各種類型機械上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體潤滑劑，主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤滑油占全部潤滑材料的85％，種類牌號繁多，現在世界年用量約3800萬噸。對潤滑油總的要求是：

1. 減摩抗磨，降低摩擦阻力以節約能源，減少磨損以延長機械壽命，提高經濟效益。

2.冷卻，要求隨時將摩擦熱排出機外。

3.密封，要求防泄漏、防塵、防串氣。

4.抗腐蝕防銹，要求保護摩擦表面不受油變質或外來侵蝕。

5.清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除。

6.應力分散緩沖，分散負荷和緩和沖擊及減震。

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二、潤滑油組成

潤滑油一般由基礎油和添加劑兩部分組成。基礎油是潤滑油的主要成分，決定著潤滑油的基本性質，添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足，賦予某些新的性能，是潤滑油的重要組成部分。

1.潤滑油基礎油

潤滑油基礎油主要分礦物基礎油及合成基礎油兩大類。礦物基礎油應用廣泛，用量很大(約95％以上)，但有些應用場合則必須使用合成基礎油調配的產品，因而使合成基礎油得到迅速發展。

礦油基礎油由原油提煉而成。潤滑油基礎油主要生產過程有：常減壓蒸餾、溶劑脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補充精制。1995年修訂了我國現行的潤滑油基礎油標準，主要修改了分類方法，并增加了低凝和深度精制兩類專用基礎油標準。礦物型潤滑油的生產，最重要的是選用最佳的原油。

礦物基礎油的化學成分包括高沸點、高分子量烴類和非烴類混合物。其組成一般為烷烴(直鏈、支鏈、多支鏈)、環烷烴(單環、雙環、多環)、芳烴(單環芳烴、多環芳烴)、環烷基芳烴以及含氧、含氮、含硫有機化合物和膠質、瀝青質等非烴類化合物。

2.添加劑

添加劑是近代高級潤滑油的精髓，正確選用合理加入，可改善其物理化學性質，對潤滑油賦予新的特殊性能，或加強其原來具有的某種性能，滿足更高的要求。根據潤滑油要求的質量和性能，對添加劑精心選擇，仔細平衡，進行合理調配，是保證潤滑油質量的關鍵。一般常用的添加劑有：粘度指數改進劑，傾點下降劑，抗氧化劑，清凈分散劑，摩擦緩和劑，油性劑，極壓劑，抗泡沫劑，金屬鈍化劑，乳化劑，防腐蝕劑，防銹劑，破乳化劑。

三、潤滑油脂的基本性能

每一類潤滑油脂都有其共同的一般理化性能，以表明該產品的內在質量。對潤滑油來說，這些一般理化性能如下：

1.外觀(色度)

油品的顏色，往往可以反映其精制程度和穩定性。對于基礎油來說，一般精制程度越高，其烴的氧化物和硫化物脫除的越干凈，顏色也就越淺。對于新的成品潤滑油，由于添加劑的使用，顏色作為判斷基礎油精制程度高低的指標已失去了它原來的意義。

2. 密度

密度是潤滑油最簡單、最常用的物理性能指標。潤滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數量的增加而增大，因而在同樣粘度或同樣相對分子質量的情況下，含芳烴多的，含膠質和瀝青質多的潤滑油密度最大，含環烷烴多的居中，含烷烴多的最小。

3.粘度

粘度反映油品的內摩擦力，是表示油品油性和流動性的一項指標。在未加任何功能添加劑的前提下，粘度越大，油膜強度越高，流動性越差。

4.粘度指數

粘度指數表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數越高，表示油品粘度受溫度的影響越小，其粘溫性能越好，反之越差。

5.閃點

閃點是表示油品蒸發性的一項指標。油品的餾分越輕，蒸發性越大，其閃點也越低。反之，油品的餾分越重，蒸發性越小，其閃點也越高。同時，閃點又是表示石油產品著火危險性的指標。油品的危險等級是根據閃點劃分的，閃點在45℃以下為易燃品，45℃以上為可燃品，，在油品的儲運過程中嚴禁將油品加熱到它的閃點溫度。在粘度相同的情況下，閃點越高越好。因此，用戶在選用潤滑油時應根據使用溫度和潤滑油的工作條件進行選擇。一般認為，閃點比使用溫度高20～30℃，即可安全使用。

6.凝點和傾點

凝點是指在規定的冷卻條件下油品停止流動的最高溫度。油品的凝固和純化合物的凝固有很大的不同。油品并沒有明確的凝固溫度，所謂“凝固”只是作為整體來看失去了流動性，并不是所有的組分都變成了固體。

7.酸值、堿值和中和值

酸值是表示潤滑油中含有酸性物質的指標，單位是mgKOH g。酸值分強酸值和弱酸值兩種，兩者合并即為總酸值(簡稱TAN)。我們通常所說的“酸值”，實際上是指“總酸值(TAN)”。

8.水分

水分是指潤滑油中含水量的百分數，通常是重量百分數。潤滑油中水分的存在，會破壞潤滑油形成的油膜，使潤滑效果變差，加速有機酸對金屬的腐蝕作用，銹蝕設備，使油品容易產生沉渣。總之，潤滑油中水分越少越好。

9.機械雜質

機械雜質是指存在于潤滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。這些雜質大部分是砂石和鐵屑之類，以及由添加劑帶來的一些難溶于溶劑的有機金屬鹽。通常，潤滑油基礎油的機械雜質都控制在0.005％以下(機雜在0.005％以下被認為是無)。

10.灰分和硫酸灰分

灰分是指在規定條件下，灼燒后剩下的不燃燒物質。灰分的組成一般認為是一些金屬元素及其鹽類。灰分對不同的油品具有不同的概念，對基礎油或不加添加劑的油品來說，灰分可用于判斷油品的精制深度。對于加有金屬鹽類添加劑的油品(新油)，灰分就成為定量控制添加劑加入量的手段。國外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是：在油樣燃燒后灼燒灰化之前加入少量濃硫酸，使添加劑的金屬元素轉化為硫酸鹽。

11.殘炭

油品在規定的實驗條件下，受熱蒸發和燃燒后形成的焦黑色殘留物稱為殘炭。殘炭是潤滑油基礎油的重要質量指標，是為判斷潤滑油的性質和精制深度而規定的項目。潤滑油基礎油中，殘炭的多少，不僅與其化學組成有關，而且也與油品的精制深度有關，潤滑油中形成殘炭的主要物質是：油中的膠質、瀝青質及多環芳烴。這些物質在空氣不足的條件下，受強熱分解、縮合而形成殘炭。油品的精制深度越深，其殘炭值越小。一般講，空白基礎油的殘炭值越小越好。