抗泡劑對潤滑油性能的影響

馮和翠,葛慶文,王曉龍,王艷華,紀春怡

(1.中國石油大慶潤滑油一廠,黑龍江大慶 163711;2.中國石油潤滑油分公司,北京 100028)

抗泡劑對潤滑油性能的影響

馮和翠1,葛慶文2,王曉龍1,王艷華1,紀春怡1

(1.中國石油大慶潤滑油一廠,黑龍江大慶 163711;2.中國石油潤滑油分公司,北京 100028)

文章從抗泡劑的選擇、抗泡劑在潤滑油中的應用以及不同種類的復合抗泡劑對比分析三個方面,闡述了抗泡劑本身對潤滑油性能的影響,同時說明了油品調合時抗泡劑的加入方式不同,會對潤滑油的抗泡性和儲存安定性產生不同的影響,介紹了一種能提高抗泡劑在油品中分散程度、改善油品儲存安定性的發明專利——抗泡劑加入法及設備。

抗泡劑;潤滑油;性能;影響;應用

Abstract:The effects of anti-foam agent on the properties of lubricating oilw ere discussed from three aspects,nam ely the selection of anti-foam agent,its app lication in lubricating oil and the comparative analysis on different kinds of antifoam agents.Itw as exp lained that,in the preparation of lubricating oil,different adding w ays of anti-foam agentwould affect the anti-foam property and storage stability of lubricating oil.A patent nam ed The Adding M ethod and Equ ipm ent of Anti-Foam ing Agentw as introduced,by w hich the dispers ion of anti-foam ing agent in lubricating oilcan be increased and the storage stability of lubricating oil can also be improved.

Key words:anti-foam ing agent;lubricating oil;property;effect;application

0 引言

抗泡性是潤滑油的使用性能之一,潤滑油起泡傾向的強弱直接影響機械的正常運轉和其本身的使用壽命。油品在使用過程中產生泡沫,使潤滑系統發生氣阻、斷流和溢流,引起機械過度磨損,同時造成能耗增加、油品氧化和散熱不良等問題。為解決這些問題,在提高基礎油本身性能的同時,經濟有效的方法是加入抗泡劑。

眾所周知,添加劑之間存在相互作用,某種添加劑的引入,在其改善油品某項性能的同時,可能對其他性能產生不利影響;另外,抗泡劑屬表面活性物質,一般難溶于潤滑油,以液珠形式分散到油品中,若其分散不均,則所調油品的抗泡性可能達不到技術指標要求,且經過一段時間的儲存后,密度大于潤滑油的抗泡劑會聚集沉降下來,影響潤滑油的使用效果。

1 抗泡劑本身對潤滑油性能的影響

潤滑油使用過程中,與混入空氣接觸,經循環產生氣泡。氣泡中浮在油品表面的稱為泡沫,分散在油中的稱為分散氣泡。與前者相關的性能叫消泡性,與后者相關的性能叫空氣釋放性。這些氣泡不但會使機械零部件產生干摩擦而導致磨損增大,還會使油品氧化速度加快,加劇腐蝕磨損,最終導致機械設備損壞。因此,為避免以上兩種氣泡的產生,同時考慮到降本增效,油品中抗泡劑的加入就顯得極為重要。

1.1 抗泡劑的選擇

抗泡劑分為硅型和非硅型兩種。硅型抗泡劑,抗泡性能優良,但油溶性較差,對空氣釋放性影響較大,主要利用泡沫部分的表面張力降低來破泡,減少氣泡的生成;而對于分散氣泡,它使表面張力降低而使生成的氣泡直徑變小,上浮困難,導致空氣釋放性差。非硅型抗泡劑生成的氣泡直徑大,容易釋放,對空氣釋放性影響小,但抗泡效果差,同時和堿性添加劑如 T705的配伍性也差。為了兼顧兩種性能,目前大多采用復合型抗泡劑。

1.2 抗泡劑在潤滑油中的應用

潤滑油分內燃機油、齒輪油、液壓油等幾大類,以受影響較大的抗磨液壓油為例進行探討。

過去調制抗磨液壓油,采用二甲基硅油抗泡劑(硅型抗泡劑),如前所述,其抗泡效果好,空氣釋放性差。本次試驗采用復合型抗泡劑 1和復合型抗泡劑 2用HV I150、HV I200、HV I400調制 HM32、HM46、HM68抗磨液壓油,分別按基礎油、基礎油加復劑、基礎油加復劑及抗泡劑來考察油品的抗泡性、空氣釋放值等性能,技術要求見表 1,試驗結果分別見表 2、表3。

表1 抗磨液壓油相關技術要求

表2 抗泡劑對HM32性能的影響

表3 抗泡劑對HM68性能的影響

從表 2、表 3看出:

(1)隨著復合劑的加入,抗泡性略變差。加入復合抗泡劑 2,抗泡性能明顯改善,但對空氣釋放值的影響較明顯。

(2)油品粘度級別由 HM32到 HM68,隨著粘度增加,空氣釋放性變差。這是因為,粘度增加時,分散氣泡運動、合并的阻力增大,從油中釋放出去的速度減慢。

1.3 復合抗泡劑 1、復合抗泡劑 2對比分析

將相同劑量的復合抗泡劑 1和復合抗泡劑 2分別加入到HM46、HM68中,試驗結果列于表4。

表 4 復合抗泡劑 1、復合抗泡劑 2性能對比

從表 4看出:兩種抗泡劑對比,復合抗泡劑 2對油品空氣釋放值影響較大,而對抗泡性的影響差距不大。

2 抗泡劑加入方式對潤滑油性能的影響

2.1 抗泡劑加入方式對比

抗泡劑的加入,通常在潤滑油調合的最后一道工序。目前,多數潤滑油調合廠加入抗泡劑,采用由調合罐頂或罐中部直接加入,攪拌分散。該方法存在抗泡劑分散不勻,停止攪拌靜止一段時間后,抗泡劑可能產生沉降,導致油品抗泡性能變差,甚至出現不合格現象。

以某車間為例,1～12月共調油品 189次,抗泡104次不合格,占不合格總數的 55%;此外,很多合格油品裝罐放置一段時間后重新采樣,發現抗泡性變差甚至不合格,如表 5所示。

表5 柴油機油儲存前后抗泡性變化結果 mL/mL

由表 5看出,CC40貯存兩個多月后,抗泡性由合格變為不合格;船柴樣品僅貯存 24 h抗泡性即變差。抗泡不合格問題嚴重制約產品的出廠。

針對上述問題,大慶潤滑油一廠經過反復試驗,探索出一種能夠有效克服抗泡劑在潤滑油中分散不均勻,從油中沉降析出的技術方法——“抗泡劑加入法及設備”,該方法由國家知識產權局授予發明專利權。

如圖 1所示,抗泡劑首先經過濾器除去雜質,然后經霧化噴嘴霧化,以同潤滑油流逆流的方式噴射到油品中,進行管道調合,再進入靜態混合器增強混合效果,最后調合完的潤滑油輸入貯罐中。

圖1 抗泡劑加入流程

圖 1中的霧化噴嘴噴淋效果好,可根據潤滑油品種、抗泡劑種類、油品流量的不同,控制抗泡劑的霧化顆粒大小;還可通過調整內部組件的距離,來控制加劑時間。

此發明的優點是使抗泡劑在潤滑油中分散均勻,解決了因抗泡劑沉降析出影響潤滑油質量的問題,典型數據如表 6所示。

表6 內燃機油、齒輪油抗泡性對比試驗 mL/mL

從表 6抗泡性對比試驗看出,流程改造后,油品抗泡性不但滿足指標要求,而且效果明顯改善,可避免因抗泡性不合格而反復補加抗泡劑和重新調合帶來的成本增加,以及對產品質量帶來的不利影響。

該方法簡單,設備結構不復雜,易于加工、成本低廉。以一個生產廠 7個月生產 6.8萬 t柴油機油和齒輪油為例,采用此法可以節約添加劑 30.6 t,降低成本 84.9萬元,全年則可降低加工成本 97.9萬元,具有較好的經濟效益。

2.2 改造后儲存安定性考察

試驗中以用量較大、對添加劑感受性較強的抗磨液壓油為例,將幾個具有代表性的樣品采用專利方法調制后,進行為期 3個月的儲存試驗,結果見表7。

表7 HM系列油品儲存安定性考察

從各組實驗數據可以看出,儲存后與儲存前相比:抗泡性能比較穩定,空氣釋放值變化也不大。

3 結論

(1)液壓油等潤滑油品必須加入抗泡劑改善其抗泡性,抗泡劑的引入,在改善油品抗泡性的同時,會對空氣釋放值產生不利影響。因此要與其他添加劑合理配伍,同時滿足油品的多種使用性能要求,一般選擇復合型抗泡劑。

(2)傳統加劑方式對油品的抗泡性和儲存安定性有明顯的影響,通過使用先進的加劑方法,徹底解決抗泡劑在潤滑油中分散不均勻、易于從潤滑油中沉降析出的問題,降低企業成本,提高經濟效益。

[1]陳鐵飛.GB 11118.1-94礦物油型和合成烴型液壓油[S].

[2]孫樹好,孫永力,王建平,等.抗泡劑加入法及設備:中國,03109962.9[P].2006-06-14.

Effec t of the Defoam ing Agent on the Prop e rties of Lub rica ting O il

FENG He-cui1,GE Q ing-w en2,WANG Xiao-long1,WANG Yan-hua1,J IChun-yi1
(1.PetroChina Daqing No.1 B lending Plant,Daqing 163711,China; 2.PetroChina Lubricant Company,Beijing 100028,China)

TE624.82

A

2010-05-12。

馮和翠(1963-),女,工程師,2001年畢業于大慶石油學院化學工程專業,曾從事潤滑油研發工作,已公開發表論文多篇。

1002-3119(2010)06-0024-04