潤滑油中水分的危害及其檢測研究

高昊鵬，楊宏偉，楊士亮，孫世安

（1. 廣州軍區空軍后勤部油料技術監督室， 廣東 廣州 510065； 2. 空軍勤務學院， 江蘇 徐州 221006）

潤滑油中水分的危害及其檢測研究

高昊鵬1，楊宏偉2，楊士亮2，孫世安2

（1. 廣州軍區空軍后勤部油料技術監督室， 廣東 廣州 510065； 2. 空軍勤務學院， 江蘇 徐州 221006）

潤滑油中的水分影響油品的質量、潤滑能力和腐蝕機械設備；概述了潤滑油中水分存在的三種形式，水分的來源、危害，及其水分含量的檢測方法；最后指出紅外檢測、在線檢測和快速檢測是潤滑油中水分含量檢測的趨勢。

潤滑油；來源；危害；水分含量；檢測方法

正常情況下，新出廠的潤滑油中是不含水分的，但在儲存、運輸和使用過程中，環境中的水分都有可能進入潤滑油中[1-3]。潤滑油中的水分不僅對機械設備具有危害，導致不同程度的潤滑故障，同時影響油品的質量和使用[4-6]。本文概述了潤滑油中水分的存在形式、來源、危害及檢測方法，以便加強對潤滑油中水分的認識和研究，防止其危害，避免不必要的經濟損失。

1 潤滑油中水分存在的形式

潤滑油中水分有溶解、游離、懸浮三種狀態。（1）溶解水。是以溶解狀態與油品分子相結合形成單一相系，它以水分子狀態存在于烴類分子的間隙之間，其溶解量取決于油品的溫度和化學組成，不影響油品的透光特性。（2）懸浮水。是以細小顆粒分散懸浮在油品之中，形成油——水兩相體系，外觀上油品呈現渾濁現象。由于極細小的水滴與潤滑油互混，因此比游離水更難從油品中分離出來。（3）游離水。則是指沉降到容器底部或者附著在容器壁上的單一水相體系。

2 潤滑油中水分的來源

潤滑油中的水分主要來源于儲存、運輸和使用過程中。具體可分為以下幾種情況：（1）儲存時容器密封不嚴，或在潮濕的地區和季節，潤滑油會從潮濕的空氣中吸收水分。（2）運輸加注過程中，容器不干燥而殘余的水分，或加注時雨、雪、冰、霜、霧等的侵入。（3）一些接觸水蒸氣的機械如汽輪機，他們使用的潤滑油中也難免會進入水分。（4）燃料生成物中的水分或氣化的蒸氣滲透到曲軸箱，使機油含水。（5）潤滑系統溫度較高時，潤滑油在此溫度下易于發生化學反應，產生膠質有機酸、析出瀝青炭渣的同時也會產生水分。

3 潤滑油中水分的危害

3.1 機械設備的危害

水分能使鋼鐵部件產生電化學腐蝕，造成機械設備部件銹蝕，縮短機械的使用壽命；此外，生成的金屬銹離子又會與水、空氣共同作用，催化促進潤滑油的氧化，加速機械設備的腐蝕磨損；在金屬摩擦面間會破壞潤滑油膜，影響設備潤滑。

3.2 潤滑能力的危害

水分能使潤滑濾清器的紙質濾芯膨脹，造成濾孔堵塞，降低其過濾性能；水分降低油膜的厚度和剛度，降低油膜的承載能力；水分能促使油性劑的極壓劑水解失效；水分在摩擦副之間受到高溫高壓作用時，油膜中的水分會變成水汽，形成氣泡并破裂，造成氣蝕磨損。

3.3 油品質量的危害

（1）水分會促進潤滑油的氧化變質，產生油品乳化現象。潤滑油中的一些添加劑，特別是極壓抗磨劑、清凈分散劑、防腐劑等是表面活性劑，與潤滑油混合后，會形成白色的乳濁液。（2）添加劑的損失。潤滑油中含有各種添加劑，這些添加劑一般為有機化合物，有些添加劑能微溶于水，有的溶解在水中后被水“抽提”出來，有的呈膠束狀懸浮在潤滑油中，遇水沉淀，從而造成部分添加劑失效。實驗表明，船用柴油機在80%額定功率下運轉100 h，沒有水污染的柴油機TBN下降22%，不溶物含量為0.7%；而被水污染的柴油機TBN下降高達58%，不溶物含量高達2.8%，活塞環磨損增加2倍。

4 潤滑油中水分含量的檢測

潤滑油中的水分主要來源于儲存、運輸和使用過程中。具體可分為以下幾種情況：（1）儲存時容器密封不嚴，或在潮濕的地區和季節，潤滑油會從潮濕的空氣中吸收水分。（2）運輸加注過程中，容器不干燥而殘余的水分，或加注時雨、雪、冰、霜、霧等的侵入。（3）一些接觸水蒸氣的機械如汽輪機，他們使用的潤滑油中也難免會進入水分。（4）燃料生成物中的水分或氣化的蒸氣滲透到曲軸箱，使機油含水。（5）潤滑系統溫度較高時，潤滑油在此溫度下易于發生化學反應，產生膠質有機酸、析出瀝青炭渣的同時也會產生水分。

4.1 國家標準檢測方法

通常潤滑油中的水分是指非溶解狀態的游離水和懸浮水。其測定一般是按現場測試法、聲響法、GB/T 260-1988石油產品水分測定法和GB/T11133-1989卡爾?費休法進行檢測。

4.1.1 餾分燃料游離水和顆粒污染物現場試驗

SH/T 0064-1991（2000）餾分燃料游離水和顆粒污染物試驗是目視檢查試樣中是否存在游離水和顆粒污染物的快速而非定量的方法。適用于現場或規定溫度的實驗室條件下，目測終餾點低于399 ℃和GB/T 6540顏色小于5號的餾分燃料。

方法是：現場取樣后，立即量取500 mL于試樣容器中，在光線明亮的地方，旋轉試樣容器使試樣形成旋渦，并目視旋渦下面是否有水或顆粒物（指小的固體或半固體顆粒，也指泥沙或沉淀物）。記錄透明度、是否有水和顆粒物。

4.1.2 潤滑油水分定性試驗法

SH/T 0257-1992（2004）4.1.2 潤滑油水分定性試驗法是指將試樣加熱至指定的溫度下，用聽聲響的方法，定性地判斷試樣中有無水存在。

方法是：將盛有試樣的試管垂直地插入熱油浴中，仔細觀察試管及試樣若干分鐘，直至試樣溫度達到150 ℃.如試樣中有水分時，即發生泡沫，可以聽到噼啪響聲，甚至試管會發生震動或顫動，高出浴面的油層會發生渾濁。試驗應在肅靜的環境中進行，所用儀器要干燥（包括油浴在內）。

4.1.3 潤滑油水分定性試驗法

GB/T 260-1988石油產品水分測定法是將一定量的試樣與無水溶劑（工業溶劑油或直餾汽油在80℃以上的餾分，且經脫水過濾）混合，然后利用水分測定器（如圖1所示）進行蒸餾測定其水分含量的方法，以百分數表示。

GB/T 260-1988石油產品水分測定法是將一定量的試樣與無水溶劑（工業溶劑油或直餾汽油在80℃以上的餾分，且經脫水過濾）混合，然后利用水分測定器進行蒸餾測定其水分含量的方法，以百分數表示。

試樣的水分重量百分數含量X按式（1）計算：

式中：V —在接受器中收集水的體積，mL；

G —試樣的重量，g。

試樣的水分體積百分數含量Y按式（2）計算：

式中：V，G —同式（1）中所示；

ρ —注入燒瓶時試樣的密度，g/mL。

4.1.4 液體石油產品水含量測定法（卡爾·費休法）

GB/T 11133-1989液體石油產品水含量測定法（卡爾?費休法）規定了用卡爾?費休試劑進行容量滴定來測定水含量為（50～1 000）×10-6的液體石油產品。

試劑中水與卡爾?費休試劑反應如式（3）和式（4）所示：

本標準利用雙鉑電極作為指示電極，用按照“死停點”法原理裝配的終點顯示器（圖1所示）指示反應的終點，根據消耗的卡爾?費休試劑體積計算試樣的水含量。

圖1 終點顯示器電路圖Fig.1 Titration setting drawing

4.2 現代測試技術

潤滑油含水量現代測試技術主要包括氣相色譜法、紅外光譜法、射頻法、電容-諧振電路失諧法和電容式薄膜濕度傳感器法。這些方法利用現代測試儀器和方法，實現了測試的快速、準確和實時性，但這些儀器設備的檢測還沒有建立國家標準，研究還在探索之中。

5 結束語

鑒于上述潤滑油中水分的危害，因此潤滑油中水分含量是油液檢測的重要指標之一，現有的水含量國家標準測試方法大多操作繁瑣，且不適合現場、快速和實時的分析檢測，因此水含量的現代測試技術雖然存在不夠成體系和缺乏相應國家標準支持的不足，但市場前景巨大，應該引起相關部門和企業的重視。

［1］鄭發正，謝鳳．潤滑劑性質與應用[M]．徐州：藍天出版社，2004：86-87．

［2］吳山東，劉亞莉，戚俊清，等．潤滑油脫水工藝及檢測方法[J]．潤滑油，2007，22（4）：61-64．

［3］Paul Rawson, Geoff Momis. Fourier Transform Infrared (FTIR) Based Oil Condition Monitoring for Synthetic Turbine Oils [C]．Air Vehicles Division Technical Report DSTO-TR-1467，2003：7.

［4］舒英強．汽輪機潤滑油中帶水的分析與治理方案[J].內蒙古煤炭經濟，2010（4）：103-105.

［5］代國超．給水泵潤滑油進水原因分析及處理[J].汽輪機技術，2007，49（6）：476-478.

［6］黃傳剛．潤滑油中水分的危害及檢測方法[J].石油商技，2004，22（4）：47-48.

Research on Hazards and Detection of Water in Lubricant Oil

GAO Hao-peng1， YANG Hong-wei2， YANG Shi-liang2， SUN Shi-an2
（1. Oil Technical Supervision Sector of Guangzhou Air Force Logistics Department, Guangdong Guangzhou 510065, China；2. Air Force Logistics College，Jiangsu Xuzhou 221006，China）

The moisture in the lubricant oil can not only do a lot of damage to the oil quality and lubricanting ability, but also corrode the mechanical equipment. In this paper, three kinds of moisture existence forms in the lubricant oil were summarized. The source, hazard and detection methods of moisture were introduced. It’s pointed out that the quick detection methods including infrared detection and on-line detection are fashionable detection methods of moisture content in the lubricant oil.

Lubricant oil；Source of water；Hazard；Water content；Detection methods

TE 624

A

1671-0460（2014）02-0240-03

2013-08-30

高昊鵬（1980-），男，河北固安縣人，廣州軍區后勤部油料技術監督室主任，長期從事軍用油料質量監督工作。