润滑油破乳性的影响因素及解决方法

润滑油破乳性的影响因素及解决方法

摘要：润滑油在机械中主要起降低摩擦和减缓磨损的作用，以保证机械有效和长久的工作。但是润滑油在使用过程中往往会进入少量的水，从而影响润滑油的性能，带来很多负面影响，工业需要的润滑油要有良好的破乳性。

关键词：润滑油；破乳性；影响因素；解决方法

两种互不相容的液体，其中一种液体以微小液滴分散在另一种液体中所形成的体系称为乳化液。破乳，即破坏一个乳化液，使它分成油水两层的过程。润滑油的破乳性指从润滑油与水形成的乳化液中彻底分离出水的能力，又称为分水性能。许多润滑油，如齿轮油、汽轮机油和船用油，在使用过程中，不可避免地混入冷却水、冲洗水、冷凝水及环境中其他形式的水及水汽。如果油钻不具备将混入油中的水迅速彻底分离的能力，油品就会乳化，从而降低甚至失去油品的润滑性能，加速油品的氧化变质，加剧机件的磨损和设备腐蚀。故润滑油的抗乳化性能是润滑油品质的一项重要指标。实际中影响润滑油破乳性的因素有很多种。

一、润滑油的成分因素

润滑油由基础油和添加剂两部分组成，基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能。

基础油由原油提炼而成，原油中本身含有天然乳化剂，所谓乳化剂是指有助于油和水形成稳定乳化液的物质，如沥青质、胶质、石蜡等，其在原油中的含量会对润滑油的稳定性产生一定的影响，含量越低，润滑油稳定性越高。对于发动机润滑油和大部分的工业润滑油都属于馏分润滑油，即都是从减压馏分油中抽取的，称为中性油。我国生产高质量中性油是采用“老三套”传统工艺，即溶剂精制—溶剂脱蜡—白土补充精制，只采用物理精制的方法，对于石蜡基原油效果较好，对于中间基和环烷基原油则效果不好。中石化做过研究表明，溶剂精制工艺是改善润滑油基础油抗乳化性能的一个重要步骤，且基础油精制深度越深，对抗乳化性能不利的胶质组分就脱除得越干净，相对的保留在基础油中的胶质组分对抗乳化性能的影响就越小。因此炼厂要想生产出高质量的基础油，提高润滑油的品质，增加市场竞争力，就必须改变现有的基础油的加工方法。

添加剂主要包括破乳剂、抗氧化剂、清洁分散剂、消泡剂、增粘剂、防锈剂、抗凝剂等，这保证了润滑油在使用中的稳定性。破乳剂就是通过改变油水的界面性质来达到油水分离的效果。对于乳化液而言，其稳定的主要因素界面膜的性质，而破乳剂都有良好的表面活性，可以置换出油水界面上的乳化剂，加入破乳剂后破乳剂吸附于油∕水界面膜上，可以改变油∕水界面张力，消除液珠外面的保护膜，使液珠容易结合在一起而实现相转变，从而达到分水目的。

但是很多添加剂是有乳化效果的，比如清洁分散剂，抗氧化剂、防锈剂都具有降低

油∕水表面张力的作用，使油水易于分散成小颗粒。同时这些物质吸附于油∕水界面上，形成坚固的界面膜，会阻碍液滴的聚集从而使乳状液稳定。研究表明，对于几种添加剂投料顺序的不同，所配成的润滑油的破乳性也有很大改变。消泡剂不溶于油，是以液滴的形式存在于油中，如果先加入消泡剂，后加入破乳剂，那么均匀分散在汽轮机油中的细小消泡剂液珠会降低破乳剂的活性，导致破乳化剂的置换能力下降，导致汽轮机油破乳化性能变差。反之，若先加入破乳剂，则会有较好的破乳效果，破乳时间大大缩短。

此外破乳剂的用量也十分重要，实验表明，少量的破乳剂的加入会明显的改变破乳的时间。比如用GB∕T7305方法进行AR32空压机油的破乳性能实验，在未加入破乳剂时，油水混合60min后依然呈乳液状，没有水分离出来，但是加入了0.05%的DL32后，油水分离时间迅速缩短，26min时就实现了油水的完全分离。但是破乳剂不是加入的越多越好，在研究LZ5957对油品的影响时，加入量为0.003%时，破乳时间是25min，加入量为0.01%时，破乳时间是40min。因此破乳剂加入的量存在一个最佳值。

可知，基础油和添加剂的性质都会影响到润滑油的破乳性，其实两者的调合工艺过程对润滑油的抗乳化性能也有影响。比如对于汽轮机油，在现有润滑油调合工艺中罐调合和釜调合是两种较为常见的调合工艺。罐调合一次性生产量较大，过程中先给调合罐中打入一定量的基础油，然后添加剂通过基础油配制成母液带入调合罐，最后按配方要求补足基础油，开动侧搅拌，打开循环泵进行循环；釜调合适合一次调合量较小，加剂量小、对加剂量精度较高。结果破乳性不合格的油大都出现在罐调和中。研究发现原因是釜调合不用调配添加剂母液，而配制添加剂母液有可能造成由于局部的过高浓度导致添加剂间发生不可逆化学反应，生成一些表面活性很高的物质，这些物质被母液夹带进入调合罐，导致该批油品的抗乳化性能变差。

由此可知，生产一种高质量的润滑油需要多方面的考虑与研究。基础油、添加剂、工艺过程，每一步都会对润滑油的结果产生影响，因此需要我们做更多的研究，生产出更好更多种类的润滑油。

二、使用过程因素

润滑油在生产、运输、安装、大修的各个环节都存在着外界表面活性物质的侵入的可能，并且在实际运行中由于油品的老化、磨损，水、汽的泄漏等原因，产生劣化产物，在过量水分存在下会引起油品的乳化，进而威胁机组安全运行。

润滑油在使用过程中，如果发生了油品的氧化，对于基础油来说，即增加了极性物质，使油品的破乳化性能降低。实验表明，对于500sN和150Bs，在旋转氧弹前后破乳性能发生了极大的变化，用GB∕T7305测得旋转氧弹前的破乳时间分别为5min和28min，而再进行旋转烟弹以后的破乳时间分别为20min和60min以上。说明氧化对于润滑油的破乳性影响是很大的。润滑油在运行中经常受到热、辐射、机械磨损等作用，不可避免地存在裂化和磨损的现象，所以尽可能投入油净化装置，将劣化产物和磨损颗粒随时除去，保持润滑油有较好的品质。

润滑油的使用情况也跟工作环境有关系。贵州赤天化集团公司曾出现过氨气压缩机润滑油破乳化度超标严重事件，正常情况下使用10年以上的乳化油，却只能使用2-3年。经研究确定影响破乳性最大的因素是氨。氨气与进入的水发生化学反应，氨以水合物及离子状态存在于油品中，生成起表面活性剂作用的乳化剂，从而导致破乳化度超标。对于原料中的天然乳化剂可以通过不断地改进生产设备、精细加工原料以及加入比例适宜的添加剂来提高润滑油的液体界面张力，从而增加稳定性，减少在使用中破乳化度高的现象。

润滑油的寿命还与其污染情况密切相关，而在运输、安装、调试、大小修过程中存在着较多环节污染的可能。浙江电网曾出现机组大修后主机润滑油破乳化性能突然恶化的现象，也曾出现一些新机组在投产一年内，主机润滑油破乳化性能超标的现象，破乳化性能劣化很可能是由于大修和基建过程的某些环节对油品的污染造成的。如：润滑油在发货、运输的过程中存在着错发、错装、盛装容器污染的可能；润滑油系统在调试、大小修期间，错误的清理方式，润滑油在转移过程中存在的污染等。

针对引起润滑油的破乳化度高现象的各种化学以及物理性相关因素，采取选用品质较好的原油、改进生产方式、设计检测仪器、维护保养生产器械、改善油品储存环境，当润滑油破乳化性能恶化后应采取措施恢复破乳化性能，其中在小型试验的基础上添加适量的性能优秀的破乳剂是迅速彻底改善破乳性能的途径。总之，通过全面的防护措施，可以较好的解决这一问题，从而为各行各业的生产提供质量可靠的润滑油。

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