润滑油基础知识

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极压添加剂
• 极压添加剂在高温、高压条件下与金属表面起反应，生成一层软性薄
膜，防止金属焊接
• 用于低速和冲击负荷的场合
极压添加剂
January 29, 2001
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平衡的添加剂配方
润滑油配方： 是经过广泛实验室试验及发动机台架试验后制定出来的. 抗氧化/抗磨添加剂 防止轴承的腐蚀 缓和油变质/变稠 防止气阀机构的磨损
分散剂 控制油泥及清洁 分散炭粉从而降低 油的稠化
粘度指数改进剂 容易起动 更快供应油到运行的部位 低温抗磨 增加高温粘度
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清净剂 中和燃烧所产生的酸 减少活塞的沉积物 提供总碱值
January 29, 2001
添加剂的应用
添加剂种类
发动机
目的
典型的
解乳化剂 使油水分离 倾点抑制剂 提高低温流动性 抗泡沫剂 酮
异分子聚酯 硅
减少泡沫（油中的
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January 29, 2001
抗磨剂
• 抗磨剂附着在金属表面, 形成一层保护性油膜, 减低表面磨损
• 多用于经常发生金属与金属接触的情况, 如边界润滑
C 齿轮
D 压缩机 (包括冷冻机和真空泵) E 内燃机
F 主轴、轴承和离合器
G 导轨 H 液压系统
Y 其他应用场合
Z 蒸汽气缸
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M 金属加工
January 29, 2001
润滑剂的分类
相应的各组润滑油名称如下： - 液压油 - 主轴轴承油 - 防锈油 - 润滑脂 - 冷冻机油 - 汽轮机油 - 导轨油
添加剂
添加剂类型 合物

目的
典型的化
抗磨剂 减少摩擦和磨损 合物、ZDDP
磷、硫、Cl化
(二烃基二硫化磷酸锌)


January 29, 2001
清净剂 防止表面沉积 钠、钙、镁化 合物、磺化物 分散剂 保持不溶物的悬浮 酯
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添加剂
添加剂类型 化合物

January 29, 2001
- 内燃机油 - 金属加工油(液) - 齿轮油 - 压缩机油 - 真空泵油 - 热传导油 - 全损耗系统油
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工业润滑油的粘度分类
ISO - 国际标准协会
• ISO 将工业润滑油的黏度进行分类 • 黏度等级 VG 2~3200 (cSt @ 40C) • 运动黏度单位：mm2/s ，cSt，厘斯，厘沲
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低温流动性 水的分离性 粘度稳定性 氧化稳定性 沉积物的控制 密封的相容性 磨损保护 防锈保护 毒性
January 29, 2001 Lorem ipsum dolor della 6
润滑油的组成
X
X
X
X
X
x
基础油
添加剂
润滑油产品
January 29, 2001
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金属性的清洁剂 无灰的清洁剂 抗氧化剂 抗磨剂 防锈剂
Lubricant Type 润滑油种类
自动排挡油 轮轴油 液压油 齿轮油 透平油 金属加工油
防腐剂
磨擦改良剂 极压添加剂
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消泡剂 黏度指数改良剂
降凝剂 密封物膨胀剂
January 29, 2001
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分子量为250~1000的烃分子组成
• 基础油精制的目的在于： - 从基础油混合物中提炼出理想的润滑油组分 - 将非理想组分转化为理想组分
January 29, 2001
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矿物基础油成分
链烷烃 环烷烃/芳香烃
矿物油
基础油中也含有硫、氧、氮、金属化合物，如:
工业润滑油和润滑脂的分类
January 29, 2001
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润滑剂的分类
ISO 6743/0 根据应用场合将润滑剂和相应产品分类为以下各组： A 全损耗系统 B 脱模 N 电器绝缘 P 风动工具 Q 热传导 R 暂时保护防腐蚀 T 汽轮机 U 热处理 X 用润滑脂的场合
配方取舍的两难
VI 改良剂 清洁剂
较好的粘度 引擎干净
发动机的沉积 剪切变稀 多灰分 提前点火 空气释放性差
抗泡剂
较少泡
January 29, 2001
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降凝剂
• 低温时, 基础油中的蜡质结晶析出, 析出更大的晶体, 使油品固化 • 降凝剂作用于结晶过程, 使蜡质形成小的晶体, 因此基础油在低温时 仍然保持流动 • 降凝剂用于降低基础油的倾点
January 29, 2001
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工业齿轮油分类
AGMA - 美国齿轮制造商协会
• 描述符合 ISO 黏度级别的齿轮油黏度
• 齿轮油分四大类: - 防锈抗氧 - 极压 - 复合
- 合成
January 29, 2001
滑动表面 添加 剂膜 静止表面
January 29, 2001
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清净剂
• 清净剂的极性端附着在沉积物上, 将其从金属表面移去,
使金属表面清洁
• 在高碱性清净剂中, 极性端呈碱性, 中和燃烧形成的酸 极性端 亲油端
MCO3
SO3
添加剂
高碱性成分
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无降凝剂
静止
晶 体 生 长
晶体形成
有降凝剂
January 29, 2001
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抗乳化剂和抗泡剂
抗乳化剂
• 改变油和水之间的表面张力的特殊添加剂
• 可促使油和水迅速分离
抗泡剂
• 改变油/气界面的表面张力的特殊添加剂
• 可促使油品表面气泡迅速破裂
January 29, 2001
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注意
原则上，除轧制油外，我们不主张在
其它的成品油中加入添加剂，那会破坏油 中我们所精心配制的基础油与添加剂的化 学平衡配方
January 29, 2001
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January 29, 2001
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ISO粘度分类
ISO VG 中心值 KV 40C, mm2s-1 ISO VG 2 ISO VG 3 ISO VG 5 ISO VG 7 ISO VG 10 ISO VG 15 ISO VG 22 ISO VG 32 ISO VG 46 ISO VG 68 2.2 3.2 4.6 6.8 10 15 22 32 46 68 范围, KV 40C 上限 1.98 2.88 4.14 6.12 9 13.5 19.8 28.8 41.4 61.2 下限 2.4 3.52 5.06 7.48 11 16.5 24.2 35.2 50.6 74.8 ISO VG 100 ISO VG 150 ISO VG 220 ISO VG 320 ISO VG 460 ISO VG 680 ISO VG 1000 ISO VG 1500 ISO VG 2200 ISO VG 3200 ISO VG 中心值 KV 40C, mm2s-1 100 150 220 320 460 680 1000 1500 2200 3200 范围, KV 40C 上限 90 135 198 288 414 612 900 1350 1980 2880 下限 110 165 242 352 506 748 1100 1650 2420 3520
January 29, 2001
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抗氧化剂
油品抗氧化性的提高
• 基础油的选择
• 基础油的炼制方法
• 添加氧化抑制剂
• 在使用过程中，对油品及设备的良好维护(如防止油品污染、 过热)可最大限度地减缓氧化过程
January 29, 2001
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溶剂脱蜡 加氢精制
倾点 颜色 硫
低温流动性 外观 (氧化稳定性，抗乳化性)
January 29, 2001
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矿物基础油的精制目的
• 矿物基础油是一种非常复杂的混合物，由几百种分子大小和形状
不同的烃类和少量非烃类物质
• 润滑油范围内的烃类，由碳原子数为20~70，
January 29, 2001 Lorem ipsum dolor della
油
醇,醛,酮 有机酸等
聚合物
漆膜 油泥 胶质
抗氧化剂
• 抗氧化剂是一种添加剂，少量地加入石油产品中可以提
高油品的抗氧化性，从而延长油品的储存及使用寿命
• 抗氧化剂的三种作用机理： 1) 与过氧化物发生反应, 形成稳定性的无害化合物 2) 分解过氧化物 3) 将氧化催化剂(金属或金属离子)转变成惰性成分
熔焊 熔焊
熔焊
熔焊
低温时蜷缩, 呈球状, 易于流动
高温时伸展, 相互缠绕, 阻止流动
January 29, 2001
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粘度指数改良剂
粘度指数改良剂用以减少因温度的改变产生的粘度变化
100 90 80 70 60
温度加温时 起作用加稠
50 40 30 20 10
什么是溶剂萃取？
溶剂
提余液
基础油
提取液
January 29, 2001
非理想成分 理想成分 Lorem ipsum dolor della
基础油生产过程
生产工艺
蒸馏
控制指标
粘度 挥发性
对产品质量的影响
粘度，挥发性 (闪点，颜色)
溶剂精制(萃取)
粘度指数
饱和物
高温粘度/低温粘度
氧化稳定性 (颜色稳定性)
防锈蚀剂
• 防锈剂的极性端吸附在金属表面上, 形成一层薄膜 • 长尾部使防锈剂溶于油中, 并阻止腐蚀性化合物与金属 表面发生反应
油溶性尾部 极性头部
金属表面
January 29, 2001
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粘度指数改进剂
• 粘度指数改进剂用于改进油品的粘温特性 • 在高剪切区域, 例如轴承, 不良的粘度指数改进剂被剪 切而断裂, 导致粘度指数和粘度的降低 • 用于需要高粘度指数的场合, 如温度范围宽广的油品
0
100 90 80 70 60
冷温时不起 作用不增稠
50 40 30 20 10
0wk.baidu.com
January 29, 2001
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剪切力对粘度指数改良剂的影响
暂时粘度损失 一般剪切力时
被挤推，分开，暂时性变稀 高剪切力时 永久粘度损失
碾碎，断裂，永久性变稀
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清净剂
清净剂的作用过程
汽缸壁
润滑油
活塞
沉积物
January 29, 2001
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分散剂
• 分散剂有极性端和亲油端 • 极性端自身吸附于氧化金属(如: 积炭和油泥)上并包围它, 而亲油端使之保持溶于油中, 这就防止了杂质在金属表面 上的聚集和黏附
琥珀酸 亲油端
聚胺酸
油泥
分散剂
极性端
分散作用过程
January 29, 2001
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抗氧化剂
• 所有石油产品都会氧化，导致油品组分的变化及性能的下降
• 在水、酸或者固体污染物的存在下，氧化 过程会因热、光的作用、金 属(如：铜)的催化作用而加速 • 油品氧化的危害： - 聚合物的沉积将形成油泥、漆膜和胶质，从而严重影响设备的运行 - 生成的有机酸会腐蚀金属部件 空气 热 过氧化物 抗氧化剂 稳定的化合物
石油的用途
炼油工艺流程
常压塔
燃油 减压塔
原油
精制塔 除蜡装置 加氢精制塔
最终产品 基础油
油渣 油渣 沥青
溶剂
溶剂 蜡
氢气 轻油
溶剂提取物
润滑油基础油的精制： 传统工艺：溶剂精制、溶剂脱蜡、白土补充精制 现代工艺：加氢补充精制、加氢处理、加氢降凝(裂化、异构化)
January 29, 2001 Lorem ipsum dolor della
S
January 29, 2001 Lorem ipsum dolor della
矿物基础油组分与性质
VI
正烷烃 很高
倾点
高
异烷烃
高
低
环烷烃
中等
低
芳香烃
低
低
January 29, 2001
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产品性能的特性
取决于基础油: 来自于添加剂 :
<
挥发性 降解性 热稳定性