合成润滑油基础知识讲座之六

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 文章编号 :100223119 (2000) 0520061204 合成润滑油基础知识讲座之六 唐俊杰 (中国石化石油化工科学研究院 ,北京 100083) 中图分类号 : TE626. 3 　文献标识码 :A 8 . 3 　低温及难燃液压油 液压油是液压系统实现能量传递、转换和控制 的工作介质 ,此外 ,它还担负着系统的润滑、防锈、防 腐和冷却等作用。液压油性能的优劣将直接影响到 系统动作的灵活、准确和可靠。液压油的性能 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 是根据液压系统的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 参数、运行状况、液压泵的结 构和工作环境确定的。一个性能优良的液压油应具 有适宜的粘度和良好的粘温性能 ,优良的低温性能 , 热氧化安定性好 ,具有优良的极压抗磨性 ,破乳化性 与水解安定性好 ,起泡性低和空气释放性好 ,过滤性 好等重要性能。此外 ,为保证液压系统正常和稳定 工作 ,液压油应具有良好的防锈和防腐性 ,与弹性 体、涂料和密封材料的相容性 ,在长期工作中粘度保 持稳定 ,即优良的剪切稳定性。液压油的需求量约 占工业润滑油的一半 ,其中用量最大的是 HL 型抗 氧防锈油。一般用矿物润滑油调制的液压油即可满 足大多数液压系统工作的性能要求 ,但在寒区和严 寒区冬季野外作业的液压系统要求使用低温液压 油 ,而靠近明火工作的液压系统则要求使用难燃液 压油。 8. 3. 1 　低温液压油 在寒区及严寒地区冬季野外作业的液压系统要 求使用低温下能顺利启动的液压油 ,也就是液压油 的倾点要低 ,低温粘度要小。低温液压油分 L2HV 和 L2HS 二档 ,L2HV 低温液压油使用于寒区 ,要求 在 - 25 ℃下能顺利启动 ,倾点要求在 - 30 ℃以下。 采用低粘度矿油基础油加稠化剂可以得到这类产 品 ,但由于基础油的馏分轻 ,因此闪点低 ,蒸发损失 大 ,高温性能不理想。加入的稠化剂在长期使用中 被剪切降解 ,使粘度变小。L2HS 低温液压油使用于 严寒地区 ,要求在 - 40 ℃下能顺利启动 ,倾点一般 要求低于 - 40 ℃,用矿物油不可能达到这样的低温 性能要求 ,只能用合成油来调配。 在工业上用于调配低温液压油的合成油主要是 聚α2烯烃油和烷基苯 ,它们具有优良的低温性能和 较高的粘度指数。硅油和硅酸酯类合成油虽然低温 性能及粘温性能更好 ,但硅油的润滑性差 ,硅酸酯的 水解安定性差 ,以及价格高 ,只能在某些军工产品上 应用。 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 821 列出了几种低温液压油低温性能的比 较。 表 821 　几种低温液压油低温性能的比较 项　　目 矿物油 矿油 + 稠化剂 聚α2烯烃油 烷基苯油 粘度/ mm2·s - 1 98. 9 ℃ 9. 52 9. 96 9. 74 3. 94 37. 8 ℃ 33. 55 32. 47 32. 47 13. 50 - 17. 8 ℃ - 1017 866 214 - 34. 4 ℃ 固化 9630 4329 943 倾点/ ℃ - 17. 8 - 48 - 65 - 62 泵启动最低温度/ ℃ - 17. 8 - 28. 9 - 34. 4 - 45 8. 3. 2 　难燃液压油 液压系统在高压和较高的温度下工作 ,使用石 油基液压油往往会由于油品的喷漏引起着火事故 , 造成严重的经济损失及操作人员的伤亡。另外 ,航 空、航天及舰艇的一些要求安全系数高的液压系统 也必须使用难燃液压油。目前 ,难燃液压油主要类 型包括 :磷酸酯型、脂肪酸酯型、合成烃型、水 - 乙二 　收稿日期 :1999 - 03 - 03。 　作者简介 :唐俊杰 (1937 - ) ,男 ,教授级高工 ,1961 年毕业于前苏 联门捷列夫化工大学燃料系石油化学合成专业 ,现在石油化工科 学研究院 ,长期从事工业润滑油、合成润滑油产品及有机精细化学 品的开发、研制及应用 ,科研成果曾多次获原中国石化总公司科技 进步奖 ,享受政府特殊津贴 ,公开发表论文 20 余篇。 2000 年 10 月 Oct . 2000 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 润 　滑 　油 Lubricating Oil 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 第 15 卷第 5 期 Vol. 15 ,No. 5 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 醇型、乳化液及高水基液等。其中占主导地位的是 磷酸酯型、水 - 乙二醇型和高水基液等。在国外 ,经 过几十年的发展 ,目前各类难燃液压油品已广泛地 应用到冶金、机械制造、发电、采矿、制铝、汽车制造 及军工部门 ,取得了明显的经济效益和社会效益。 美国、日本、英国等都有生产难燃液压油品的专业生 产厂和公司 ,其产品已经系列化和商业化。据不完 全统计 ,美国、日本和西欧难燃油的用量 ,70 年代已 达到了 3 万 t 以上 ,到 90 年代已接近 4 万 t 。 在 40 年代 ,磷酸酯作为难燃油首先问世 ,在飞 机的液压系统和航空母舰的飞机起飞弹射器中被使 用。通常用作难燃油的磷酸酯是正磷酸酯 ,包括三 芳基磷酸酯、三烷基磷酸酯和烷基芳基磷酸酯。磷 酸酯具有优秀的抗磨性和抗燃性 ,良好的氧化安定 性和低的挥发性 ,适合高温、高压下使用。但此类产 品价格较贵 ,对密封材料和涂料要求苛刻 ,废油的处 理对环境有不利影响。磷酸酯难燃油经过几十年的 发展已形成航空和民用两大系列产品和专业生产公 司。磷酸酯航空难燃液压油根据不断发展的需要已 经从 Ⅰ型油发展到 Ⅳ型油 ,主要用于大型喷气客机 的液压系统。 50 年代初 ,研制出了水 - 乙二醇难燃液压油 , 作为磷酸酯的廉价代用品 ,水 - 乙二醇液体具有好 的平衡性 ,它比乳化液稳定 ,比磷酸酯价格便宜 ,废 液易处理 ,非金属材料容易配套 ,所以水 - 乙二醇在 各类难燃液体中是发展最快 、应用最广的一种难燃 油品。它和磷酸酯是目前在各类难燃油中起主导作 用的两类产品。水 - 乙二醇难燃油通常由三部分组 成 : ⑴40 %左右的去离子水 ; ⑵40 %左右的乙二醇、 丙二醇或它们的二聚物 ; ⑶水溶性的稠化剂、油性 剂、防锈剂、消泡剂、p H 调节剂等。聚醚在水 - 乙二 醇难燃液中用作增粘剂 ,水溶性聚醚通常是环氧乙 烷 - 环氧丙烷的共聚物 ,分子量大约为 20000～ 40000。水 - 乙二醇难燃液主要用在冶金、机械制 造、塑料加工、玻璃成型、火力发电、汽车制造及军用 装备领域。其中冶金行业用量最大、范围最广。表 822 是矿油与各类难燃液压液的主要性能比较。 表 822 　矿油与各类难燃液的主要性能比较 油类性能 矿　油 水 - 乙二醇 乳化液 O/ W W/ O 磷酸酯 脂肪酸酯 难燃性 劣 优 优 优 优 良 润滑性 优 良 不良 良 优 优 抗腐蚀性 优 良 不良 良 良 良 防锈性 优 良 不良 良 优 优 常用压力/ MPa 叶片泵 35 14 7 14 35 35 柱塞泵 35 25 14 25 35 35 密封材料适应性 大部分橡胶适应 丁腈、顺丁、 乙丙、氟胶适 应 丁腈胶适应 丁腈胶适应 顺丁、乙丙、氟、硅胶适应 大部分橡胶 适应 塑料的适应性 优 良 良 良 不良 良 混入水分对性 　能的影响 润滑性 中 小 小 小 大 大 防锈性 中 小 小 小 大 大 稳定性 中 小 小 小 大 大 与矿油混合稳定性 - 不良 不良 不良 不良 良 保管 易 易 难 难 易 易 寿命 长 长 短 短 长 长 　　聚α2烯烃油和脂肪酸酯与矿物油相比具有较高 的闪点和燃点 ,用它们制备的难燃液压液在高温和 明火的条件下还是会发生燃烧 ,但比矿物油相对温 度要高。采用聚α2烯烃油制备的性能满足 M IL2H2 83282 规格的合成烃航空难燃液压油具有优良的低温性能 ,较高的闪点和燃点 ,一直是美军的重要油品。用高碳脂肪酸酯制备的工业难燃液压液在许多工业部门也被采用。 26　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　润 　滑 　油 　　　　　　　　　　　　　　　　　　2000 年第 15 卷 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 8 . 4 　高温及长寿命齿轮油 对于齿轮油来说 ,主要应具有好的耐负荷性、抗 磨性、热安定性和优良的粘温性能。齿轮油的润滑 性主要靠加入极压、抗磨添加剂来达到。早期使用 的是硫氯型添加剂 ,到 50 年代的硫氯铅型和 60 年 代的硫磷氯锌型 ,发展到现在普遍采用硫磷或硫磷 氮型添加剂。最近又在油中加入摩擦改进剂 ,以进 一步降低摩擦 ,达到节能的目的。基础油对齿轮油 的粘温性能及氧化安定性起着重要作用 ,尤其是寒 区用的齿轮油要求优良的低温性能。另一方面 ,材 料科学和齿轮加工技术的发展 ,使齿轮设计不断趋 于小型化。表面处理技术和齿面抛光、湿磨技术等 使齿轮的承载能力提高了 9～10 倍 ,重量却降低 5 ～6 倍。齿面比负荷增大 ,油池体积减小 ,齿轮油的 工作温度明显提高。而矿物油的使用温度受到限 制 ,使不少齿轮箱必须在水冷循环下工作 ,迫切需要 能长期在较高温度下工作的齿轮油。与矿物油相 比 ,合成齿轮油具有下列优点 : ⑴矿物油的最高使用温度一般不超过 93 ℃,而 现代齿轮传动箱运转时的最高温度可达 120～130 ℃,采用合成齿轮油可满足长期高温工作的要求。 ⑵合成齿轮油比矿油齿轮油的粘度指数高 ,40 ℃粘度相同的齿轮油 ,在齿轮运转油温升高时 ,合成 齿轮油比矿油齿轮油的粘度大 ,可提供更厚的油膜 , 避免齿面发生干摩擦。 ⑶降低能耗。合成齿轮油比矿油齿轮油具有更 好的润滑性 ,可以用相对低的粘度满足润滑要求 ,减 少齿轮运动阻力。 ⑷合成齿轮油凝点低 ,低温粘度小 ,可不用稠化 剂调制出高低温性能优良的车辆齿轮油 ,可在寒区 和严寒区野外直接启动不需要加热。在运转中粘度 稳定。 ⑸合成齿轮油具有高的热安定性和对氧化产物 的溶解性 ,不仅合成齿轮油使用温度高、寿命长 ,而 且齿面清洁 ,减少齿面的粘着磨损。 用作合成齿轮油的基础油主要有聚α2烯烃油、 聚醚和酯类油。聚α2烯烃油可制备出极高粘度的工 业齿轮油 ,例如 40 ℃粘度达 1000 mm2/ s 的 N1000 工业齿轮油。也可以制备出倾点低、低温性能优良 的齿轮油品种。聚醚加入极压、抗磨添加剂后 ,是一 种理想的齿轮润滑剂 ,适用于球磨机、粉碎机、辗压 机和采矿设备的各种正齿轮、伞齿轮和蜗轮蜗杆的 润滑。酯类油的粘度范围和润滑性能均稍差于聚 醚。仅用于航空齿轮、仪器仪表、钟表、手表齿轮传 动 ,或与聚α2烯烃油调合应用。表 823 列出了聚α2 烯烃、聚醚型工业齿轮油与矿油齿轮油的主要性能 对比。 表 824 　聚α2烯烃、聚醚型工业齿轮油与矿油齿轮油的主要性能对比 项　　目 矿油型 N150 N220 N680 聚α2烯烃 N150 N220 N680 N1000 聚醚型 N150 N220 粘度/ mm2·s - 1 　100 ℃ 15. 0 17. 8 33. 6 18. 7 26. 6 62. 1 77. 4 22. 0 30. 0 40 ℃ 135～150 198～220 612～680 143 220 650 960 161 224 粘度指数 95 95 95 150 152 165 158 173 164 倾点/ ℃ - 23 - 18 - 7 - 48 - 45 - 34 - 28 - 30 - 30 闪点/ ℃ 207 216 232 245 250 250 250 280 280 密度/ g·cm - 3 0. 895 0. 900 0. 920 0. 860 0. 870 0. 890 0. 870 1. 010 1. 010 8 . 5 　无积炭压缩机油 空气压缩机在国民经济的各个领域应用非常广 泛。使用较广的为往复式和旋转式两大类。往复式 压缩机中润滑油主要用于润滑轴承、汽缸 ,也用于密 封汽缸与活塞之间的微小间隙。压缩机油的主要工 作温度在 60～70 ℃之间。70 年代初期开始 ,空气 压缩机逐步由往复式向旋转式方向发展 ,这是由于 旋转式压缩机结构简单 ,运转平稳 ,投资和安装费用 低 ,体积小 ,重量轻 ,维修费用低和噪声小 ,因此发展 很快。用于旋转式压缩机的润滑油的要求比用于往 复式压缩机的要高 ,它除起到润滑和密封作用外 ,还 起到冷却压缩空气之作用。旋转式压缩机的润滑油 必须具有合适的粘度 ,优良的抗氧化性能 ,不乳化 , 并能有效地防止钢和铜的腐蚀 ,泡沫性要小 ,热安定 36第 5 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　唐俊杰. 合成润滑油基础知识讲座之六 　　　　　　　　　　　　　　　　 © 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 性要高 ,并与结构材料相容。用矿物润滑油时 ,往往 会产生积炭 ,使用寿命很短 ,一般只有 500～1500 h。 用于旋转式压缩机油的合成润滑油主要有 :双 酯、聚α2烯烃和聚醚。表 824 列出了各种合成基础 油作为空气压缩机油的优缺点比较。 表 824 　各种合成基础油作为空气压缩机油的优缺点比较 合成油类型 热安定性 润滑性 粘度指数 橡胶相容性 制造商意见 矿物油 中等 好 中等 很好 可用 硅油 很好 中等 优 好 差 磷酸酯 好 好 差 差 中等 双酯 优 很好 优 除丁腈胶外其余好 好 聚醚 中等 好 好 中等 中等 合成烃 很好 好 好 好 中等 　　用聚α2烯烃制备的空气压缩机油具有较好的热 安定性、氧化安定性、水解安定性 ,与材料相容性好 , 与矿油压缩机油相比 ,具有积炭少、使用寿命长的优 点 ,但聚α2烯烃对橡胶有收缩作用 ,需加入一定量的 橡胶膨胀剂。双酯型压缩机油具有氧化安定性好、 挥发性低、积炭少、润滑性好的优点 ,但双酯的水解 安定性差 ,对许多材料有溶胀作用。聚醚润滑性优 于矿物油 ,挥发性低 ,但它金属表面的润湿性差 ,不 易覆盖在金属表面上 ,使在湿热条件下工作的金属 表面锈蚀。聚醚与酯类油混合可以克服上述缺点。 聚醚还有对氢气和烃类气体溶解度小的特点 ,用聚 醚制备的压缩机油用于聚乙烯装置上的高压和超高 压压缩机内的润滑 ,可防止压缩机油污染聚乙烯产 品。聚醚压缩机油亦用于丙烷制冷压缩机、烃气回 收压缩机、天然气、二氧化碳等气体压缩机上。表 825 列出了各类压缩机油的性能对比。 表 825 　各类压缩机油的性能对比 项　　　　目 矿油型 聚α2烯烃型 双酯型 聚醚型 粘度/ mm2·s - 1 　100 ℃ 46. 0 6. 85 8. 0 42. 4 40 ℃ 6. 65 43. 37 42. 0 222 粘度指数 95 114 160 245 倾点/ ℃ - 9 - 58 - 60 - 50 闪点/ ℃ 185 229 230 235 残炭/ % 0. 07 0. 014 0. 02 - 2001 年《精细石油化工》征订启事 　　《精细石油化工》是经国家科委批准 ,由中国石化天津石化公司主办的国内外公开发行的技术刊 物( ISSN 1003 - 9384 ;CN 12 - 1179 ;广告经营许可证号 :1201094000008) ,属化工类核心期刊。主要 报道油田化学品、日用化工产品、纺织染整助剂、催化剂、胶粘剂、表面活性剂、合成材料助剂、炼油精 细化学品 ,及有关中间体等方面的市场动向 ,生产应用进展和科技成就。设有“专辑”,“研究与开发”、 “综述”、“ 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 与测试”、“国内外动态”等栏目 ,是从事精细石油化工的科技人员、经营管理干部以及院 校师生必不可少的、适应性强的科技读物。本刊欢迎国内外厂商刊登广告 ,价格优惠。 《精细石油化工》为双月刊 ,大 16 开 64 页 ,每本定价 5. 00 元 ,全年 6 期 30. 00 元。本刊邮发代号 18 - 125 ,列入邮局全国期刊征订 目录 工贸企业有限空间作业目录特种设备作业人员作业种类与目录特种设备作业人员目录1类医疗器械目录高值医用耗材参考目录 河北省栏 ,全国各地邮局均可订阅 ,如邮局漏订 ,可与河北省廊 坊市邮政局报刊发行公司 (廊坊市广阳道 1 号 ,邮编 065000) 办理补订手续。欢迎订阅。 编辑部地址 :天津大港区天津石化公司内《精细石油化工》编辑部。 邮　　编 :300271 　　电　　话 : (022) 63804759 　　传　　真 : (022) 25990909 46　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　润 　滑 　油 　　　　　　　　　　　　　　　　　　2000 年第 15 卷