润滑剂分析常用理化指标和意义之二

4.      破乳化性

乳化是一种液体在另一种液体中紧密分散形成乳状液的现象，它是两种液体的混合而并非相互溶解。

抗乳化则是从乳状物质中把两种液体分离开的过程。润滑油的抗乳化性是指油品遇水不乳化，或虽是乳化但经过静置，油-水能迅速分离的性能。

两种液体能否形成稳定的乳状液取决于两种液体之间的界面张力。由于界面张力的存在，分散相总是倾向于缩小两种液体之间的接触面积以降低系统的表面能，即分散相总是倾向于由小液滴合并大液滴以减少液滴的总面积，乳化状态也就是随之而被破坏。界面张力越大，这一倾向就越强烈，也就越不易形成稳定的乳状液。

润滑油与水之间的界面张力随润滑油的组成不同而不同。深度精制的基础油以及某些成品油与水之间的界面张力相当大，因此，不会生成稳定的乳状液。但是如果润滑油基础油的精制深度不够，其抗乳化性也就较差，尤其是当润滑油中含有一些表面活性物质时，如清净分散剂、油性剂、极压剂、胶质、沥青质及尘土粒等，它们都是一些亲油剂和亲水基物质，它们吸附在油水表面上，使油品与水之间的界面张力降低，形成稳定的乳状液。因此在选用这些添加剂时必须对其性能作用作全面的考虑，以取得*的综合平衡。

对于用于循环系统中的工业润滑油，如液压油、齿轮油、汽轮机油、，油膜轴承油等，在使用中不可避免地和冷却水或蒸汽甚至乳化液等接触，这就是要求这些油品在油箱中能迅速油-水分离（按油箱容量，一般要求6-30min分离），从油箱底部排出混入的水分，便于油品的循环使用，并保持良好的润滑。通常润滑油在60℃左右有空气存在并与水混合搅拌的情况下，不仅易发生氧化和乳化而降低润滑性能，而且还会生成可溶性油泥，受热作用则生成不溶性油泥，并剧烈增加流体粘度，造成堵塞润滑系统、发生机械故障。因此，一定要处理好基础油的精制深度和所用添加剂与其抗乳化剂的关系，在调合、使用、保管和贮运过程中亦要避免杂质的混入和污染，否则若形成了乳化液，则不仅会降低润滑性能，损坏机件，而且易形成油泥。另外，随着时间的增长，油品的氧化、酸性的增加、杂质的混入都会使抗乳化性的变差，用户必须及时处理或者更换。

乳化性是内燃机油、汽轮机油、油膜轴承油等油品zui不需要的，但又是饱和汽缸油、乳化液压油、切削油等油品极需要的。从节约能源的角度，金属加工用的乳化油本身就需要加入乳化剂，使乳化油具有良好的乳化安定性。

润滑油抗乳化性能测定法：目前被广泛采用的抗乳化性测定方法有两个方法。GB/T 7305是石油和合成液抗乳化性能测定法，本方法与ASTMD1401等效。本方法适用于测定油、合成液与水分离的能力。它适用于测定40℃时运动粘度为30-100mm2/s的油品，试验温度为（54±1）℃。它可用于粘度大于100mm2/s油品，但试验温度为（82±1）℃。其他试验温度也可以采用，例如25℃。当所测试的合成液的密度大于水时，试验步骤不变，但这时水可能浮在乳化层或合成液上面。GB/T 8022是润滑油抗乳性能测定法，本方法与ASTMD2711方法等同采用。本方法是用于测定中、高粘度润滑油与水互相分离的能力。本方法对易受水污染和可能遇到泵送及循环湍流而产生油包水型乳化液的润滑油抗乳化性能的测定具有指导意义。

5．水分

润滑油中含水的质量称为水分，水分测定按GB/T 260-88石油产品水分测定法确定。

润滑油中的水分一般呈三种状态存在：游离水、乳化水和溶解水。一般来说，游离水比较容易脱去，而乳化水和溶解水就不易脱去。

润滑油中水分的存在，会促使油品氧化变质，破坏润滑油形成的油膜，使润滑油效果变差，加速有机酸对金属的腐蚀作用，锈蚀设备，使油品容易产生沉渣，而且会使添加剂（尤其是金属盐类）发生水解反应而失效，产生沉淀，堵塞油路，妨碍润滑油的循环和供应。不仅如此，润滑油的水分，在使用温度低时，由于接近冰点使润滑油流动性变差，粘温性变坏；而使用温度高时，水会汽化，不但破坏油膜而且产生气阻，影响润滑油的循环。另外，在个别油品例如变压器油中，水分的存在会使介电损失角急剧增大，而耐电压性能急剧下降，以至引起事故。

总之，润滑油中水分越少越好，因此，用户必须在使用、储存中应精心保管油品，注意使用前及使用中的油料脱水。

检查润滑油中是否有水，有几个简单方法：（1）用试管取一定量的润滑油，如发现油变浑浊甚至乳化，由透明变为不透明，可认为油中有水分，将试管加热，如出现气雾或在管壁上出现气泡、水珠或有“劈啪”的响声，可认为油中有水分；（2）取一条细铜线，绕成线圈，在火上烧红，然后放入装有试油的试管中，如有“劈啪”响声，认为油中有水分；（3）用试管取一定量的润滑油，将少量硫酸铜（无水，白色粉沫）放入油中，如硫酸铜变为蓝色，也表示润滑油中有水分。

GB/T 260-77石油产品水分测定法的测定原理是利用蒸馏的原理，将一定量的试样和无水溶剂混合，在规定的仪器中进行蒸馏，溶剂和水一起蒸发出并冷凝在一个接受器中不断分离，由于水的密度比溶剂大，水便沉淀在接受器的下部，溶剂返回蒸馏瓶进行回流。根据试样的用量和蒸发出水分的体积，计算出测定结果。当水的质量数少于0.03%时，认为是痕迹；如果接受器中没有水，则认为试样无水。

6．泡沫性

泡沫特性指油品生成泡沫的倾向及泡沫的稳定性。润滑油在实际使用中，由于受到振荡、搅动等作用，使空气进入润滑油中，以至形成气泡。因此要求评定油品生成泡沫的倾向性（ml）和泡沫稳定性（ml）。

这个项目主要用于评定内燃机油和循环用油（如液压油、压缩机油、齿轮油等）的起泡性。润滑油产生泡沫具有以下危害：1.大量而稳定的泡沫，会使体积增大，易使油品从油箱中溢出；2.增大润滑油的压缩性，使油压降低。如液压油是靠静压力传递功的，油中一旦产生泡沫，就会使系统中的油压降低，从而破坏系统中传递功的作用。3.增大润滑油与空气接触面积，加速油品的老化。这个问题对空压机油来说，尤为严重。4.带有气泡的润滑油被压缩时，气泡一旦在高压下破裂，产生的能量会对金属表面产生冲击，使金属表面产生穴蚀。有些内燃机油的轴瓦就出现这种穴蚀现象。5.气泡的产生使循环系统的油箱的润滑油易溢出。

润滑油容易受到配方中的活性物质如清净剂、极压添加剂和腐蚀抑制剂的影响，这些添加剂大大地增加了油的起泡倾向。润滑油的泡沫稳定性随粘度和表面张力而变化，泡沫的稳定性与油的粘度成反比，同时随着温度的上升，泡沫的稳定性下降，粘度较小的油形成大而容易消失的气泡，高粘度油中产生分散的和稳定的小气泡。为了消除润滑油中的泡沫，通常在润滑油中加入表面张力小的消泡剂如甲基硅油和非硅消泡剂等。

在我国，润滑油的泡沫特性可按GB/T12579润滑油泡沫特性测定标准方法、SH/T 0722-2002 润滑油高温泡沫特性测定法进行试验，先恒温至规定温度，再向装有试油的量筒中通过一定流量和压力的空气，记下通气5分钟后产生的泡沫体积（ml）和停气静止10分钟后泡沫的体积（ml）。泡沫越少，润滑油的抗（消）泡性越好。美国和日本分别用ASTM D892、JIS K2518标准方法评定。

航空润滑油可按GJB498-88航空涡轮发动机油泡沫特性测定法（静态泡沫试验），其方法概要是：向在24±0.5℃和93±0.5℃下恒温的两个泡沫试验量筒中的润滑油通入规定量的净化空气，通气5分钟后记下泡沫的体积，静置10分钟后再记录泡沫体积，93℃通气试验完毕后的试样在室温下冷却至43℃，再放入24±0.5℃恒温浴中，测其在该温度下的泡沫倾向和泡沫稳定性，整个试验必须在3小时内完成。

7．润滑油的低温性能（CCS、BPT）

低温粘度测定法：用来测定发动机油在高剪切速率下、-50～-30℃时的低温粘度。所得结果与发动机的启动性有关。我国标准试验方法有GB/T 6538-86发动机油表观粘度测定法（冷启动模拟机法）。本试验方法是试验内燃机油的低温表观粘度。在保持规定温度的仪器转子和定子间充满试油，由直流电机驱动，测定转子的转数，通过转数与粘度的函数关系，由此求得油品在该温度时的表观粘度。国外标准试验方法有美国ASTM D 2602发动机润滑油低温下表观粘度测定法（CCS）。

低温泵送性测定法（BPT）：用来预测发动机油在低剪切速率下、-40～0℃0范围内的边界泵送温度。我国标准试验方法有GB/T 9171-88发动机油边界泵送温度测定法。本法规定将试油由80℃用10h冷却到试验温度，恒温冷却共16h，然后在旋转粘度计上，逐渐施加规定的扭矩，并测出转动速度，再计算该温度的屈服应力和表观粘度。 从三个以上的温度点的结果算出临界泵送温度。国外标准试验方法有美国ASTM D3830发动机润滑油边界泵送温度测定法（MRV）。