潤滑油的基本原理-天然氣壓縮機(jī)知識(shí)分享

1、潤滑油的基本原理-天然氣壓縮機(jī)潤滑油的功能冷卻潤滑油的功能冷卻S實(shí)物實(shí)物S液體液體 (粘度粘度)S熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo) (穩(wěn)定穩(wěn)定, 沉積沉積)潤滑油的功能潤滑油的功能 清凈清凈S流體性流體性(粘度粘度)S穩(wěn)定性穩(wěn)定性S乳化性乳化性S清凈性清凈性S潤滑性潤滑性潤滑油的功能密封潤滑油的功能密封S粘度粘度w(可溶解性與穩(wěn)定度可溶解性與穩(wěn)定度) = 效率效率S潤滑性潤滑性 潤滑油的功能潤滑潤滑油的功能潤滑S粘度粘度w互溶性互溶性w溶解度溶解度S潤滑性潤滑性w化學(xué)的結(jié)構(gòu)性化學(xué)的結(jié)構(gòu)性w添加劑添加劑沖擊潤滑油的有效性沖擊潤滑油的有效性 主要因素主要因素S粘度粘度S穩(wěn)定性穩(wěn)定性S滑潤性滑潤性影響潤滑界面的主要因素

2、影響潤滑界面的主要因素S粘度粘度S負(fù)載負(fù)載S速度速度負(fù)載負(fù)載速度速度粘度粘度潤滑界面的摩擦系數(shù)潤滑界面的摩擦系數(shù)（邊界（邊界 / 彈液動(dòng)彈液動(dòng) / 液動(dòng)液動(dòng) 三區(qū)的潤滑定義）三區(qū)的潤滑定義）液動(dòng)潤滑液動(dòng)潤滑 彈液動(dòng)潤滑彈液動(dòng)潤滑粘度粘度 x速度速度摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)邊界潤滑邊界潤滑粘度粘度S液動(dòng)的液動(dòng)的S 彈液動(dòng)的彈液動(dòng)的WNS磨損最小化磨損最小化S 效率最大化效率最大化粘度級(jí)別粘度級(jí)別 - ISO 級(jí)別級(jí)別工業(yè)潤滑油的工業(yè)潤滑油的ISO粘度級(jí)別系統(tǒng)粘度級(jí)別系統(tǒng)級(jí)別數(shù)級(jí)別數(shù)最小最小最大最大級(jí)別數(shù)級(jí)別數(shù)最小最小最大最大ISO 粘度粘度 (cSt, 40C) ISO粘度粘度 (cSt, 40C)21

3、.982.4210090.011054.145.06150135165109.0011.002201982421513.516.53202883522219.824.24604145063228.835.26806127484641.450.61,0009001,1006861.274.81,5001,3501,650粘度級(jí)別粘度級(jí)別- SAE 分級(jí)分級(jí)SAE粘度粘度 (cP) at粘度粘度 粘度粘度溫度溫度 (C)at 100C級(jí)別級(jí)別 最大最大最小最小最大最大 0W 3250 at -30 3.8 - 5W 3500 at -25 3.8 - 20W 4500 at -10 5.6 - 2

4、0 -5.6 9.3 30 -9.3 12.5 40 - 12.5 16.3 50 - 16.3 21.9潤滑油的粘度潤滑油的粘度-溫度特性溫度特性110100100010000100000-300306090120 150 180 210 240 270 300溫度溫度 (F)PAO ISO 68 (高粘度指數(shù)高粘度指數(shù))環(huán)烷烴環(huán)烷烴 ISO 68 (低低 粘度指數(shù)粘度指數(shù))粘度粘度 (cSt)粘度溫度的關(guān)系粘度溫度的關(guān)系粘度指數(shù)粘度指數(shù) (VI)VI = L - UL- HX100U:在在 40C未知油品的粘度未知油品的粘度L:在在 40C 粘度指數(shù)時(shí)油的粘度同時(shí)在粘度指數(shù)時(shí)油的粘度同時(shí)在

5、 100C 時(shí)與時(shí)與U粘度相粘度相等等H:在在100VI 的油品在的油品在 40C 時(shí)的粘度時(shí)的粘度 在在 100C 時(shí)與時(shí)與U粘度相等粘度相等40C100C粘度粘度UHL潤滑油的典型粘度指數(shù)潤滑油的典型粘度指數(shù)潤滑油的類型潤滑油的類型 粘度指數(shù)粘度指數(shù)礦物油礦物油 1,000,000酯類油酯類油110 500 4,900聚醚類（聚醚類（PAG）120 570 8,800硅油硅油 160 700 48,000S- 粘度粘度 - cSt 40C潤滑油與制冷劑的粘度溫度特性潤滑油與制冷劑的粘度溫度特性11010010000306090120150180210240270300溫度溫度 (F)粘度粘

6、度(cP)0% 稀釋稀釋10% 稀釋稀釋20% 稀釋稀釋PAG (ISO 68) and HFC 134a潤滑油與制冷劑的粘度溫度特性潤滑油與制冷劑的粘度溫度特性11010010000306090120150180210240270300溫度溫度 (F)粘度粘度 (cSt)0% 稀釋稀釋20% 稀釋稀釋10% 稀釋稀釋多元醇酯油（多元醇酯油（POE） (ISO 68) and HFC 134a總結(jié)總結(jié)S粘度通常是選擇潤滑油的首要考慮粘度通常是選擇潤滑油的首要考慮S高粘度指數(shù)的潤滑油相對(duì)溫度的變化較高粘度指數(shù)的潤滑油相對(duì)溫度的變化較低低S溫度和壓力能很明顯的改變潤滑油的粘溫度和壓力能很明顯的改變

7、潤滑油的粘度度S制冷劑的稀釋也能明顯的降低潤滑油的制冷劑的稀釋也能明顯的降低潤滑油的粘度粘度穩(wěn)定度穩(wěn)定度潤滑劑潤滑劑黑色沉淀黑色沉淀, 油泥油泥, 結(jié)膠結(jié)膠高溫高溫劣化劣化粘度增加粘度增加各種問題各種問題換油換油促進(jìn)潤滑油劣化的因素促進(jìn)潤滑油劣化的因素S溫度：溫度： 壓縮壓縮, 摩擦生熱摩擦生熱S氧氧: 空氣空氣S催化劑催化劑: 金屬表面金屬表面 (鐵粉鐵粉)金屬表面金屬表面氧氧熱熱潤滑油劣化的機(jī)構(gòu)潤滑油劣化的機(jī)構(gòu)起始階段起始階段RH - R傳播階段傳播階段 R + O2 - ROOROO + RH - ROOH + R最終階段最終階段2R - R-RR + ROO - ROOR2ROO -

8、ROOR (或或 酮酮 或酒精或酒精) + O2.一個(gè)簡單化的潤滑油劣化機(jī)構(gòu)一個(gè)簡單化的潤滑油劣化機(jī)構(gòu)ABPDEFA: 原始潤滑油原始潤滑油E: 油的蒸發(fā)成了汽態(tài)油的蒸發(fā)成了汽態(tài)B: 主要的劣化產(chǎn)物主要的劣化產(chǎn)物 (小的金屬加工產(chǎn)品小的金屬加工產(chǎn)品)F : 油油B的蒸發(fā)成了汽態(tài)的蒸發(fā)成了汽態(tài)P: 產(chǎn)品的聚合化產(chǎn)品的聚合化D: 產(chǎn)生無法溶解的油泥產(chǎn)生無法溶解的油泥, 膠質(zhì)膠質(zhì), 沉淀物沉淀物k2k1評(píng)估潤滑油穩(wěn)定度的實(shí)驗(yàn)方法評(píng)估潤滑油穩(wěn)定度的實(shí)驗(yàn)方法空氣空氣加熱加熱75 - 175C小時(shí)小時(shí) 月月S顏色的改變顏色的改變S酸的形成酸的形成 (總酸價(jià)總酸價(jià))S粘度增加粘度增加潤滑油潤滑油 評(píng)估潤滑油

9、的穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)方法評(píng)估潤滑油的穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)方法加熱加熱150 - 175C天天- 月月S顏色的改變顏色的改變S酸的形成酸的形成 (總酸價(jià)總酸價(jià))S金屬含量金屬含量S制冷劑與油交互作用制冷劑與油交互作用密封管密封管加熱加熱真空真空制冷劑制冷劑金屬金屬(Fe,Cu,Al)橡膠橡膠潤滑油的穩(wěn)定度潤滑油的穩(wěn)定度時(shí)間時(shí)間氧化氧化礦物油礦物油雙酯類雙酯類多元醇酯多元醇酯*溫度在溫度在 175C氧化穩(wěn)定度氧化穩(wěn)定度 溫度的函數(shù)溫度的函數(shù)10100100010000400350300250200溫度溫度(F)礦物油礦物油酯類油酯類油穩(wěn)定壽命穩(wěn)定壽命, 小時(shí)小時(shí)金屬的觸媒反映金屬的觸媒反映 在酯類油的氧化在酯類油的

10、氧化30405060708090100時(shí)間時(shí)間酯類油的剩余百酯類油的剩余百分比分比在在 225C下測試下測試銅銅鋁鋁鉛鉛鐵鐵潤滑油穩(wěn)定劑潤滑油穩(wěn)定劑S功能功能w中性自由基中性自由基w分解自由基分解自由基S化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)wmetal dithiocarbamatew zinc dithiophosphatew hindered phenolsw phenol sulfidew aromatic aminew thiadiazolew disalieylal-1,2-propane diamine抗氧化劑的有效性抗氧化劑的有效性30405060708090100時(shí)間時(shí)間 (小時(shí)小時(shí))酯類油剩余百

11、分比酯類油剩余百分比在在 200C下測試下測試酯酯+1% 芳香胺芳香胺（Aromatic Amine)無抗氧化劑無抗氧化劑510抗氧化劑消耗抗氧化劑消耗總結(jié)總結(jié)S高溫會(huì)使?jié)櫥土踊?，而形成油泥、高溫?huì)使?jié)櫥土踊纬捎湍唷?膠質(zhì)膠質(zhì)和沉淀物。和沉淀物。S氧和金屬表面（鐵粉）可以加速潤滑油的氧和金屬表面（鐵粉）可以加速潤滑油的劣化。劣化。S合成潤滑油如酯類油比礦物油更穩(wěn)定合成潤滑油如酯類油比礦物油更穩(wěn)定 (意味意味著更長的使用壽命著更長的使用壽命, 更少的換油更少的換油, 減低機(jī)械減低機(jī)械停機(jī)時(shí)間停機(jī)時(shí)間)。 S適當(dāng)?shù)倪x擇抗氧化劑可很明顯的改善潤滑適當(dāng)?shù)倪x擇抗氧化劑可很明顯的改善潤滑油的穩(wěn)定

12、度。油的穩(wěn)定度。潤滑性潤滑性S減低磨損減低磨損S減少摩擦減少摩擦* 避免了直接的金屬與金屬表面接觸避免了直接的金屬與金屬表面接觸表面粗度表面粗度軸承的接觸面軸承的接觸面潤滑機(jī)構(gòu)潤滑機(jī)構(gòu)在邊界潤滑的條件下在邊界潤滑的條件下AW/EP Additives Prevent Metal Contact抗磨損抗磨損/極壓極壓 添加劑防止金屬表面的接觸添加劑防止金屬表面的接觸四球磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)四球磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸高載荷高載荷*測試后測量磨損痕跡直徑測試后測量磨損痕跡直徑評(píng)估潤滑油的磨損屬性以及抗磨損評(píng)估潤滑油的磨損屬性以及抗磨損/ 極壓添加劑極壓添加劑的有效性的有效性Block-on-Ring（抗磨損試

13、驗(yàn)）抗磨損試驗(yàn)）線性接觸線性接觸中等載荷中等載荷測試后測量重量的損失和磨痕的寬度測試后測量重量的損失和磨痕的寬度評(píng)估潤滑油的磨損特性以及抗磨損評(píng)估潤滑油的磨損特性以及抗磨損/ 極壓添加劑極壓添加劑的有效性的有效性Pin & Vee Block（抗磨損試驗(yàn)）（抗磨損試驗(yàn)） 線性接觸線性接觸中等載荷中等載荷測試后測量重量的損失和磨痕的寬度測試后測量重量的損失和磨痕的寬度評(píng)估潤滑油的磨損特性以及抗磨損評(píng)估潤滑油的磨損特性以及抗磨損/ 極壓添加劑極壓添加劑的有效性的有效性典型的磨損載荷的行為圖典型的磨損載荷的行為圖載荷載荷磨損磨損AB全部卡住全部卡住初始的卡住初始的卡住典型的磨損時(shí)間行為圖典型

14、的磨損時(shí)間行為圖時(shí)間時(shí)間磨損磨損全部磨損全部磨損磨損比率磨損比率磨合期磨合期穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)載荷載荷磨損磨損AB在承載運(yùn)行中在承載運(yùn)行中抗磨損抗磨損/極壓添加劑的有效性極壓添加劑的有效性AB無添加劑的無添加劑的潤滑油潤滑油潤滑油潤滑油+抗磨損抗磨損/極壓添加劑極壓添加劑減少磨損減少磨損抗磨損抗磨損/極壓添加劑的有效性極壓添加劑的有效性時(shí)間時(shí)間磨損磨損磨合期磨合期穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)無添加劑的無添加劑的抗磨損抗磨損/極壓添加劑極壓添加劑抗磨損抗磨損/極壓添加劑極壓添加劑S功能功能w 減少磨損減少磨損S化學(xué)成分化學(xué)成分w metal dialkyl dithiophosphatew metal diaryl dithiophosphatew 烷基磷酸鹽烷基磷酸鹽w 加磷脂肪和石蠟加磷脂肪和石蠟w 硫化石蠟和石蠟油硫化石蠟和石蠟油w 氯化脂肪氯化脂肪w 脂肪酸脂肪酸w 石墨石墨含含 P, Cl, O, S, N 等的化合物等的化合物總結(jié)總結(jié)S直接的金屬與金屬表面接觸會(huì)產(chǎn)生較高的磨損及直接的金屬與金屬表面接觸會(huì)產(chǎn)生較高的磨損及摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)S在邊界潤滑的條件下在邊界潤滑的條件下基礎(chǔ)油通常不能提供好基礎(chǔ)油通常不能提供好的保護(hù)的