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润滑油脂的评价检验

更新时间:2009-03-28

为防止轴承、滚轮、齿轮等长期持续运动部件在相对运动过程中发生磨损、降低运动副的工作寿命,在两个摩擦表面之间常用润滑油脂来减轻摩擦、减少磨损[1-2]。润滑油脂包括润滑油和润滑脂,通常具有极低的蒸气压和良好的黏温性能以及润滑性能,能够减轻摩擦、减少磨损,且兼具冷却降温、防腐防锈、密封隔离、减振、承载等功能。润滑油脂的本征性能、理化性能等是评价其质量与功能的主要指标[3-6]。笔者从润滑油脂的质量保证与评价研究的综合视角,概述并总结了润滑油脂的评价检验方法和检验技术,给润滑油脂质量检验领域的工作人员提供参考。

1 润滑油脂的作用特点与评价检验的意义

润滑油脂主要用于减小相对运动的两固体表面间的摩擦。相对运动主要有滚动和滑动两种方式,运动模式包括一次性运动、间歇运动和持续运动,运动部件的接触形式包括面接触、线接触和点接触。润滑油脂工作时所处的环境包含高温、低温以及温度交变环境等。因此,考虑到运动部件所处环境、运动模式、接触形式和运动方式的多样性,应该针对实际的工况条件和运动部件来设计具体的润滑油脂评价检验方案。

除了自润滑复合材料制造的零部件之外,传统的运动部件仍然需要采用表面润滑处理的方式。特别是在高速运动的摩擦副中,液体润滑是首选方式。润滑油通常用于润滑保持性要求不高或带有连续供油系统的组件,以转动机构为主,还包括液压和减振用的工作液、设备仪表油等,可以通过在多孔材料中注满润滑油来实现润滑油的连续供给,润滑油在高速运动下使用性能好,但是易挥发,因此其供油系统复杂,密封系统要求较高。润滑脂通常用于需要维持润滑的长期运行的部位,然而润滑脂的摩擦力矩相对较高,低温下黏度大,不适于高速运动的轴承润滑,但可用于齿轮润滑。此外,润滑油脂与被涂覆的摩擦表面之间存在一定的相互作用关系,这种材料的耦合关系影响了润滑油脂与摩擦表面间的界面相容性。对于润滑油或润滑脂中的液体组分,当其表面能低于被涂覆固体(摩擦副)表面的表面能时,液体组分将润湿固体表面并在固体表面铺展开来,即出现“爬移”现象。这种现象会严重影响润滑效果,为避免“爬移”现象的发生,在润滑方式的选择上应特别注意。这些润滑油脂及其应用背景的特殊性均需要通过试验测试的方式来进行筛选和预判。因此,润滑油脂的本征性能、理化性能等应作为评价检验中的重点研究对象,应在试验设计中充分考虑实际工况特点以及产品的相容性,避免润滑油脂在使用过程中失效,导致运动部件发生卡咬、胶合、擦伤、磨损等问题[7]

2 润滑油脂的评价检验项目

润滑油脂的评价检验项目如图1所示,图1中上标a为润滑油的检验项目,上标b为润滑脂的检验项目,可见润滑油与润滑脂的检验项目有很大的差异。应根据润滑剂类型、试验目的、实际工况、使用要求等,选取适合的检验项目,建立检验流程与检验方案。

  

图1 润滑油脂评价检验项目框架图Fig.1 Frame diagram of evaluation and inspection project of lubricating oil and grease

2.1 基础物理性能

2.1.1 润滑油的基础物理性能

除蒸发度(参考SH/T 0337-1992《润滑脂蒸发度测定法》)和蒸发损失(参考GB/T 7325-1987《润滑脂和润滑油蒸发损失测定法》)之外,润滑脂的热物理性能参数还包括滴点(升温过程中,润滑脂从脂杯中滴落第一滴并到达试管底部时对应的温度)。该项目测定建议参考GB/T 3498-2008《润滑脂宽温度范围滴点测定法》或GB/T 4929-1985《润滑脂滴点测定法》。

由于液体润滑剂具有挥发性,这对润滑油的使用构成不利影响,因此需要对其蒸气压进行表征,特别是航天领域使用的润滑油,因考虑到其受真空环境影响的可能性,需要进行饱和蒸气压和蒸发速率的测定。该项目测定通常采用雷德法,参考GB/T 8017-2012《石油产品蒸气压的测定 雷德法》,利用蒸气压测定仪观测压力。航天用润滑油的测定推荐执行QJ 2667-1994《真空用油脂饱和蒸气压测试方法》。

2.2.2 润滑脂的热物理性能

另外,可以通过更直观的腐蚀试验来验证润滑油脂对金属是否存在腐蚀作用,通常采用肉眼观察金属上是否存在腐蚀斑点或金属片的颜色变化来判断。润滑油参考GB/T 5096-2017《石油产品铜片腐蚀试验法》进行测定,润滑脂参考SH/T 0331-1992《润滑脂腐蚀试验法》进行测定。

除蒸气压测定(参考QJ 2667-1994《真空用油脂饱和蒸气压测试方法》)和黏度测定(参考SH/T 0681-1999《润滑脂表观粘度测定法》或SH/T 0048-1991《润滑脂相似粘度测定法》)之外,润滑脂的基础物理性能试验还包括锥入度测定、分油量测定和安定性测定。

1.1 一般资料 本研究对象为2014年12月~2016年12月在我院神经内科确诊为脑卒中并在我科接受康复治疗的偏瘫患者。入选标准:第一诊断符合脑卒中诊断标准[10];神志清楚、病情稳定的康复患者;患者具有语言沟通和理解能力;同意参加本研究项目。排除标准:不能通过电信、网络进行交流者;严重精神障碍者;合并严重的其它系统疾病者;居住较远,交通不便利者。运用抽样调查的方法抽取90例脑卒中偏瘫患者,并随机分成干预组和对照组2组,每组各45例。2组一般资料比较,差异无统计学意义,见表1。

润滑脂的稠度通过锥入度测定(参考GB/T 269-1991《润滑脂和石油脂锥入度测定法》)来表征,在规定的负荷、时间和温度条件下测定锥体刺入样品的深度。可根据样品量的多少决定锥入度的尺寸量级(全尺寸锥入度、1/2锥入度、1/4锥入度)。

润滑油的热物理性能主要有闪点(参考GB/T 3536-2008《石油产品闪点和燃点的测定克利夫兰开口杯法》或GB/T 5208-2008《闪点的测定 快速平衡闭杯法》)、倾点(参考GB/T 3535-3006《石油产品倾点测定法》)和凝点(参考GB/T 510-1983《石油产品凝点测定法》),分别表示点燃油品蒸气的最低温度、油品冷却时尚可流动的最低温度、油品冷却到液面不移动时的最高温度。

润滑脂是由矿物油或合成润滑油添加稠化剂调制而成,非工作状态时稠化剂将油保持在需要润滑的位置,受负载时油被释放出来实现润滑作用。因此润滑脂的分油量是一项表征润滑效率的重要指标,可采用加压分油(参考GB/T 392-1977《润滑脂压力分油测定法》)或钢网分油[推荐执行SH/T 0324-1992《润滑脂钢网分油测定法(静态法)》]的方法进行测定。同时,安定性也是一项评价润滑脂在储存和使用过程中抑制分油能力的重要指标[5],可采用滚筒法(参考SH/T 0122-1992《润滑脂滚筒安定性测定法》)、氧弹法(参考SH/T 0325-1992《润滑脂氧化安定性测定法》或SH/T 0335-1992《润滑脂化学安定性测定法》)或锥入度法(参考SH/T 0452-1992《润滑脂贮存安定性测定法》)进行测定,分别测定润滑脂的机械剪切安定性、抗氧化性和高温贮存后的锥入度变化。

GPS定位是美国海陆空三军联合研制一项卫星定位系统,以全球24颗定位人造卫星为基础,同一时间测量多颗卫星到用户接收机的位置,综合来计算用户的具体位置。目前,GPS民用领域定位精度一般开放到10m左右。

2.2 热物理性能

2.2.1 润滑油的热物理性能

在素质教育快速发展的今天,如何实行有效的小学生德育教育方法,怎样形成良好学生思想教育素养,是摆在我们每一位教育工作者面前的一个个值得深思的课题。下面我就结合自己学生教育工作的实例,浅谈几点我自己的认识和做法:

将检测卡取出后,放置于桌面上,选择检测卡附带的滴管,吸取待检尿液样本或者肉样经过煮沸得到的冷却上层清液,向样品孔中滴加3~4滴样品。一段时间后观察测试区和控制区内的颜色变化情况。当检测结果稳定后,进行结果判定[3]。如果控制区内存在一条紫红色的条带,测试区域内存在一条肉眼可以看见紫红色条带,不论颜色深浅,均判定为阳性。如果控制区内存在一条紫红色的条带,测试区域内不存在一条肉眼可以看见紫红色条带,判定为阴性。如果控制区内不显色,不论测试区域内是否存在显色变化,该检测均无效,需要领取检测卡,重新做试验。

此外,为了预估润滑油脂的挥发带来的不利影响,需要测试其在规定温度(通常设置为高温)下的蒸发损失,可参考GB/T 7325-1987《润滑脂和润滑油蒸发损失测定法》通过质量损失来表征。

正常情况下,润滑油脂中不应该有水分,水分将破坏油膜,使润滑效果变差,并可能对金属造成锈蚀。因此,有必要对润滑油脂中是否含有水分以及水含量多少进行测定:①参考SH/T 0257-1992《润滑油水分定性试验法》,将润滑油加热至指定温度,通过听声响(若有水分则听到噼啪响声)来判断润滑油中是否存在水分;②通过无水硫酸铜的变色来判断;③参考GB/T 512-1965《润滑脂水分测定法》,将润滑脂与无水溶剂混合后进行蒸馏,测定水含量。前两种方法为定性测定,后一种方法为定量测定。若试验结果判定润滑油脂中含有水分,则使用前必须设法脱水。

2.1.2 润滑脂的基础物理性能

润滑油根据其黏度可分为低黏度型、中黏度型和高黏度型;根据成分又可分为合成油和矿物油两大类。因此,润滑油的检验通常从密度和黏度开始,通过这两项本征性能可以实现初步的筛选和鉴定。润滑油的密度测定参考GB/T 2013-2010《液体石油化工产品密度测定法》,一般采用比重瓶法测定(20±0.05) ℃时的标准密度。润滑油的黏度推荐采用毛细管黏度计进行测定,参考GB/T 265-1988《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》。

2.3 化学性能

润滑油的酸值反映了油品中游离酸的含量。在加入添加剂前测定酸值可以检验基础油的精制程度,在使用中测定酸值可以反映油品的氧化变质程度,若酸值过大,则应考虑更换。通常参考GB/T 264-1983《石油产品酸值测定法》,采用萃取-滴定法测定:利用沸腾乙醇抽出润滑油中的酸性成分,再用氢氧化钾-乙醇溶液进行滴定。

润滑油脂在生产、包装、运输、使用过程中均有掺入杂质的可能,为保障其使用可靠性,需对杂质含量进行测定:润滑油采用过滤法测定(参考GB/T 511-2010《石油和石油产品及添加剂机械杂质测定法》),润滑脂采用显微镜观察法测定(参考SH/T 0336-1994《润滑脂杂质含量测定法(显微镜法)》)。

二次电缆出线的护套采用直线布置,如图2(a)所示,且二次端子盒在电缆出口处未采取封堵措施,如图2(b),导致雨水沿二次电缆护套进入二次接线盒,接线盒内的CT端子引出处也未采取封堵措施,如图2(c),导致雨水从接线盒进入CT箱体内部。

2015年1月—2016年12月我科收治椎弓根螺钉固定患者40例,其中男27例,女13例;年龄为53.23±16.72(35~71)岁;BMI指数为18.92±2.56kg/m2;颈椎疾患8例,腰椎疾患32例;单节段固定31例,多节段固定9例;随机分为对照组(常规置钉,20例)和实验组(椎弓根螺钉定位导向置钉一体器,20例),两组患者临床一般资料具有统计学可比性(P>0.05)。

为了更深入地研究润滑油脂的功能特性及其作用机制,常辅助以仪器分析:光谱法分析润滑油脂的化学成分;电镜法观察润滑油脂的微观结构,分析摩擦试验后的磨痕形貌;能谱法检测磨屑化学成分等。

2.4 润滑性能

润滑油脂的润滑性能包括极压性能和抗磨损性能,磨痕形貌、摩擦因数、承载能力等是表征其摩擦学性能的主要指标。目前常用的评价润滑油脂润滑性能的方法(参考标准详见表1)包括四球机法、球-盘法、环-块法、V形块法。其中,四球机法是国际上评价润滑油脂抗磨损性能和区分其低、中、高极压性能的首选方法。通过四球试验机,可以测定润滑油和润滑脂的赫兹直径、最大无卡咬负荷等指标,并可进行长时抗磨损试验,获取摩擦因数。球-盘法即高频线性振动法,可以测定润滑脂的赫兹接触面积、最大无卡咬负荷以及摩擦因数,但不适用于润滑油。环-块法又名梯姆肯法,只能测定润滑油脂的极压性能。法莱克斯V形块法主要用于润滑油的极压性能测试,也可通过棘轮转动齿数来间接表征润滑油的摩擦磨损性能,但不适用于润滑脂。

 

表1 润滑油脂润滑性能评价检验测试标准Tab.1 Test standard for lubrication performance evaluation and inspection of lubricating oil and grease

  

试验对象试验项目标准号标准名称润滑油极压性能摩擦磨损性能GB/T11144-2007润滑液极压性能测定法(梯姆肯法)GB/T12583-1998润滑剂极压性能测定法(四球法)GB/T3142-1982润滑剂承载能力测定法(四球法)SH/T0187-1992润滑油极压性能测定法(法莱克斯法)SH/T0189-1992润滑油抗磨损性能测定法(四球机法)SH/T0188-1992润滑油磨损性能测定法(法莱克斯轴和V形块法)润滑脂极压性能摩擦磨损性能SH/T0202-1992润滑脂极压性能测定法(四球机法)SH/T0203-1992润滑脂极压性能测定法(梯姆肯试验机法)SH/T0784-2006润滑脂极压性能测定法(高频线性振动试验机法)SH/T0204-1992润滑脂抗磨性能测定法(四球法)SH/T0716-2002润滑脂抗微动磨损性能测定法SH/T0721-2002润滑脂磨擦磨损性能测定法(高频线性振动试验机法)

2.5 电性能

变压器、电容器等使用的润滑油一般需要绝缘,润滑油通常并不导电,但容易产生静电。通过测定(参考GB/T 507-2002《绝缘油 击穿电压测定法》)绝缘润滑油的击穿电压,可表征其介电强度。

2.6 环境适应性及寿命

为了进一步评价润滑油脂的性能等级,通常加以苛刻的试验环境条件,比如高温或低温、真空等,通过与室温、标准大气压下的试验结果(一般选取摩擦磨损试验或极压试验)进行对比,来评价其极端环境耐受性。另外,通过更换摩擦磨损/极压试验机的摩擦部件或调整试验机参数,可实现对润滑油脂实际工况的模拟,以考核其对工况环境的适应性。

对于高校实验室污染,不应该是被动地治理,而应是主动地消除,所以首先要形成绿色化学的观念。通过多种形式,加强师生的环保意识,树立正确的科学发展观。比如开设环保选修课、进行环保讲座、开展先进实验室评选活动和知识竞赛等,加大环保宣传力度,营造良好的实验室环保氛围[14],重视与其他院校的沟通交流,借鉴先进经验,并根据实际情况制定科学有效的实验室废弃物安全管理制度,采取有效的措施做好实验室污染的防治工作。明确实验室环保安全责任,定期进行环保检查,充分调动全体实验人员的责任感,加大环保资金投入,有力地推动实验室环保工作的开展[15]。

通过评价检验和对贮存环境或工作环境的模拟试验,可以对润滑油脂的贮存寿命或工作寿命形成一个初步的预估。

3 结束语

润滑油脂的评价检验对于润滑油脂的质量以及润滑效果具有重要意义。运动部件的所处环境、运动模式、接触形式具有多样性,润滑油脂的种类、成分、性状亦各有不同,因此选取最接近于实际工作状态的试验参数,以及最适合润滑油脂类型的试验方法,是润滑油脂评价检验的关键。通过对润滑油脂的基础物理性能、热物理性能、化学性能、润滑性能以及极端环境耐受性、工况环境适应性等方面的检测,可以实现润滑油脂的评价和检验,作为质量控制的有效手段;同时,可通过筛选和评价,为运动部件选取匹配度最佳的润滑方案,达到减轻摩擦、减少磨损的目的,降低摩擦磨损带来的能源消耗。

参考文献

[1] 刘维民, 翁立军,孙嘉奕. 空间润滑材料与技术手册[M]. 北京:科学出版社,2009.

[2] 温诗铸,黄平. 摩擦学原理 [M]. 北京:清华大学出版社,2002.

[3] 王泽爱,陈国需. 航天器用液体润滑剂润滑性能研究进展[J]. 润滑与密封,2008,33(1):138-141.

[4] 管亮,冯新泸,谢建安,等. 快速评价润滑油粘温特性的新技术——介电谱技术[J]. 理化检验(物理分册),2008,44(10):554-558.

[5] 谢凤,刘熔,胡建强. 润滑脂的安定性[J]. 合成润滑材料,2006,33(3):33-37.

[6] 刘泊天,高鸿,周晖,等. 四球试验机在液体润滑剂评价中的应用[J]. 理化检验(物理分册),2015,51(11):795-798.

[7] O型丁腈橡胶密封圈耐润滑脂性能研究[J]. 理化检验(物理分册),2004,40(6):279-281.

 
刘泊天,高鸿,张静静,陆平,邢焰
《理化检验(物理分册)》2018年第05期文献

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