【Вопрос дня】 Мониторинг и управление смазочными материалами (открытый вопрос)
Thread Content
Каковы показатели физико-химического анализа смазочных материалов в предприятии, и каковы стандарты качества? Каковы стандарты для обоснования? Есть ли стандарты предприятия? Участие +3 богатства (не менее 20 символов), конкретный контент +5 богатств, особый контент +10 богатств
Показатели, которые контролирует наша компания, — это вязкость, содержание влаги, примеси, температура вспышки и кислотность. Стандарт качества — это государственный стандарт для нового масла; корпоративных стандартов нет (помогите найти корпоративные стандарты, при наличии +5 баллов).
Смазочное масло является технически сложным продуктом – смесью сложных углеводородов, а его реальные эксплуатационные свойства представляют собой совокупный эффект сложных физических или химических процессов. Основные характеристики смазочных материалов включают общие физико-химические свойства, специальные физико-химические свойства и испытания на имитаторах. 1. Общие физико-химические свойства Каждый тип смазочных материалов обладает определенными общими физико-химическими свойствами, которые указывают на его внутреннее качество. Что касается смазочных масел, то их общие физико-химические свойства выглядят следующим образом: (1) Внешний вид (цвет). Цвет масла часто может указывать на степень его очистки и стабильность. Чем выше степень очистки базового масла, тем эффективнее удаляются оксиды и сульфиды углеводородов, в результате чего цвет масла становится светлее. Однако даже при одинаковых условиях переработки, базовое масло, полученное из нефти разного происхождения и принадлежащее к разным группам, может иметь разный цвет и степень прозрачности. Для новых готовых смазочных масел из-за использования добавок цвет перестал быть показателем степени очистки базового масла, теряя свое первоначальное значение. （2）Плотность Плотность является самым простым и наиболее часто используемым физическим показателем смазочных материалов. Плотность смазочного масла увеличивается по мере повышения содержания углерода, кислорода и серы в его составе. Поэтому при одинаковой вязкости или одинаковой относительной молекулярной массе смазочные масла, содержащие большое количество ароматических веществ, геля и асфальтенов, имеют наибольшую плотность; масла, содержащие большое количество циклоалканов, имеют среднюю плотность; а масла, содержащие большое количество алканов, — наименьшую плотность. （３）Вязкость Вязкость отражает внутреннее трение масла и является показателем его смазочных свойств и способности к течению. При отсутствии каких-либо функциональных добавок чем выше вязкость, тем выше прочность масляной пленки и тем хуже её подвижность. (4) Индекс вязкости. Индекс вязкости показывает, насколько изменяется вязкость масла при изменении температуры. Чем выше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла зависит от температуры, а его свойства при изменении температуры тем лучше; наоборот, чем ниже индекс, тем хуже эти свойства. （５）Температура вспышки. Температура вспышки — это показатель, характеризующий способность масла к испарению. Чем легче фракция нефтепродукта, тем выше его испаряемость и ниже температура вспышки. Напротив, чем тяжелее фракция нефтепродукта, тем меньше его испаряемость и тем выше температура вспышки. В то же время температура вспышки является показателем степени опасности возгорания нефтепродуктов. Класс опасности нефтепродуктов определяется по температуре вспышки: продукты, у которых температура вспышки ниже 45°C, относятся к легковоспламеняющимся веществам, а те, у которых она выше 45°C, — к воспламеняющимся. В процессе хранения и транспортировки нефтепродуктов строго запрещается нагревать их до температуры вспышки. При одинаковой вязкости чем выше температура вспышки, тем лучше. Поэтому при выборе смазочного масла пользователь должен руководствоваться рабочей температурой и условиями эксплуатации масла. Как правило, считается, что если температура вспышки на 20–30 °C выше рабочей температуры, то использование является безопасным. (6) Температура затвердевания и температура наклонения. Температура затвердевания — это максимальная температура, при которой нефтепродукт перестает течь при заданных условиях охлаждения. Затвердевание нефтепродуктов сильно отличается от затвердевания чистых соединений. У нефтепродуктов нет четкой температуры затвердевания; так называемое «затвердевание» означает лишь потерю текучести в целом, причем не все компоненты превращаются в твердое состояние. Точка затвердевания смазочного масла — это важный показатель качества, характеризующий его способность к течению при низких температурах. Имеет важное значение для производства, транспортировки и использования. Смазки с высокой температурой затвердевания не могут использоваться при низких температурах. Напротив, в регионах с более высокими температурами нет необходимости использовать смазку с низкой температурой замерзания. Поскольку чем ниже температура затвердевания смазки, тем выше её производственные затраты, что приводит к ненужной трате ресурсов. Как правило, температура затвердевания смазочного масла должна быть на 5–7 °C ниже минимальной температуры окружающей среды. Однако следует особо отметить, что при выборе смазки с низкой температурой кипения необходимо учитывать её точку затвердевания, вязкость при низких температурах, а также характеристики вязкости в зависимости от температуры. Поскольку у масел с низкой температурой затвердевания их вязкость при низких температурах, а также характеристики вязкости в зависимости от температуры также могут не соответствовать требованиям. Точка затвердевания и точка набухания являются показателями способности нефтепродуктов к течению при низких температурах; между ними нет принципиальной разницы, лишь методы измерения незначительно отличаются. Точки застывания и текучести одного и того же нефтепродукта не всегда совпадают; как правило, точка текучести на 2–3 °C выше точки застывания, но бывают и исключения. (7) Значение кислотности, щелочности и нейтрализации. Значение кислотности — это показатель, характеризующий содержание кислых веществ в смазке; единица измерения: мг KOH/г. Существуют два вида кислотности: сильная и слабая. Их сумма представляет собой общую кислотность (сокращенно TAN). То, что мы обычно называем «кислотным числом», на самом деле является «общим кислотным числом (TAN)». Щелочное число — это показатель, характеризующий содержание щелочных веществ в смазочном масле; единица измерения: мг KOH/г. Значение щелочности также делится на сильное и слабое; сумма этих значений и составляет общее значение щелочности (сокращенно TBN). Под «щелочностью», о которой мы обычно говорим, на самом деле подразумевается «общая щелочность (TBN)». Значение нейтрализации на самом деле включает общее значение кислотности и общее значение щелочности. Однако, если не указано иное, под обычно упоминаемым «значением нейтрализации» на самом деле подразумевается лишь «общее значение кислотности», причем единица измерения также составляет: мгKOH/г. （８）Влажность. Влажность — это процентное содержание воды в смазке, обычно выражаемое в процентах от массы. Наличие воды в смазочном масле разрушает пленку масла, образующуюся на его поверхности, что ухудшает эффективность смазки. Кроме того, это ускоряет коррозию металла под действием органических кислот, приводит к ржавчине оборудования и способствует образованию осадка в масле. В общем, чем меньше влаги в смазке, тем лучше. （９）Механические примеси Механические примеси – это осадки или гелеобразные взвеси, находящиеся в смазочном масле и нерастворимые в таких растворителях, как бензин, этанол и бензол. Большая часть этих примесей представляет собой песок, гравий и железные опилки, а также некоторые органометаллические соли, которые плохо растворяются в растворителях и появляются в результате использования добавок. Как правило, содержание механических примесей в основном масле для смазки контролируется на уровне ниже 0,005% (содержание примесей ниже 0,005% считается отсутствием примесей). (10) Зола и зольность по серной кислоте Зола – это негорючие вещества, остающиеся после сжигания в определенных условиях. Состав золы, как правило, включает некоторые металлические элементы и их соли. Понятие золы имеет разное значение для различных видов масел. Для базовых масел или масел без добавок зола может служить показателем степени очистки масла. Для масел, в которые добавлены металлические соли (новое масло), зольность становится средством количественного контроля за количеством добавляемых присадок. За рубежом вместо золы использут сернокислую золу. Метод заключается в следующем: перед сжиганием образца масла и его зажиганием для получения золы добавляется небольшое количество концентрированной серной кислоты, что позволяет превратить металлические элементы добавок в сульфаты. (11) Углеродный остаток – это темно-серый осадок, образующийся в результате испарения и сгорания нефтепродуктов при заданных экспериментальных условиях. Остаточный углерод является важным показателем качества основного масла для смазки; он определяется для оценки свойств масла и степени его очистки. В основном масле смазки количество углеродных остатков зависит не только от его химического состава, но и от степени очистки масла. Основными веществами, образующими углеродные остатки в смазочном масле, являются гумус, асфальтен и полициклические ароматические углеводороды. При недостатке воздуха эти вещества под действием сильного нагрева разлагаются и конденсируются, образуя угольный остаток. Чем выше степень очистки нефти, тем ниже её значение коксоватости. В общем, чем ниже значение содержания кокса в базовом масле, тем лучше. В настоящее время во многих нефтепродуктах содержатся добавки, содержащие металлы, серу, фосфор и азот; их значение остаточного углерода очень высоко. Поэтому показатель остаточного углерода в маслах с добавками утратил свое первоначальное значение для определения остаточного углерода. Механические примеси, влага, зола и углеродные остатки — это показатели качества, отражающие чистоту масла и степень его переработки. 2. Особые физико-химические свойства Помимо вышеупомянутых общих физико-химических свойств, каждый вид смазочного материала должен обладать особыми физико-химическими характеристиками, которые определяют его специфические свойства для использования. Чем выше требования к качеству или чем специализированнее масло, тем более выраженными становятся его особые физико-химические свойства. Ниже кратко описаны методы тестирования, позволяющие оценить эти особые физико-химические свойства:
（１）Окислительная стабильность
Окислительная стабильность указывает на способность смазочных масел противостоять старению. Этот показатель требуется для некоторых промышленных смазочных масел с длительным сроком службы; поэтому он является важной характеристикой таких видов масел. Существует множество методов определения окислительной стабильности нефтепродуктов. По сути, в этих методах определенное количество нефтепродукта подвергается окислению при наличии воздуха (или кислорода) и металлических катализаторов при определенной температуре в течение определенного времени. Затем оцениваются показатели кислотности нефтепродукта, изменения его вязкости, а также наличие осадка. Все смазочные материалы имеют разный уровень склонности к автоокислению в зависимости от своего химического состава и условий окружающей среды. В процессе использования происходит окисление, в результате чего постепенно образуются альдегиды, кетоны, кислоты, а также гели и асфальтены. Окислительная стабильность – это способность препятствовать образованию вышеупомянутых веществ, неблагоприятных для использования масла. (2) Термостабильность Термостабильность характеризует способность масла выдерживать высокие температуры, то есть его сопротивляемость тепловому разложению, что определяется температурой теплового разложения. Для некоторых высококачественных масел против износа для гидравлических систем, масел для компрессоров и т. д. предъявляются требования к термической стабильности. Термостабильность масел в основном зависит от состава базового масла; многие добавки с низкой температурой разложения часто оказывают негативное влияние на стабильность масел ； Антиоксиданты также не способны значительно улучшить термостабильность масел. (3) Масляность и свойства при высоких нагрузках. Масляность обусловлена тем, что полярные вещества, содержащиеся в смазке, формируют на поверхности металла в зоне трения прочную физико-химическую пленку, что способствует выдерживанию высоких нагрузок и защите от износа под действием трения. Свойства при высоких нагрузках связаны с тем, что при высоких температурах и нагрузках полярные вещества разлагаются в результате химических реакций, происходящих на поверхности металла в зоне трения; в результате этого образуется мягкая (или пластичная) пленка с низкой температурой плавления, которая обеспечивает защиту от ударных нагрузок и высоких температур. (4) Коррозия и ржавление. В результате окисления нефтепродуктов или под действием добавок часто происходит коррозия стали и других цветных металлов. В ходе теста на коррозию полоски меди обычно помещают в масло и оставляют при температуре 100°C в течение 3 часов, после чего наблюдают за изменениями, происходящими с медью ； При испытании на коррозию под действием воды и водяного пара на поверхности стали образуется ржавчина. Для оценки устойчивости к коррозии в 300 мл образца масла добавляют 30 мл дистиллированной воды или искусственной морской воды, затем в эту смесь помещают стальную штангу и на протяжении 24 часов перемешивают при температуре 54°C. После этого проверяется, появилась ли на стальной штанге ржавчина. Нефтепродукты должны обладать способностью противостоять коррозии металлов и предотвращать их ржавчину. В стандартах промышленных смазок эти два показателя обычно являются обязательными к измерению. （５）Антипенность В процессе работы смазочного масла из-за наличия воздуха часто образуются пузыри. Особенно это происходит, когда в масле присутствуют добавки с поверхностно-активными свойствами; в таких случаях пузыри образуются ещё легче, и их трудно устранить. Образование пены при использовании смазки приводит к нарушению формирования смазочного слоя, вызывает синтез поверхностей трения или усиливает их износ. Кроме того, это способствует окислению и порче смазки. Также возникает гидравлический застой в системе смазки, что влияет на её циркуляцию. Поэтому пеностойкость является важным показателем качества смазочных материалов и т. д. （６）Стабильность при гидролизе Стабильность при гидролизе характеризует способность масла сохранять свои свойства под действием воды и металлов (в основном меди). Если у масла высокое значение кислотности или оно содержит добавки, которые при контакте с водой превращаются в кислотные вещества, это может привести к тому, что этот показатель окажется недостаточным. Метод определения заключается в том, что образец нефти смешивают с определенным количеством воды, затем смесь помещают на медную пластину и при определенной температуре перемешивают в течение определенного времени. После этого измеряется кислотность водной фазы и потеря массы медной пластины. (7) Способность противостоять эмульгированию. При использовании промышленных смазок неизбежно происходит смешивание их с водой для охлаждения. Если у смазки недостаточно высока способность противостоять эмульгированию, она будет образовывать эмульсию с водой. Это затрудняет вытеснение воды из нижней части резервуара с смазкой, что может привести к плохому смазыванию деталей. Поэтому антиэмульгирующие свойства являются важной физико-химической характеристикой промышленных смазок. Обычно для испытания нефтепродуктов 40 мл испытуемого масла смешивают с 40 мл дистиллированной воды при определенной температуре в течение определенного времени, после чего наблюдают за временем, необходимым для разделения слоев масла, воды и эмульсии на объемы 40–37–3 мл ； Промышленное шестеренчатое масло получают путем смешивания тестового масла с водой, перемешивания при определенной температуре и скорости 6000 об/мин в течение 5 минут, затем оставления смеси на 5 часов, после чего измеряется количество миллилитров масла, воды и эмульсионного слоя. (8) Показатель выделения воздуха. Это требование содержится в стандартах на гидравлические масла. В гидравлических системах, если воздух, растворенный в масле, не может своевременно выйти наружу, это негативно влияет на точность и чувствительность передачи давления. В крайних случаях это может привести к невозможности использования гидравлической системы по назначению. Метод определения этого показателя аналогичен методу определения противопенообразовательных свойств, однако здесь измеряется время высвобождения воздуха (пены), растворенного в масле. (9) Герметичность резиновых уплотнений. В гидравлических системах в качестве уплотнителей чаще всего используется резина. В машинах масла неизбежно соприкасаются с различными уплотнителями. Если свойства масла не соответствуют требованиям, это может привести к набуханию, сжатию, отвердению или трещинообразованию резины, что в свою очередь ухудшает её герметичность. Поэтому необходимо, чтобы масло хорошо совместимо с резиной. В стандартах на гидравлическое масло предусмотрен показатель герметичности резины, который определяется по изменениям, происходящим в резиновой прокладке определенного размера после ее замачивания в масле в течение определенного времени. (10) Стабильность при сдвиге При использовании масел, в которые добавлены вязкостные добавки, под действием механического сдвига высокомолекулярные полимеры в масле разрываются, в результате чего вязкость масла снижается, что мешает нормальной работе системы смазки. Поэтому устойчивость к сдвигу является обязательно проверяемой специальной физико-химической характеристикой для таких масел. Существует множество методов определения сдвиговой стабильности: метод ультразвукового сдвига, метод сдвига с помощью форсунки, метод сдвига с использованием насоса Викса, метод сдвига для шестеренчатых машин FZG. Все эти методы в конечном итоге предназначены для определения степени снижения вязкости нефтепродуктов. (11) Способность к растворению. Способность к растворению обычно выражается через точку помутнения анилина. Предел растворимости композитных добавок в маслах разного уровня, измеряемый по пункту анилина, различается. У масел с низким содержанием золы этот предел выше, чем у сильно щелочных масел. Предел растворимости у масел одного уровня также выше, чем у масел нескольких уровней. (12) Растворимость в парах Растворимость базового масла в парах влияет на расход топлива, стабильность вязкости и окислительную стабильность. Эти свойства особенно важны для многоступенчатых масел и энергосберегающих масел. (13) Способность к защите от ржавчины. Речь идет о особых физико-химических свойствах, которыми должны обладать смазки для защиты от ржавчины. Методы тестирования включают испытание во влажных условиях, испытание в солевом тумане, испытание на накладывание слоев, испытание на замену воды. Кроме того, существуют такие методы тестирования, как испытание в камере с изменяемыми условиями и испытание на длительное хранение. (14) Электрические характеристики Электрические характеристики являются специфическими свойствами изоляционных масел. К ним относятся угол потерь диэлектрика, диэлектрическая проницаемость, напряжение пробоя, импульсное напряжение и т. д. Степень очистки основного масла, наличие примесей, влага и т. д. оказывают значительное влияние на электрические свойства масла. (15) Особые физико-химические свойства смазочных материалов Помимо обычных физико-химических свойств, смазочные материалы, предназначенные для специальных целей, обладают ещё и особыми физико-химическими характеристиками. Если смазка должна обладать хорошей водонепроницаемостью, то требуется проведение теста на воду ； Для низкотемпературных жиров необходимо измерять крутящий момент при низких температурах ； Для многокомпонентных смазок необходимо определять их способность к действию при экстремальных нагрузках, антиизносные свойства и защиту от ржавчины ； Долгоживущие смазки подвергаются испытаниям на долговечность подшипников и т. д. Для измерения этих характеристик также существуют соответствующие методы тестирования. (16) Другие особые физико-химические свойства. Каждый вид масла, помимо общих свойств, должен иметь и свои уникальные особые свойства. Например, для закалочного масла необходимо определить скорость охлаждения ； Необходимо определить стабильность эмульсии масла ； Необходимо измерить коэффициент противоподъема для масла гидравлических направляющих ； Необходимо измерить степень рассеивания масляного тумана при использовании спрей-смазки ； Необходимо определить температуру затвердевания масла для охлаждения ； Для масел для шестерен при низких температурах необходимо измерять такие показатели, как глубина канавок и т. д. Для обеспечения всех этих свойств требуется особый химический состав базового масла или добавление определенных специальных добавок.
（１）Окислительная стабильность
Окислительная стабильность указывает на способность смазочных масел противостоять старению. Этот показатель требуется для некоторых промышленных смазочных масел с длительным сроком службы; поэтому он является важной характеристикой таких видов масел. Существует множество методов определения окислительной стабильности нефтепродуктов. По сути, в этих методах определенное количество нефтепродукта подвергается окислению при наличии воздуха (или кислорода) и металлических катализаторов при определенной температуре в течение определенного времени. Затем оцениваются показатели кислотности нефтепродукта, изменения его вязкости, а также наличие осадка. Все смазочные материалы имеют разный уровень склонности к автоокислению в зависимости от своего химического состава и условий окружающей среды. В процессе использования происходит окисление, в результате чего постепенно образуются альдегиды, кетоны, кислоты, а также гели и асфальтены. Окислительная стабильность – это способность препятствовать образованию вышеупомянутых веществ, неблагоприятных для использования масла. (2) Термостабильность Термостабильность характеризует способность масла выдерживать высокие температуры, то есть его сопротивляемость тепловому разложению, что определяется температурой теплового разложения. Для некоторых высококачественных масел против износа для гидравлических систем, масел для компрессоров и т. д. предъявляются требования к термической стабильности. Термостабильность масел в основном зависит от состава базового масла; многие добавки с низкой температурой разложения часто оказывают негативное влияние на стабильность масел ； Антиоксиданты также не способны значительно улучшить термостабильность масел. (3) Масляность и свойства при высоких нагрузках. Масляность обусловлена тем, что полярные вещества, содержащиеся в смазке, формируют на поверхности металла в зоне трения прочную физико-химическую пленку, что способствует выдерживанию высоких нагрузок и защите от износа под действием трения. Свойства при высоких нагрузках связаны с тем, что при высоких температурах и нагрузках полярные вещества разлагаются в результате химических реакций, происходящих на поверхности металла в зоне трения; в результате этого образуется мягкая (или пластичная) пленка с низкой температурой плавления, которая обеспечивает защиту от ударных нагрузок и высоких температур. (4) Коррозия и ржавление. В результате окисления нефтепродуктов или под действием добавок часто происходит коррозия стали и других цветных металлов. В ходе теста на коррозию полоски меди обычно помещают в масло и оставляют при температуре 100°C в течение 3 часов, после чего наблюдают за изменениями, происходящими с медью ； При испытании на коррозию под действием воды и водяного пара на поверхности стали образуется ржавчина. Для оценки устойчивости к коррозии в 300 мл образца масла добавляют 30 мл дистиллированной воды или искусственной морской воды, затем в эту смесь помещают стальную штангу и на протяжении 24 часов перемешивают при температуре 54°C. После этого проверяется, появилась ли на стальной штанге ржавчина. Нефтепродукты должны обладать способностью противостоять коррозии металлов и предотвращать их ржавчину. В стандартах промышленных смазок эти два показателя обычно являются обязательными к измерению. （５）Антипенность В процессе работы смазочного масла из-за наличия воздуха часто образуются пузыри. Особенно это происходит, когда в масле присутствуют добавки с поверхностно-активными свойствами; в таких случаях пузыри образуются ещё легче, и их трудно устранить. Образование пены при использовании смазки приводит к нарушению формирования смазочного слоя, вызывает синтез поверхностей трения или усиливает их износ. Кроме того, это способствует окислению и порче смазки. Также возникает гидравлический застой в системе смазки, что влияет на её циркуляцию. Поэтому пеностойкость является важным показателем качества смазочных материалов и т. д. （６）Стабильность при гидролизе Стабильность при гидролизе характеризует способность масла сохранять свои свойства под действием воды и металлов (в основном меди). Если у масла высокое значение кислотности или оно содержит добавки, которые при контакте с водой превращаются в кислотные вещества, это может привести к тому, что этот показатель окажется недостаточным. Метод определения заключается в том, что образец нефти смешивают с определенным количеством воды, затем смесь помещают на медную пластину и при определенной температуре перемешивают в течение определенного времени. После этого измеряется кислотность водной фазы и потеря массы медной пластины. (7) Способность противостоять эмульгированию. При использовании промышленных смазок неизбежно происходит смешивание их с водой для охлаждения. Если у смазки недостаточно высока способность противостоять эмульгированию, она будет образовывать эмульсию с водой. Это затрудняет вытеснение воды из нижней части резервуара с смазкой, что может привести к плохому смазыванию деталей. Поэтому антиэмульгирующие свойства являются важной физико-химической характеристикой промышленных смазок. Обычно для испытания нефтепродуктов 40 мл испытуемого масла смешивают с 40 мл дистиллированной воды при определенной температуре в течение определенного времени, после чего наблюдают за временем, необходимым для разделения слоев масла, воды и эмульсии на объемы 40–37–3 мл ； Промышленное шестеренчатое масло получают путем смешивания тестового масла с водой, перемешивания при определенной температуре и скорости 6000 об/мин в течение 5 минут, затем оставления смеси на 5 часов, после чего измеряется количество миллилитров масла, воды и эмульсионного слоя. (8) Показатель выделения воздуха. Это требование содержится в стандартах на гидравлические масла. В гидравлических системах, если воздух, растворенный в масле, не может своевременно выйти наружу, это негативно влияет на точность и чувствительность передачи давления. В крайних случаях это может привести к невозможности использования гидравлической системы по назначению. Метод определения этого показателя аналогичен методу определения противопенообразовательных свойств, однако здесь измеряется время высвобождения воздуха (пены), растворенного в масле. (9) Герметичность резиновых уплотнений. В гидравлических системах в качестве уплотнителей чаще всего используется резина. В машинах масла неизбежно соприкасаются с различными уплотнителями. Если свойства масла не соответствуют требованиям, это может привести к набуханию, сжатию, отвердению или трещинообразованию резины, что в свою очередь ухудшает её герметичность. Поэтому необходимо, чтобы масло хорошо совместимо с резиной. В стандартах на гидравлическое масло предусмотрен показатель герметичности резины, который определяется по изменениям, происходящим в резиновой прокладке определенного размера после ее замачивания в масле в течение определенного времени. (10) Стабильность при сдвиге При использовании масел, в которые добавлены вязкостные добавки, под действием механического сдвига высокомолекулярные полимеры в масле разрываются, в результате чего вязкость масла снижается, что мешает нормальной работе системы смазки. Поэтому устойчивость к сдвигу является обязательно проверяемой специальной физико-химической характеристикой для таких масел. Существует множество методов определения сдвиговой стабильности: метод ультразвукового сдвига, метод сдвига с помощью форсунки, метод сдвига с использованием насоса Викса, метод сдвига для шестеренчатых машин FZG. Все эти методы в конечном итоге предназначены для определения степени снижения вязкости нефтепродуктов. (11) Способность к растворению. Способность к растворению обычно выражается через точку помутнения анилина. Предел растворимости композитных добавок в маслах разного уровня, измеряемый по пункту анилина, различается. У масел с низким содержанием золы этот предел выше, чем у сильно щелочных масел. Предел растворимости у масел одного уровня также выше, чем у масел нескольких уровней. (12) Растворимость в парах Растворимость базового масла в парах влияет на расход топлива, стабильность вязкости и окислительную стабильность. Эти свойства особенно важны для многоступенчатых масел и энергосберегающих масел. (13) Способность к защите от ржавчины. Речь идет о особых физико-химических свойствах, которыми должны обладать смазки для защиты от ржавчины. Методы тестирования включают испытание во влажных условиях, испытание в солевом тумане, испытание на накладывание слоев, испытание на замену воды. Кроме того, существуют такие методы тестирования, как испытание в камере с изменяемыми условиями и испытание на длительное хранение. (14) Электрические характеристики Электрические характеристики являются специфическими свойствами изоляционных масел. К ним относятся угол потерь диэлектрика, диэлектрическая проницаемость, напряжение пробоя, импульсное напряжение и т. д. Степень очистки основного масла, наличие примесей, влага и т. д. оказывают значительное влияние на электрические свойства масла. (15) Особые физико-химические свойства смазочных материалов Помимо обычных физико-химических свойств, смазочные материалы, предназначенные для специальных целей, обладают ещё и особыми физико-химическими характеристиками. Если смазка должна обладать хорошей водонепроницаемостью, то требуется проведение теста на воду ； Для низкотемпературных жиров необходимо измерять крутящий момент при низких температурах ； Для многокомпонентных смазок необходимо определять их способность к действию при экстремальных нагрузках, антиизносные свойства и защиту от ржавчины ； Долгоживущие смазки подвергаются испытаниям на долговечность подшипников и т. д. Для измерения этих характеристик также существуют соответствующие методы тестирования. (16) Другие особые физико-химические свойства. Каждый вид масла, помимо общих свойств, должен иметь и свои уникальные особые свойства. Например, для закалочного масла необходимо определить скорость охлаждения ； Необходимо определить стабильность эмульсии масла ； Необходимо измерить коэффициент противоподъема для масла гидравлических направляющих ； Необходимо измерить степень рассеивания масляного тумана при использовании спрей-смазки ； Необходимо определить температуру затвердевания масла для охлаждения ； Для масел для шестерен при низких температурах необходимо измерять такие показатели, как глубина канавок и т. д. Для обеспечения всех этих свойств требуется особый химический состав базового масла или добавление определенных специальных добавок.
Основные характеристики смазочных материалов включают общие физико-химические свойства, специальные физико-химические свойства и испытания на имитаторах. 1. Общие физико-химические свойства Каждый тип смазочных материалов обладает определенными общими физико-химическими свойствами, которые указывают на его внутреннее качество. Что касается смазочных масел, то их общие физико-химические свойства выглядят следующим образом: (1) Внешний вид (цвет). Цвет масла часто может указывать на степень его очистки и стабильность. Чем выше степень очистки базового масла, тем эффективнее удаляются оксиды и сульфиды углеводородов, в результате чего цвет масла становится светлее. Однако даже при одинаковых условиях переработки, базовое масло, полученное из нефти разного происхождения и принадлежащее к разным группам, может иметь разный цвет и степень прозрачности. Для новых готовых смазочных масел из-за использования добавок цвет перестал быть показателем степени очистки базового масла, теряя свое первоначальное значение. （2）Плотность Плотность является самым простым и наиболее часто используемым физическим показателем смазочных материалов. Плотность смазочного масла увеличивается по мере повышения содержания углерода, кислорода и серы в его составе. Поэтому при одинаковой вязкости или одинаковой относительной молекулярной массе смазочные масла, содержащие большое количество ароматических веществ, геля и асфальтенов, имеют наибольшую плотность; масла, содержащие большое количество циклоалканов, имеют среднюю плотность; а масла, содержащие большое количество алканов, — наименьшую плотность. （３）Вязкость Вязкость отражает внутреннее трение масла и является показателем его смазочных свойств и способности к течению. При отсутствии каких-либо функциональных добавок чем выше вязкость, тем выше прочность масляной пленки и тем хуже её подвижность. (4) Индекс вязкости. Индекс вязкости показывает, насколько изменяется вязкость масла при изменении температуры. Чем выше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла зависит от температуры, а его свойства при изменении температуры тем лучше; наоборот, чем ниже индекс, тем хуже эти свойства. （５）Температура вспышки. Температура вспышки — это показатель, характеризующий способность масла к испарению. Чем легче фракция нефтепродукта, тем выше его испаряемость и ниже температура вспышки. Напротив, чем тяжелее фракция нефтепродукта, тем меньше его испаряемость и тем выше температура вспышки. В то же время температура вспышки является показателем степени опасности возгорания нефтепродуктов. Класс опасности нефтепродуктов определяется по температуре вспышки: продукты, у которых температура вспышки ниже 45°C, относятся к легковоспламеняющимся веществам, а те, у которых она выше 45°C, — к воспламеняющимся. В процессе хранения и транспортировки нефтепродуктов строго запрещается нагревать их до температуры вспышки. При одинаковой вязкости чем выше температура вспышки, тем лучше. Поэтому при выборе смазочного масла пользователь должен руководствоваться рабочей температурой и условиями эксплуатации масла. Как правило, считается, что если температура вспышки на 20–30 °C выше рабочей температуры, то использование является безопасным. (6) Температура затвердевания и температура наклонения. Температура затвердевания — это максимальная температура, при которой нефтепродукт перестает течь при заданных условиях охлаждения. Затвердевание нефтепродуктов сильно отличается от затвердевания чистых соединений. У нефтепродуктов нет четкой температуры затвердевания; так называемое «затвердевание» означает лишь потерю текучести в целом, причем не все компоненты превращаются в твердое состояние. Точка затвердевания смазочного масла — это важный показатель качества, характеризующий его способность к течению при низких температурах. Имеет важное значение для производства, транспортировки и использования. Смазки с высокой температурой затвердевания не могут использоваться при низких температурах. Напротив, в регионах с более высокими температурами нет необходимости использовать смазку с низкой температурой замерзания. Поскольку чем ниже температура затвердевания смазки, тем выше её производственные затраты, что приводит к ненужной трате ресурсов. Как правило, температура затвердевания смазочного масла должна быть на 5–7 °C ниже минимальной температуры окружающей среды. Однако следует особо отметить, что при выборе смазки с низкой температурой кипения необходимо учитывать её точку затвердевания, вязкость при низких температурах, а также характеристики вязкости в зависимости от температуры. Поскольку у масел с низкой температурой затвердевания их вязкость при низких температурах, а также характеристики вязкости в зависимости от температуры также могут не соответствовать требованиям. Точка затвердевания и точка набухания являются показателями способности нефтепродуктов к течению при низких температурах; между ними нет принципиальной разницы, лишь методы измерения незначительно отличаются. Точки застывания и текучести одного и того же нефтепродукта не всегда совпадают; как правило, точка текучести на 2–3 °C выше точки застывания, но бывают и исключения. (7) Значение кислотности, щелочности и нейтрализации. Значение кислотности — это показатель, характеризующий содержание кислых веществ в смазке; единица измерения: мг KOH/г. Существуют два вида кислотности: сильная и слабая. Их сумма представляет собой общую кислотность (сокращенно TAN). То, что мы обычно называем «кислотным числом», на самом деле является «общим кислотным числом (TAN)». Щелочное число — это показатель, характеризующий содержание щелочных веществ в смазочном масле; единица измерения: мг KOH/г. Значение щелочности также делится на сильное и слабое; сумма этих значений и составляет общее значение щелочности (сокращенно TBN). Под «щелочностью», о которой мы обычно говорим, на самом деле подразумевается «общая щелочность (TBN)». Значение нейтрализации на самом деле включает общее значение кислотности и общее значение щелочности. Однако, если не указано иное, под обычно упоминаемым «значением нейтрализации» на самом деле подразумевается лишь «общее значение кислотности», причем единица измерения также составляет: мгKOH/г. （８）Влажность. Влажность — это процентное содержание воды в смазке, обычно выражаемое в процентах от массы. Наличие воды в смазочном масле разрушает пленку масла, образующуюся на его поверхности, что ухудшает эффективность смазки. Кроме того, это ускоряет коррозию металла под действием органических кислот, приводит к ржавчине оборудования и способствует образованию осадка в масле. В общем, чем меньше влаги в смазке, тем лучше. （９）Механические примеси Механические примеси – это осадки или гелеобразные взвеси, находящиеся в смазочном масле и нерастворимые в таких растворителях, как бензин, этанол и бензол. Большая часть этих примесей представляет собой песок, гравий и железные опилки, а также некоторые органометаллические соли, которые плохо растворяются в растворителях и появляются в результате использования добавок. Как правило, содержание механических примесей в основном масле для смазки контролируется на уровне ниже 0,005% (содержание примесей ниже 0,005% считается отсутствием примесей). (10) Зола и зольность по серной кислоте Зола – это негорючие вещества, остающиеся после сжигания в определенных условиях. Состав золы, как правило, включает некоторые металлические элементы и их соли. Понятие золы имеет разное значение для различных видов масел. Для базовых масел или масел без добавок зола может служить показателем степени очистки масла. Для масел, в которые добавлены металлические соли (новое масло), зольность становится средством количественного контроля за количеством добавляемых присадок. За рубежом вместо золы использут сернокислую золу. Метод заключается в следующем: перед сжиганием образца масла и его зажиганием для получения золы добавляется небольшое количество концентрированной серной кислоты, что позволяет превратить металлические элементы добавок в сульфаты. (11) Углеродный остаток – это темно-серый осадок, образующийся в результате испарения и сгорания нефтепродуктов при заданных экспериментальных условиях. Остаточный углерод является важным показателем качества основного масла для смазки; он определяется для оценки свойств масла и степени его очистки. В основном масле смазки количество углеродных остатков зависит не только от его химического состава, но и от степени очистки масла. Основными веществами, образующими углеродные остатки в смазочном масле, являются гумус, асфальтен и полициклические ароматические углеводороды. При недостатке воздуха эти вещества под действием сильного нагрева разлагаются и конденсируются, образуя угольный остаток. Чем выше степень очистки нефти, тем ниже её значение коксоватости. В общем, чем ниже значение содержания кокса в базовом масле, тем лучше. В настоящее время во многих нефтепродуктах содержатся добавки, содержащие металлы, серу, фосфор и азот; их значение остаточного углерода очень высоко. Поэтому показатель остаточного углерода в маслах с добавками утратил свое первоначальное значение для определения остаточного углерода. Механические примеси, влага, зола и углеродные остатки — это показатели качества, отражающие чистоту масла и степень его переработки. 2. Особые физико-химические свойства Помимо вышеупомянутых общих физико-химических свойств, каждый вид смазочного материала должен обладать особыми физико-химическими характеристиками, которые определяют его специфические свойства для использования. Чем выше требования к качеству или чем специализированнее масло, тем более выраженными становятся его особые физико-химические свойства. Ниже кратко описаны методы тестирования, позволяющие оценить эти особые физико-химические свойства:
（１）Окислительная стабильность
Окислительная стабильность указывает на способность смазочных масел противостоять старению. Этот показатель требуется для некоторых промышленных смазочных масел с длительным сроком службы; поэтому он является важной характеристикой таких видов масел. Существует множество методов определения окислительной стабильности нефтепродуктов. По сути, в этих методах определенное количество нефтепродукта подвергается окислению при наличии воздуха (или кислорода) и металлических катализаторов при определенной температуре в течение определенного времени. Затем оцениваются показатели кислотности нефтепродукта, изменения его вязкости, а также наличие осадка. Все смазочные материалы имеют разный уровень склонности к автоокислению в зависимости от своего химического состава и условий окружающей среды. В процессе использования происходит окисление, в результате чего постепенно образуются альдегиды, кетоны, кислоты, а также гели и асфальтены. Окислительная стабильность – это способность препятствовать образованию вышеупомянутых веществ, неблагоприятных для использования масла. (2) Термостабильность Термостабильность характеризует способность масла выдерживать высокие температуры, то есть его сопротивляемость тепловому разложению, что определяется температурой теплового разложения. Для некоторых высококачественных масел против износа для гидравлических систем, масел для компрессоров и т. д. предъявляются требования к термической стабильности. Термостабильность масел в основном зависит от состава базового масла; многие добавки с низкой температурой разложения часто оказывают негативное влияние на стабильность масел ； Антиоксиданты также не способны значительно улучшить термостабильность масел. (3) Масляность и свойства при высоких нагрузках. Масляность обусловлена тем, что полярные вещества, содержащиеся в смазке, формируют на поверхности металла в зоне трения прочную физико-химическую пленку, что способствует выдерживанию высоких нагрузок и защите от износа под действием трения. Свойства при высоких нагрузках связаны с тем, что при высоких температурах и нагрузках полярные вещества разлагаются в результате химических реакций, происходящих на поверхности металла в зоне трения; в результате этого образуется мягкая (или пластичная) пленка с низкой температурой плавления, которая обеспечивает защиту от ударных нагрузок и высоких температур. (4) Коррозия и ржавление. В результате окисления нефтепродуктов или под действием добавок часто происходит коррозия стали и других цветных металлов. В ходе теста на коррозию полоски меди обычно помещают в масло и оставляют при температуре 100°C в течение 3 часов, после чего наблюдают за изменениями, происходящими с медью ； При испытании на коррозию под действием воды и водяного пара на поверхности стали образуется ржавчина. Для оценки устойчивости к коррозии в 300 мл образца масла добавляют 30 мл дистиллированной воды или искусственной морской воды, затем в эту смесь помещают стальную штангу и на протяжении 24 часов перемешивают при температуре 54°C. После этого проверяется, появилась ли на стальной штанге ржавчина. Нефтепродукты должны обладать способностью противостоять коррозии металлов и предотвращать их ржавчину. В стандартах промышленных смазок эти два показателя обычно являются обязательными к измерению. （５）Антипенность В процессе работы смазочного масла из-за наличия воздуха часто образуются пузыри. Особенно это происходит, когда в масле присутствуют добавки с поверхностно-активными свойствами; в таких случаях пузыри образуются ещё легче, и их трудно устранить. Образование пены при использовании смазки приводит к нарушению формирования смазочного слоя, вызывает синтез поверхностей трения или усиливает их износ. Кроме того, это способствует окислению и порче смазки. Также возникает гидравлический застой в системе смазки, что влияет на её циркуляцию. Поэтому пеностойкость является важным показателем качества смазочных материалов и т. д. （６）Стабильность при гидролизе Стабильность при гидролизе характеризует способность масла сохранять свои свойства под действием воды и металлов (в основном меди). Если у масла высокое значение кислотности или оно содержит добавки, которые при контакте с водой превращаются в кислотные вещества, это может привести к тому, что этот показатель окажется недостаточным. Метод определения заключается в том, что образец нефти смешивают с определенным количеством воды, затем смесь помещают на медную пластину и при определенной температуре перемешивают в течение определенного времени. После этого измеряется кислотность водной фазы и потеря массы медной пластины. (7) Способность противостоять эмульгированию. При использовании промышленных смазок неизбежно происходит смешивание их с водой для охлаждения. Если у смазки недостаточно высока способность противостоять эмульгированию, она будет образовывать эмульсию с водой. Это затрудняет вытеснение воды из нижней части резервуара с смазкой, что может привести к плохому смазыванию деталей. Поэтому антиэмульгирующие свойства являются важной физико-химической характеристикой промышленных смазок. Обычно для испытания нефтепродуктов 40 мл испытуемого масла смешивают с 40 мл дистиллированной воды при определенной температуре в течение определенного времени, после чего наблюдают за временем, необходимым для разделения слоев масла, воды и эмульсии на объемы 40–37–3 мл ； Промышленное шестеренчатое масло получают путем смешивания тестового масла с водой, перемешивания при определенной температуре и скорости 6000 об/мин в течение 5 минут, затем оставления смеси на 5 часов, после чего измеряется количество миллилитров масла, воды и эмульсионного слоя. (8) Показатель выделения воздуха. Это требование содержится в стандартах на гидравлические масла. В гидравлических системах, если воздух, растворенный в масле, не может своевременно выйти наружу, это негативно влияет на точность и чувствительность передачи давления. В крайних случаях это может привести к невозможности использования гидравлической системы по назначению. Метод определения этого показателя аналогичен методу определения противопенообразовательных свойств, однако здесь измеряется время высвобождения воздуха (пены), растворенного в масле. (9) Герметичность резиновых уплотнений. В гидравлических системах в качестве уплотнителей чаще всего используется резина. В машинах масла неизбежно соприкасаются с различными уплотнителями. Если свойства масла не соответствуют требованиям, это может привести к набуханию, сжатию, отвердению или трещинообразованию резины, что в свою очередь ухудшает её герметичность. Поэтому необходимо, чтобы масло хорошо совместимо с резиной. В стандартах на гидравлическое масло предусмотрен показатель герметичности резины, который определяется по изменениям, происходящим в резиновой прокладке определенного размера после ее замачивания в масле в течение определенного времени. (10) Стабильность при сдвиге При использовании масел, в которые добавлены вязкостные добавки, под действием механического сдвига высокомолекулярные полимеры в масле разрываются, в результате чего вязкость масла снижается, что мешает нормальной работе системы смазки. Поэтому устойчивость к сдвигу является обязательно проверяемой специальной физико-химической характеристикой для таких масел. Существует множество методов определения сдвиговой стабильности: метод ультразвукового сдвига, метод сдвига с помощью форсунки, метод сдвига с использованием насоса Викса, метод сдвига для шестеренчатых машин FZG. Все эти методы в конечном итоге предназначены для определения степени снижения вязкости нефтепродуктов. (11) Способность к растворению. Способность к растворению обычно выражается через точку помутнения анилина. Предел растворимости композитных добавок в маслах разного уровня, измеряемый по пункту анилина, различается. У масел с низким содержанием золы этот предел выше, чем у сильно щелочных масел. Предел растворимости у масел одного уровня также выше, чем у масел нескольких уровней. (12) Растворимость в парах Растворимость базового масла в парах влияет на расход топлива, стабильность вязкости и окислительную стабильность. Эти свойства особенно важны для многоступенчатых масел и энергосберегающих масел. (13) Способность к защите от ржавчины. Речь идет о особых физико-химических свойствах, которыми должны обладать смазки для защиты от ржавчины. Методы тестирования включают испытание во влажных условиях, испытание в солевом тумане, испытание на накладывание слоев, испытание на замену воды. Кроме того, существуют такие методы тестирования, как испытание в камере с изменяемыми условиями и испытание на длительное хранение. (14) Электрические характеристики Электрические характеристики являются специфическими свойствами изоляционных масел. К ним относятся угол потерь диэлектрика, диэлектрическая проницаемость, напряжение пробоя, импульсное напряжение и т. д. Степень очистки основного масла, наличие примесей, влага и т. д. оказывают значительное влияние на электрические свойства масла. (15) Особые физико-химические свойства смазочных материалов Помимо обычных физико-химических свойств, смазочные материалы, предназначенные для специальных целей, обладают ещё и особыми физико-химическими характеристиками. Если смазка должна обладать хорошей водонепроницаемостью, то требуется проведение теста на воду ； Для низкотемпературных жиров необходимо измерять крутящий момент при низких температурах ； Для многокомпонентных смазок необходимо определять их способность к действию при экстремальных нагрузках, антиизносные свойства и защиту от ржавчины ； Долгоживущие смазки подвергаются испытаниям на долговечность подшипников и т. д. Для измерения этих характеристик также существуют соответствующие методы тестирования. (16) Другие особые физико-химические свойства. Каждый вид масла, помимо общих свойств, должен иметь и свои уникальные особые свойства. Например, для закалочного масла необходимо определить скорость охлаждения ； Необходимо определить стабильность эмульсии масла ； Необходимо измерить коэффициент противоподъема для масла гидравлических направляющих ； Необходимо измерить степень рассеивания масляного тумана при использовании спрей-смазки ； Необходимо определить температуру затвердевания масла для охлаждения ； Для масел для шестерен при низких температурах необходимо измерять такие показатели, как глубина канавок и т. д. Для обеспечения всех этих свойств требуется особый химический состав базового масла или добавление определенных специальных добавок.
（１）Окислительная стабильность
Окислительная стабильность указывает на способность смазочных масел противостоять старению. Этот показатель требуется для некоторых промышленных смазочных масел с длительным сроком службы; поэтому он является важной характеристикой таких видов масел. Существует множество методов определения окислительной стабильности нефтепродуктов. По сути, в этих методах определенное количество нефтепродукта подвергается окислению при наличии воздуха (или кислорода) и металлических катализаторов при определенной температуре в течение определенного времени. Затем оцениваются показатели кислотности нефтепродукта, изменения его вязкости, а также наличие осадка. Все смазочные материалы имеют разный уровень склонности к автоокислению в зависимости от своего химического состава и условий окружающей среды. В процессе использования происходит окисление, в результате чего постепенно образуются альдегиды, кетоны, кислоты, а также гели и асфальтены. Окислительная стабильность – это способность препятствовать образованию вышеупомянутых веществ, неблагоприятных для использования масла. (2) Термостабильность Термостабильность характеризует способность масла выдерживать высокие температуры, то есть его сопротивляемость тепловому разложению, что определяется температурой теплового разложения. Для некоторых высококачественных масел против износа для гидравлических систем, масел для компрессоров и т. д. предъявляются требования к термической стабильности. Термостабильность масел в основном зависит от состава базового масла; многие добавки с низкой температурой разложения часто оказывают негативное влияние на стабильность масел ； Антиоксиданты также не способны значительно улучшить термостабильность масел. (3) Масляность и свойства при высоких нагрузках. Масляность обусловлена тем, что полярные вещества, содержащиеся в смазке, формируют на поверхности металла в зоне трения прочную физико-химическую пленку, что способствует выдерживанию высоких нагрузок и защите от износа под действием трения. Свойства при высоких нагрузках связаны с тем, что при высоких температурах и нагрузках полярные вещества разлагаются в результате химических реакций, происходящих на поверхности металла в зоне трения; в результате этого образуется мягкая (или пластичная) пленка с низкой температурой плавления, которая обеспечивает защиту от ударных нагрузок и высоких температур. (4) Коррозия и ржавление. В результате окисления нефтепродуктов или под действием добавок часто происходит коррозия стали и других цветных металлов. В ходе теста на коррозию полоски меди обычно помещают в масло и оставляют при температуре 100°C в течение 3 часов, после чего наблюдают за изменениями, происходящими с медью ； При испытании на коррозию под действием воды и водяного пара на поверхности стали образуется ржавчина. Для оценки устойчивости к коррозии в 300 мл образца масла добавляют 30 мл дистиллированной воды или искусственной морской воды, затем в эту смесь помещают стальную штангу и на протяжении 24 часов перемешивают при температуре 54°C. После этого проверяется, появилась ли на стальной штанге ржавчина. Нефтепродукты должны обладать способностью противостоять коррозии металлов и предотвращать их ржавчину. В стандартах промышленных смазок эти два показателя обычно являются обязательными к измерению. （５）Антипенность В процессе работы смазочного масла из-за наличия воздуха часто образуются пузыри. Особенно это происходит, когда в масле присутствуют добавки с поверхностно-активными свойствами; в таких случаях пузыри образуются ещё легче, и их трудно устранить. Образование пены при использовании смазки приводит к нарушению формирования смазочного слоя, вызывает синтез поверхностей трения или усиливает их износ. Кроме того, это способствует окислению и порче смазки. Также возникает гидравлический застой в системе смазки, что влияет на её циркуляцию. Поэтому пеностойкость является важным показателем качества смазочных материалов и т. д. （６）Стабильность при гидролизе Стабильность при гидролизе характеризует способность масла сохранять свои свойства под действием воды и металлов (в основном меди). Если у масла высокое значение кислотности или оно содержит добавки, которые при контакте с водой превращаются в кислотные вещества, это может привести к тому, что этот показатель окажется недостаточным. Метод определения заключается в том, что образец нефти смешивают с определенным количеством воды, затем смесь помещают на медную пластину и при определенной температуре перемешивают в течение определенного времени. После этого измеряется кислотность водной фазы и потеря массы медной пластины. (7) Способность противостоять эмульгированию. При использовании промышленных смазок неизбежно происходит смешивание их с водой для охлаждения. Если у смазки недостаточно высока способность противостоять эмульгированию, она будет образовывать эмульсию с водой. Это затрудняет вытеснение воды из нижней части резервуара с смазкой, что может привести к плохому смазыванию деталей. Поэтому антиэмульгирующие свойства являются важной физико-химической характеристикой промышленных смазок. Обычно для испытания нефтепродуктов 40 мл испытуемого масла смешивают с 40 мл дистиллированной воды при определенной температуре в течение определенного времени, после чего наблюдают за временем, необходимым для разделения слоев масла, воды и эмульсии на объемы 40–37–3 мл ； Промышленное шестеренчатое масло получают путем смешивания тестового масла с водой, перемешивания при определенной температуре и скорости 6000 об/мин в течение 5 минут, затем оставления смеси на 5 часов, после чего измеряется количество миллилитров масла, воды и эмульсионного слоя. (8) Показатель выделения воздуха. Это требование содержится в стандартах на гидравлические масла. В гидравлических системах, если воздух, растворенный в масле, не может своевременно выйти наружу, это негативно влияет на точность и чувствительность передачи давления. В крайних случаях это может привести к невозможности использования гидравлической системы по назначению. Метод определения этого показателя аналогичен методу определения противопенообразовательных свойств, однако здесь измеряется время высвобождения воздуха (пены), растворенного в масле. (9) Герметичность резиновых уплотнений. В гидравлических системах в качестве уплотнителей чаще всего используется резина. В машинах масла неизбежно соприкасаются с различными уплотнителями. Если свойства масла не соответствуют требованиям, это может привести к набуханию, сжатию, отвердению или трещинообразованию резины, что в свою очередь ухудшает её герметичность. Поэтому необходимо, чтобы масло хорошо совместимо с резиной. В стандартах на гидравлическое масло предусмотрен показатель герметичности резины, который определяется по изменениям, происходящим в резиновой прокладке определенного размера после ее замачивания в масле в течение определенного времени. (10) Стабильность при сдвиге При использовании масел, в которые добавлены вязкостные добавки, под действием механического сдвига высокомолекулярные полимеры в масле разрываются, в результате чего вязкость масла снижается, что мешает нормальной работе системы смазки. Поэтому устойчивость к сдвигу является обязательно проверяемой специальной физико-химической характеристикой для таких масел. Существует множество методов определения сдвиговой стабильности: метод ультразвукового сдвига, метод сдвига с помощью форсунки, метод сдвига с использованием насоса Викса, метод сдвига для шестеренчатых машин FZG. Все эти методы в конечном итоге предназначены для определения степени снижения вязкости нефтепродуктов. (11) Способность к растворению. Способность к растворению обычно выражается через точку помутнения анилина. Предел растворимости композитных добавок в маслах разного уровня, измеряемый по пункту анилина, различается. У масел с низким содержанием золы этот предел выше, чем у сильно щелочных масел. Предел растворимости у масел одного уровня также выше, чем у масел нескольких уровней. (12) Растворимость в парах Растворимость базового масла в парах влияет на расход топлива, стабильность вязкости и окислительную стабильность. Эти свойства особенно важны для многоступенчатых масел и энергосберегающих масел. (13) Способность к защите от ржавчины. Речь идет о особых физико-химических свойствах, которыми должны обладать смазки для защиты от ржавчины. Методы тестирования включают испытание во влажных условиях, испытание в солевом тумане, испытание на накладывание слоев, испытание на замену воды. Кроме того, существуют такие методы тестирования, как испытание в камере с изменяемыми условиями и испытание на длительное хранение. (14) Электрические характеристики Электрические характеристики являются специфическими свойствами изоляционных масел. К ним относятся угол потерь диэлектрика, диэлектрическая проницаемость, напряжение пробоя, импульсное напряжение и т. д. Степень очистки основного масла, наличие примесей, влага и т. д. оказывают значительное влияние на электрические свойства масла. (15) Особые физико-химические свойства смазочных материалов Помимо обычных физико-химических свойств, смазочные материалы, предназначенные для специальных целей, обладают ещё и особыми физико-химическими характеристиками. Если смазка должна обладать хорошей водонепроницаемостью, то требуется проведение теста на воду ； Для низкотемпературных жиров необходимо измерять крутящий момент при низких температурах ； Для многокомпонентных смазок необходимо определять их способность к действию при экстремальных нагрузках, антиизносные свойства и защиту от ржавчины ； Долгоживущие смазки подвергаются испытаниям на долговечность подшипников и т. д. Для измерения этих характеристик также существуют соответствующие методы тестирования. (16) Другие особые физико-химические свойства. Каждый вид масла, помимо общих свойств, должен иметь и свои уникальные особые свойства. Например, для закалочного масла необходимо определить скорость охлаждения ； Необходимо определить стабильность эмульсии масла ； Необходимо измерить коэффициент противоподъема для масла гидравлических направляющих ； Необходимо измерить степень рассеивания масляного тумана при использовании спрей-смазки ； Необходимо определить температуру затвердевания масла для охлаждения ； Для масел для шестерен при низких температурах необходимо измерять такие показатели, как глубина канавок и т. д. Для обеспечения всех этих свойств требуется особый химический состав базового масла или добавление определенных специальных добавок.
Вязкость, содержание влаги, кислотность, температура вспышки и примеси – согласно государственным стандартам
Вязкость, содержание влаги, кислотность, температура вспышки и примеси
Вязкость, температура вспышки, температура нулевой вязкости, содержание воды, кислотность, механические примеси и т. д.: отсутствуют корпоративные стандарты, тестирование проводится в специализированных лабораториях. На основе показателей замены масла для различных видов масел SHS
В нашей компании ленятся: смазку практически не анализируют, её просто регулярно заменяют. Но наше теплопередающее масло необходимо регулярно анализировать: определять открытую температуру вспышки, кинематическую вязкость, содержание влаги, механических примесей, кислотное число, плотность, цвет, а также наличие водорастворимых кислот и щелочей.
Консистенция: Консистенция — это степень сопротивления смазки деформации под воздействием внешних сил. Густота обычно измеряется показателем проникновения конуса; чем выше густота, тем меньше значение проникновения конуса, а значит, тем выше пластическая прочность. Класс вязкости: NLGI (Ассоциация смазочных материалов США) делит его на девять классов, от 000 до 6. Глубина проникновения конуса: глубина проникновения конуса — это показатель вязкости смазки. Чем больше степень вонзаемости, тем мягче смазка. Глубина погружения стандартного конуса в смазку определенной температуры за 5 секунд, измеряемая с точностью до 1/10 мм, показывает степень сложности введения смазки в место ее применения. Точка капания: точка капания — это температура, при которой при определенных условиях из отверстия испытательного устройства падает первая капля смазки (а не температура плавления); она в общих чертах определяет максимальную температуру использования смазки. Для масел на основе мыла температура использования должна быть на 20–30°C ниже точки капельности. Испаряемость: также называется потерями из-за испарения. Она представляет собой процентное соотношение массы смазки, потерянной в результате её испарения при определенных температурах. Чем меньше степень испаряемости, тем лучше. Испаряемость смазочного масла в основном зависит от свойств самого масла и состава его фракций. Механическая стабильность: также называемая структурной или сдвиговой стабильностью, — это способность смазки противостоять изменениям своей вязкости под действием механических сил. Чем меньше значения изменений вязкости, тем лучше механическая стабильность смазки. Окислительная стабильность: также называется химической стабильностью. Это способность смазочного материала противостоять воздействию тепла и кислорода из воздуха при длительном хранении или при использовании в условиях высоких температур. Данный показатель является основным критерием оценки устойчивости смазочного материала к старению; его можно определить с помощью «метода кислородной бомбы». Стабильность коллоида: Стабильность коллоида показывает склонность смазки к выделению масла в процессе использования, транспортировки и хранения, а также способность сохранять свою коллоидную структуру. Стабильность коллоида смазки имеет большое значение для применения при высоких температурах и больших нагрузках. Антиизносная способность: антиизносная способность — это способность смазки предотвращать износ на поверхностях движущихся деталей путем поддержания масляного слоя. Для определения стойкости к износу обычно используется устройство с четырьмя шариками для измерения критической нагрузки PB ； Значение нагрузки на спекание PD ； Комплексный показатель износа. Значения OK при тестировании на испытательном стенде Тимкена и т. д. Водостойкость: Водостойкость, также называемая тестом на сопротивление воде, означает способность смазки противостоять смыванию водой или сохранять свою структуру при поглощении влаги. При определенных условиях определяется процентное содержание массы смазки, смываемой водой; чем меньше этот показатель, тем меньше изменяются свойства смазки под воздействием воды. Низкотемпературные свойства: одним из важных показателей низкотемпературных свойств смазочного материала является крутящий момент при низких температурах. Это показатель того, насколько смазочный материал затрудняет вращение подшипников при низких температурах (ниже -20°C). Крутящий момент при низких температурах определяется как среднее значение пускового момента и момента после 60 оборотов. Антикоррозийные свойства (защитные свойства): антикоррозийные свойства – это способность смазки предотвращать коррозию металла, с которым она вступает в контакт. Этот показатель определяет степень защиты металла от ржавчины в условиях высокой влажности и температуры. Требуется, чтобы смазка не вызывала коррозии металла при комнатной температуре и высокой влажности. Способность к перекачиванию: способность к перекачиванию — это степень легкости подачи смазки под действием давления в такие элементы распределительной системы, как форсунки и насадки для нанесения смазки. Сопротивляемость растворению резины: под сопротивляемостью растворению резины понимается способность смазки не вызывать чрезмерного растворения, проникновения или разбухания и деформации резиновых изделий, таких как уплотнения. Тенденция к образованию канавок: тенденция к образованию канавок означает склонность смазки при непрерывной работе в подшипниках формировать канавки. В результате часть смазки, которая не участвует в процессе работы, становится стенками этих канавок, выполняя функцию герметизации и создания масляного бассейна. Чувствительность к пузырькам воздуха: в системе распределения смазки из-за снижения давления образуются пузырьки воздуха, что препятствует поступлению смазки к месту всасывания. Некоторые липиды склонны к возникновению этого явления, то есть чувствительны к кавитации. Силы взаимного притяжения: силы взаимного притяжения – это молекулярные силы, которые заставляют частицы определенного вещества притягиваться друг к другу и соединяться вместе. Они препятствуют течению смазки. Адгезия: адгезия — это способность смазки прилипать к поверхности роликового пути подшипника, который смазывается. Теркотность: свойство смазки, при котором при воздействии сдвига её вязкость снижается, а при прекращении сдвига она снова увеличивается.
У каждого вида смазки существует ряд стандартов качества; производители контролируют процесс производства в соответствии с этими показателями, и только после прохождения проверки продукт может быть выпущен на рынок. Существует множество видов смазочных масел, которые используются в различных целях. У них есть два вида показателей: одни являются общими для всех или большинства смазочных масел; все они должны соответствовать этим показателям. Однако конкретные значения этих показателей различаются ； Другой тип — это те, у которых из-за различия в назначении у каждого сорта есть свои показатели. В первую категорию также можно разделить на три подкатегории:
1. Физико-химические показатели
Это показатели внутреннего качества продукта, основные физико-химические свойства смазочных материалов. Это минимальные требования; их обычно измеряют в лаборатории с использованием стеклянных приборов по стандартным методам. Этот процесс является быстрым и не требует много усилий. К таким показателям относятся вязкость, температура вспышки и т. д. Обычно их измеряют при каждом производственном цикле. В последние годы появилось множество устройств для автоматического измерения физико-химических показателей, которые не только экономят рабочую силу и ускоряют процесс измерений, но также снижают человеческий фактор ошибок и повышают точность. 2. Показатели производительности Они характеризуют те свойства, которыми должен обладать смазочный материал в процессе использования, такие как антиоксидантные свойства, способность противостоять пузырьковому образованию, свойства при высоких нагрузках и т. д. Для измерения этих показателей существуют стандартные методы, однако испытательное оборудование является сложным и дорогим; к тому же оно требует много времени и усилий. Это также предъявляет определенные требования к квалификации операторов. Некоторые небольшие производители смазочных материалов не имеют возможности использовать такое оборудование. Помимо контроля качества продукции, эти показатели также могут использоваться при разработке новых продуктов. На производстве это не обязательно требуется для каждой партии продукции, а проводится при изменении сырья, технологии или рецептуры в качестве меры контроля. 3. Испытания на имитационном стенде Для этих испытаний используются специальные стандартные испытательные устройства или реальные двигатели, представляющие типичные образцы для использования в практике. Условия испытаний имитируют типичные условия эксплуатации, поэтому результаты таких испытаний наилучшим образом отражают характеристики смазочных материалов в реальных условиях использования. Они также являются наиболее достоверным критерием для оценки качества смазочных материалов. У моделированных испытаний на стендах существуют стандартные методы проведения. Сами по себе эти методы требуют значительных затрат труда, ресурсов и времени, поэтому без достаточных масштабов бизнеса или финансовых возможностей их реализовать невозможно.
1. Физико-химические показатели
Это показатели внутреннего качества продукта, основные физико-химические свойства смазочных материалов. Это минимальные требования; их обычно измеряют в лаборатории с использованием стеклянных приборов по стандартным методам. Этот процесс является быстрым и не требует много усилий. К таким показателям относятся вязкость, температура вспышки и т. д. Обычно их измеряют при каждом производственном цикле. В последние годы появилось множество устройств для автоматического измерения физико-химических показателей, которые не только экономят рабочую силу и ускоряют процесс измерений, но также снижают человеческий фактор ошибок и повышают точность. 2. Показатели производительности Они характеризуют те свойства, которыми должен обладать смазочный материал в процессе использования, такие как антиоксидантные свойства, способность противостоять пузырьковому образованию, свойства при высоких нагрузках и т. д. Для измерения этих показателей существуют стандартные методы, однако испытательное оборудование является сложным и дорогим; к тому же оно требует много времени и усилий. Это также предъявляет определенные требования к квалификации операторов. Некоторые небольшие производители смазочных материалов не имеют возможности использовать такое оборудование. Помимо контроля качества продукции, эти показатели также могут использоваться при разработке новых продуктов. На производстве это не обязательно требуется для каждой партии продукции, а проводится при изменении сырья, технологии или рецептуры в качестве меры контроля. 3. Испытания на имитационном стенде Для этих испытаний используются специальные стандартные испытательные устройства или реальные двигатели, представляющие типичные образцы для использования в практике. Условия испытаний имитируют типичные условия эксплуатации, поэтому результаты таких испытаний наилучшим образом отражают характеристики смазочных материалов в реальных условиях использования. Они также являются наиболее достоверным критерием для оценки качества смазочных материалов. У моделированных испытаний на стендах существуют стандартные методы проведения. Сами по себе эти методы требуют значительных затрат труда, ресурсов и времени, поэтому без достаточных масштабов бизнеса или финансовых возможностей их реализовать невозможно.
1. Физико-химические показатели Они характеризуют внутреннее качество продукта, основные физико-химические свойства смазочных материалов; это также минимальные требования. Обычно их определяют в лаборатории с использованием стеклянных приборов по стандартным методам – это быстро и экономит время и усилия. К таким показателям относятся вязкость, температура вспышки и т. д. Обычно их измеряют при каждом производственном цикле. 2. Показатели производительности Они характеризуют те свойства, которыми должен обладать смазочный материал в процессе использования, такие как антиоксидантные свойства, способность противостоять пузырьковому образованию, свойства при высоких нагрузках и т. д. Для измерения этих показателей существуют стандартные методы, однако испытательное оборудование является сложным и дорогим; к тому же оно требует много времени и усилий. Это также предъявляет определенные требования к квалификации операторов. Некоторые небольшие производители смазочных материалов не имеют возможности использовать такое оборудование. Помимо контроля качества продукции, эти показатели также могут использоваться при разработке новых продуктов. 3. Стандарты уровней качества определяются в соответствии с классификацией API (Американской ассоциации нефти). Для моторных масел бензиновых двигателей используется буква S в начале обозначения, например SE, SJ, S и т. д. Масла для дизельных двигателей обозначаются буквой C, например, CD, CF, CH и т. д. Масло для шестерен обозначается буквой G, например, G-4, G-5 и т. д. Чем дальше номер буквы, тем выше класс качества топлива. Помимо стандартов API, существуют и другие авторитетные организации, которые также разработали соответствующие стандарты для оценки качества моторного масла. Сейчас мы расскажем вам о нескольких международных организациях, занимающихся оценкой качества моторного масла. ACEA — организация, с которой, как я полагаю, некоторым из вас знакомо. Это Ассоциация автопроизводителей Европы, основанная в мае 1991 года взамен CCMC. CCMC была Ассоциацией автопроизводителей Европейского экономического сообщества и являлась предшественницей ACEA; у неё были функции, схожие с функциями ACEA. Организация ACEA пересматривает спецификации автомобильных смазок каждые два года, причем некоторые из этих показателей совпадают с стандартами API. Кроме того, существует организация под названием ILSAC, то есть Международный комитет по стандартизации и сертификации смазочных материалов. Он был создан совместно Ассоциацией производителей автомобилей США и Ассоциацией производителей автомобилей Японии. В октябре 1990 года ILSAC утвердил стандарт тестирования топлива для двигателей легковых автомобилей GF-1. JASO – Японская организация по стандартизации автомобилей. Это также одна из организаций, занимающихся оценкой качества двигателей для автомобилей. Она состоит из японских нефтяных компаний, производителей добавок, автопроизводителей, а также других японских организаций. Стандарты, разрабатываемые этой организацией, применяются в Японии и странах Тихоокеанского региона; они дополняют стандарты API. Военное руководство США, Германии и Франции также установило собственные стандарты для обеспечения качества военных масел. Помимо вышеупомянутых международных организаций, некоторые известные производители автомобилей также разработали собственные стандарты. Например, американская компания Cummins, немецкие автопроизводители Mercedes-Benz, BMW, Volkswagen, Porsche, а также шведская компания Volvo имеют собственные стандарты тестирования моторного масла, которые более строги и жесткие, чем стандарты API. В Китае в общей сложности 7 компаний прошли стандарты API, а ещё меньше компаний соответствуют стандартам тестирования моторных масел, установленным автомобильными производителями. В настоящее время китайским производителем смазочных материалов, имеющим наибольшее количество таких сертификатов, является компания Beijing United Petrochemical Co., Ltd. Страны мира и различные компании устанавливают стандарты для топлива, используемого в автомобилях, главным образом для того, чтобы масла, производимые производителями смазочных материалов, соответствовали требованиям к использованию в автомобилях. Поэтому при покупке смазочных материалов потребители должны обязательно проверять, сертифицирован ли производитель у вышеуказанных авторитетных организаций.