潤(rùn)滑油含水量檢測(cè)方法的探討

耿珊

（甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院，甘肅蘭州 730050）

伴隨著潤(rùn)滑油使用范圍的擴(kuò)大，市場(chǎng)上的各個(gè)潤(rùn)滑油生產(chǎn)廠家不僅加大了生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)處理不同性能的潤(rùn)滑油，更是在生產(chǎn)過程中非常注重含水量的檢測(cè)。雖然在潤(rùn)滑油生產(chǎn)和使用中，含水量檢測(cè)有著多種的方式，但在技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，含水量檢測(cè)技術(shù)也有了嶄新的發(fā)展，出現(xiàn)了一些在線檢測(cè)當(dāng)現(xiàn)代化技術(shù)，有效保障了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，可根據(jù)含水量檢測(cè)結(jié)果來進(jìn)行潤(rùn)滑油油質(zhì)的判定，科學(xué)地進(jìn)行潤(rùn)滑油的選擇和應(yīng)用。

1 潤(rùn)滑油水分來源及存在形式

1.1 來源

1.1.1 外部混入

因?yàn)闈?rùn)滑油生產(chǎn)和使用的特殊性，在一些環(huán)節(jié)可能會(huì)出現(xiàn)水分混入潤(rùn)滑油的情況，比如，在生產(chǎn)與存儲(chǔ)階段，一旦相關(guān)人員沒有選擇好存放設(shè)備或者傳輸管道存在破損問題，就會(huì)導(dǎo)致雨水、雪水或者其他水分混入到油品內(nèi)，導(dǎo)致潤(rùn)滑油中的水分超標(biāo)，降低了潤(rùn)滑油的使用性能。潤(rùn)滑油的使用過程中，也會(huì)出現(xiàn)冷卻器的滲漏問題，在出現(xiàn)了這一問題且并未及時(shí)處理后，油品內(nèi)可能會(huì)混入冷卻水。當(dāng)潤(rùn)滑油存儲(chǔ)和使用在潮濕的條件下或在溫度異常低的情況下，空氣中的水分也會(huì)混入其中，導(dǎo)致油品中的水分超出正常標(biāo)準(zhǔn)。

1.1.2 內(nèi)部析出

潤(rùn)滑油有著明顯的溶水特性，但其本身溶水性也與溫度變化有著一定的關(guān)系，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在周邊環(huán)境溫度急劇升高的過程中，空氣濕度同步增大，潤(rùn)滑油的溶水性更為明顯。這種情況下，油品中的含水量較大，反之，含水量較小。在環(huán)境溫度較低的情況下，潤(rùn)滑油中的水將呈現(xiàn)出飽和狀態(tài)，在特定的條件下這些水分將會(huì)被析出。因此，內(nèi)部析出同樣是潤(rùn)滑油中水分的一大來源。

1.2 對(duì)潤(rùn)滑油中水分形式的介紹

潤(rùn)滑油中的水分有多種的存在方式：①分子狀態(tài)。這種狀態(tài)下，水分出現(xiàn)在潤(rùn)滑油的分子空隙內(nèi)，水分對(duì)潤(rùn)滑油的溶解作用受到潤(rùn)滑油組分、溫度的影響，這種狀態(tài)下的水分很難直接判定，需借助專門的檢測(cè)設(shè)備和儀器來判斷其含量。②細(xì)小顆粒狀態(tài)。這種存在形式下，形成了油水兩相乳濁液，油水分離的技術(shù)難度大。③油中析出，形成了微小顆粒后逐步成為大顆粒，多處于容器底部或者內(nèi)壁。

2 潤(rùn)滑油中水分存在的危害性

2.1 對(duì)潤(rùn)滑油的品質(zhì)和潤(rùn)滑性能產(chǎn)生不利影響

根據(jù)潤(rùn)滑油的基本構(gòu)成，其中主要以基礎(chǔ)油和添加劑為主，一旦在潤(rùn)滑油中的含水量超出了正常標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)油受到水分的干擾而表現(xiàn)出明顯的氧化，在氧化現(xiàn)象達(dá)到了一定的程度以后，也就會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油發(fā)生乳化現(xiàn)象。添加劑在潤(rùn)滑油中的作用相當(dāng)于表面活性劑，在一定的條件下，添加劑極易變成膠狀，最終導(dǎo)致潤(rùn)滑油的油質(zhì)不佳，比如，潤(rùn)滑油黏度降低。一旦水分導(dǎo)致潤(rùn)滑油中的基礎(chǔ)油、添加劑發(fā)生了變化，就會(huì)導(dǎo)致油品性能和質(zhì)量無法滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 加劇機(jī)械設(shè)備磨損和腐蝕

潤(rùn)滑油一般用在機(jī)械設(shè)備中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械設(shè)備中零部件的潤(rùn)滑，減小不同零部件之間的機(jī)械摩擦，但一旦潤(rùn)滑油中的含水量過高，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的磨損和腐蝕嚴(yán)重，易造成機(jī)械設(shè)備更高的故障率，難以維持機(jī)械設(shè)備的正常使用。

3 潤(rùn)滑油含水量檢測(cè)方法

3.1 蒸餾法

關(guān)于潤(rùn)滑油中的含水量檢測(cè)，有多種檢測(cè)方式，蒸餾法是一種十分傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，具體的檢測(cè)工作開展時(shí)，在潤(rùn)滑油中選取試樣，將所選取的試樣與無水試劑充分混合以后，開展一段時(shí)間的加熱蒸餾，最后讀取冷凝回流水的體積數(shù)據(jù)，就可得到含水量指標(biāo)，這種檢測(cè)方法的原理和操作都相對(duì)簡(jiǎn)單，但在整個(gè)的檢測(cè)過程中，卻需要消耗相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間，且難以得到高精度的結(jié)果。

3.2 卡爾·費(fèi)休滴定法

3.2.1 原理

卡爾·費(fèi)休滴定法同樣是潤(rùn)滑油含水量檢測(cè)中的常用方法，在利用這一檢測(cè)方法開展檢測(cè)工作的過程中，主要利用的是電化學(xué)法，將I2、SO2、H2O 以1∶1∶1 的比例在電解池內(nèi)開展化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)過程如下：

根據(jù)上述反應(yīng)過程，在不含游離態(tài)碘的滴定溶液通入高壓電，在此條件下，碘與水將發(fā)生一定的變化，在反應(yīng)結(jié)束后，游離態(tài)的碘將使得電壓呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，直到滴定結(jié)束，電壓的下降也結(jié)束，利用法拉第定律就可得到總碘量值，進(jìn)而來得到潤(rùn)滑油的含水量指標(biāo)。

3.2.2 影響因素

在利用卡爾·費(fèi)休滴定法開展含水量檢測(cè)的過程中，檢測(cè)結(jié)果往往會(huì)受到諸多因素的影響，主要為：①卡爾·費(fèi)休試劑。在周邊環(huán)境濕度發(fā)生變化的情況下，卡爾·費(fèi)休試劑的新鮮度也會(huì)發(fā)生一定的變化。比如，在濕度增大、時(shí)間延長(zhǎng)的情況下，試劑的穩(wěn)定性不足，滴定度的下降速度明顯快于正常標(biāo)準(zhǔn)，試劑可能難以發(fā)揮其作用。②溶劑。潤(rùn)滑油中的水分有多種存在形式，其中，游離狀的水脫除相對(duì)簡(jiǎn)單，經(jīng)由溶劑的使用，樣品中的水可以發(fā)生狀態(tài)的變化，當(dāng)成為了游離態(tài)后，也就可在特定的條件下與試劑發(fā)生一定的化學(xué)反應(yīng)，但因?yàn)闈?rùn)滑油為非極性物質(zhì)，如果在檢測(cè)工作中采用了高純度的非極性溶劑，因?yàn)閷?dǎo)電性質(zhì)相對(duì)較差，兩者之間的反應(yīng)活性不夠，也就無法保障檢測(cè)工作的順利開展。

3.3 稱重法

當(dāng)在潤(rùn)滑油含水量檢測(cè)時(shí)采用的是稱重法時(shí)，需在潤(rùn)滑油中選擇有代表性的試樣，試樣體積要符合要求，在取樣結(jié)束以后按照相關(guān)規(guī)定來稱重，結(jié)合對(duì)潤(rùn)滑油密度情況的掌握，依據(jù)特定的公式，計(jì)算在同體積條件下潤(rùn)滑油的質(zhì)量。因?yàn)闈?rùn)滑油與水存在著密度方面的差異，在開展含水量檢測(cè)的過程中，可考慮這兩種物質(zhì)的質(zhì)量差值、水和油密度關(guān)系等的分析，得出試樣中水的體積和含水量。但利用稱重法開展檢測(cè)的過程中，為得到可靠的檢測(cè)結(jié)果，一般要保障試樣的純度。

3.4 紅外線光譜法

潤(rùn)滑油含水量的檢測(cè)中，很多時(shí)候也會(huì)采用紅外線光譜法，根據(jù)這一檢測(cè)方法的原理，利用的是油品內(nèi)不同組分的紅外線吸收強(qiáng)度差異。針對(duì)潤(rùn)滑油的含水量檢測(cè)，當(dāng)利用紅外光連續(xù)對(duì)油品試樣開展照射的情況下，可同步獲得吸收光譜圖，因?yàn)槲舛扰c含水量之間存在著緊密的聯(lián)系，經(jīng)由對(duì)吸光度的分析，也就可掌握潤(rùn)滑油中的含水量情況。但根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)水分含量超過0.1%的情況下，利用這一檢測(cè)方法可得到相對(duì)可靠的結(jié)果。

3.5 微波法

微波法屬于潤(rùn)滑油含水量檢測(cè)的一種新型方式，當(dāng)利用這一方式開展檢測(cè)時(shí)，需在油品內(nèi)施加電磁波，因?yàn)樗旧砭哂袠O強(qiáng)的導(dǎo)電性，當(dāng)施加了電磁波以后，也就會(huì)在潤(rùn)滑油內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，含水量越高的情況下，這種情況下所產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大，也意味著更大的電磁波能量，經(jīng)由對(duì)電磁波能量的計(jì)算，就會(huì)獲得準(zhǔn)確的含水量結(jié)果。

3.6 射線法

當(dāng)在潤(rùn)滑油中通過了射線時(shí)，水和油品本身的性質(zhì)不同，對(duì)于射線的吸收率也存在著較大的差異，因此，一旦在潤(rùn)滑油的含水量檢測(cè)時(shí)，含水量存在著明顯的變化，將意味著射線衰減也會(huì)出現(xiàn)一定的變化，通過這一原理的應(yīng)用，也就可得到含水量檢測(cè)結(jié)果。從本質(zhì)上看，這一檢測(cè)方法為非接觸檢測(cè)，因?yàn)闉榉墙佑|的方式，所得到的檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際可能存在較大的偏差。

3.7 介電常數(shù)法

潤(rùn)滑油和水分別屬于非極性和極性位置，這種性質(zhì)差異導(dǎo)致二者的介電常數(shù)有著顯著的區(qū)別，一旦含水量發(fā)生變化，介電常數(shù)也會(huì)同步發(fā)生改變，在利用介電常數(shù)法開展含水量檢測(cè)時(shí)，主要是對(duì)這種變化量、含水量關(guān)系的把握來獲得含水量指標(biāo)。根據(jù)當(dāng)下潤(rùn)滑油含水量檢測(cè)方面的介電常數(shù)法，多利用的是射頻法和電容法，如果采用的是射頻法，需將選定的射頻傳感器探頭置于油液內(nèi)，經(jīng)由射頻源的射頻信號(hào)發(fā)送，在油液介電常數(shù)的變化下，傳感器電容也會(huì)同步發(fā)生變化，這種情況下，經(jīng)由對(duì)傳感器電容阻抗的分析，就可獲得含水量；在含水量較高的潤(rùn)滑油檢測(cè)中，射頻法更為適用。

4 結(jié)束語(yǔ)

含水量檢測(cè)是潤(rùn)滑油生產(chǎn)和使用中的重點(diǎn)工作，雖然在當(dāng)下的技術(shù)發(fā)展中，檢測(cè)方法日漸多樣，但因?yàn)槊恳环N檢測(cè)方法都有各自的特點(diǎn)和適用條件，為得到可靠的檢測(cè)結(jié)果，需根據(jù)檢測(cè)情況來進(jìn)行檢測(cè)方法的選擇。