一、油中水的來(lái)源
潤滑系統中水分的污染主要來(lái)源于冷卻液的泄露、密封失效、空氣中水分冷凝和外界經(jīng)呼吸帽或是密封系統進(jìn)入的水等。
二、油中水存在的三種形態(tài)
水分在油液中的形式主要有溶解水、乳化水和自由水(游離水)游離水等三種形式。
1、溶解水 是指油液分子間存在的水,其尺寸一般在0.1μm以下;
2、乳化水 是指高度分散在油液中的水,其尺寸一般在10μm以下;
3、自由水 是指沉降在油液下部的水,其尺寸一般在100μm以上。
一般來(lái)說(shuō),油中水分的存在形式會(huì )隨著(zhù)潤滑系統侵入的水分量、系統工況、油品的飽和度、溫度等不斷發(fā)生變化。由于一般潤滑系統中均會(huì )存在不同程度的水分,對于礦物油,水一般沉淀于底部呈游離水;對于磷酸酯或含氯碳氫化合物等合成液,則浮于頂部。
三、油中水污染的危害
油中水對潤滑系統的危害是相當嚴重的,尤其以液壓系統更為嚴重。當油中侵入水分,會(huì )產(chǎn)生下列影響:
1、乳化油品
設備潤滑系統中侵入一定量的水分,會(huì )使各類(lèi)油品乳化呈不同色澤的乳濁狀態(tài)。這種乳化油進(jìn)入潤滑系統內部,不僅使機器的摩擦部件、液壓元件內部生銹,同時(shí)會(huì )降低其潤滑性能。
2、生成泡沫
混入水分后易產(chǎn)生泡沫,堵塞油道,還會(huì )提高潤滑油的凝點(diǎn),也會(huì )減低油膜強度,降低潤滑功能,導致機件磨損。
3、水解添加劑
水分會(huì )與油中的某些添加劑(如清凈分散劑、抗氧抗腐劑、抗暴劑等)作用,發(fā)生水解反應,產(chǎn)生沉淀和膠質(zhì)等污染物,加速潤滑油的氧化。
4、產(chǎn)生銹蝕
一般來(lái)講,機械潤滑系統中的水含量超過(guò)300ppm就可能引起碳素鋼或合金鋼生銹,剝落的鐵銹在系統管道和系統內流動(dòng),蔓延擴散下去,將導致整個(gè)內部系統生銹,產(chǎn)生更多的剝落鐵銹和氧化物。
5、促進(jìn)油泥生成
水分會(huì )與磨損金屬顆粒及鐵的氧化產(chǎn)物發(fā)生作用生成鐵皂,鐵皂與潤滑油中的塵土、機漬和膠質(zhì)等污染物混合而成生成油泥。油泥會(huì )造成各摩擦表面供油不足,加速機件的磨損。
6、引起冰粒
在北方冬季,潤滑油中含水,極易凝結成微小冰粒,在潤滑系統中易堵塞控制元件的間隙和出口。
7、降低絕緣性
如變壓器油,侵入水或雜質(zhì)后,絕緣性能急劇變壞。
四、油中水含量分析方法
測量油中水的方法有:
1、蒸餾法
蒸餾法水分測定的標準是GB/T 260和ASTM D95.測試原理是將一定量的試樣與無(wú)水有機溶劑混合,在規定的儀器中進(jìn)行加熱蒸餾。
2、卡爾費休庫倫法
卡爾費休庫倫法是利用碘氧化二氧化硫時(shí)需要消耗定量的水的原理來(lái)測定樣品中的水分,采用標準有GB/T 7600、GB/T11133及ASTM D6304,但其操作條件苛刻,無(wú)法應用于現場(chǎng)。
3、紅外技術(shù)檢測法
這種方法通過(guò)檢測水的紅外譜線(xiàn)提供對油中溶解水的高靈敏度定量的測量。乳化和游離水的存在可由紅外散射識別,并且當它們達到臨界水平時(shí)會(huì )提醒用戶(hù)。
通過(guò)紅外技術(shù)方法進(jìn)行檢測時(shí),設置適當的水濃度報警限值是至關(guān)重要的??蓞f(xié)商確定適當的報警限值。如果可能,也可參考ASTM D4378(蒸汽輪機、燃氣輪機和聯(lián)合循環(huán)渦輪機在用油監測的標準方法)和ASTM D6224(標準實(shí)踐在職監測潤滑油的輔助動(dòng)力裝置設備),ASTM D7720(使用油液分析監測設備和潤滑油狀態(tài)時(shí),評估確定報警限值的標準指南)。
根據溫度和使用時(shí)間的長(cháng)短,液壓油、渦輪機油和其他工業(yè)用油可以容納高達200ppm到600ppm的溶解水(0.02%到0.06%)。舊油可容納的溶解水量是新油的三到四倍。這是因為石油氧化形成的極性副產(chǎn)物,會(huì )附著(zhù)在水分子上使水保持溶解狀態(tài)。曲軸箱油可容納的溶解水量也比較高,應為它里面含有極性添加劑,可以使水保持溶解狀態(tài)。汽輪機油的極性添加劑含量較少,往往飽和度較低,所以我們能很快看到自由水的形成。這就是為什么汽輪機油的報警限值較低,需要更密切地監測。FluidScan就是一個(gè)有用的通過(guò)紅外技術(shù)進(jìn)行水檢測的工具,可現場(chǎng)監測水的ppm值,以確保水分去除技術(shù)的有效性。此外,還可以進(jìn)行更多油液狀態(tài)參數的監測,以評估油的品質(zhì)。例如,如果油中存在游離水和乳濁水的時(shí)間較長(cháng),建議進(jìn)行破乳性研究(ASTM D1401),因為這兩種水對設備的危害相對較大。
五、油中水脫水方法
真空脫水、重力分離、離心分離、凝聚過(guò)濾和使用加熱組件是除水的常用方法。
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