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如何挑選高溫潤滑脂?

發(fā)表時間:2023-02-21 11:29
高溫對潤滑脂的性能要求較高,因此選用高溫潤滑脂時,要充分考慮設(shè)備潤滑所涉及的各方面因素。選擇潤滑脂時,要看潤滑脂的NLGI稠度是否合適,基礎(chǔ)油的粘度是否符合要求,潤滑脂的類型是否符合要求。選擇高溫潤滑脂時,要考慮的因素就更多,除了選擇合適的...
  高溫對潤滑脂的性能要求較高,因此選用高溫潤滑脂時,要充分考慮設(shè)備潤滑所涉及的各方面因素。

  選擇潤滑脂時,要看潤滑脂的NLGI稠度是否合適,基礎(chǔ)油的粘度是否符合要求,潤滑脂的類型是否符合要求。選擇高溫潤滑脂時,要考慮的因素就更多,除了選擇合適的NLGI稠度等級,以及合適的基礎(chǔ)油粘度,還要考慮基礎(chǔ)油是哪種類型,基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)(粘溫性)、稠化劑的種類、潤滑脂膠體結(jié)構(gòu)在高溫下的穩(wěn)定性、基礎(chǔ)油在高溫下的氧化穩(wěn)定性、蒸發(fā)損耗、添加劑類型、環(huán)境溫度、潤滑脂使用時的溫度、使用中是否接觸水分雜質(zhì)等污染物、設(shè)備運轉(zhuǎn)中的負(fù)荷、速度、要求多久換一次潤滑脂、與其它潤滑脂是否相容、成本等等??梢?,選擇高溫潤滑脂,需要充分考慮各方面的細(xì)節(jié),讓潤滑脂最大限度的滿足各方面的要求。

  1.高溫:

  市面上許多潤滑脂都標(biāo)為“高溫潤滑脂”,用戶需要注意,由于配方不同,高溫潤滑脂的性能也有差別。再加上“高溫”本身就是一個相對的概念,多高的溫度才能算是高溫呢?65度以上算是高溫,100多度也是高溫,幾百度也是高溫,因此,用戶必須從自己實際的使用溫度出發(fā),再結(jié)合其它方面的要求,才能選到合適的高溫潤滑脂。

  例如,鋼鐵廠軋鋼床軸承周圍的溫度可以達(dá)到幾百度,軸承運行時的溫度一般保持在120℃~150℃。汽車裝配中,烘干流水線上的溫度也很高,烘干爐的運行溫度大約為205度。這兩種情況,選擇高溫潤滑脂的要求是不一樣的。相比汽車烘干線上用的潤滑脂,軋床軸承潤滑脂不但要考慮潤滑脂的耐熱性,還要求潤滑脂滿足其它方面的性能要求,包括:

  ü 良好的極壓性能:因為負(fù)荷較重,需要潤滑脂具有良好的承載能力

  ü 良好的泵送性:因為使用集中潤滑,要求潤滑脂在集中供脂系統(tǒng)中具備良好的流動性,并保持一定的稠度,便于油泵輸送

  ü 良好的抗水性:鋼鐵廠的使用條件要求潤滑脂具有良好的抗水性,不易因為水沖刷而流失

  ü 良好的氧化穩(wěn)定性:高溫很容易導(dǎo)致潤滑脂變質(zhì),因此要求潤滑脂在高溫下具有良好的抗氧化能力

  ü 良好的剪切穩(wěn)定性:在機(jī)械碾壓和剪切下,再加上高溫,要求潤滑脂能保持一定稠度(不會變?。?/p>

  ü 成本:鋼鐵廠潤滑脂用量大,因此還要考慮成本

  2.高溫潤滑脂的成分:

  要選對高溫潤滑脂,我們首先來看一下潤滑脂的成分:

  潤滑脂的成分:基礎(chǔ)油(70%~95%)+稠化劑(3%~30%)+添加劑(0%~10%)

  高溫潤滑脂就是在高溫下使用的潤滑脂,生產(chǎn)高溫潤滑脂時,選用了耐高溫的基礎(chǔ)油、稠化劑和添加劑,各成分按照合理的比例調(diào)配而成,滿足高溫下的一系列性能要求。對于高溫潤滑脂來說,要保證基礎(chǔ)油、稠化劑、添加劑都能經(jīng)受住實際使用中遇到的高溫。

  1)基礎(chǔ)油:

  基礎(chǔ)油就是潤滑脂里含有的油,潤滑脂里大部分都是基礎(chǔ)油,起潤滑作用的主要也是基礎(chǔ)油。

  潤滑脂的性能與基礎(chǔ)油的檔次有很大關(guān)系?;A(chǔ)油有很多種類,粗略的說可以分為兩大類:礦物油、合成油。

  ü 礦物油:石油里提取的油分,大約95%的潤滑油、潤滑脂都使用礦物油作為基礎(chǔ)油生產(chǎn)而成。

  ü 合成油:人造油,通過人工化學(xué)合成,具有優(yōu)于合成油的性能,或者在某方面具有特別的性能,例如抗燃。

  如果對基礎(chǔ)油進(jìn)行細(xì)分,一般按照API(美國石油學(xué)會)的分類標(biāo)準(zhǔn),把基礎(chǔ)油歸為五類:API-I類油,API-II類油,API-III類油,API-IV類油,API-V類油,具體如下:

02-figure.jpg

礦物油:

  ü API-I類油:I類油是溶劑精制出來的礦物油,使用溫度范圍一般在0~65攝氏度,是市面上最便宜的基礎(chǔ)油。

  ü API-II類油:II類油是加氫裂化處理制取的基礎(chǔ)油,加氫處理之后提高了飽和烴的含量,因此抗氧化性增強(qiáng)。

  ü API-III類油:這類油進(jìn)行了加氫異構(gòu)化處理,III類油的性能接近PAO,但是低溫性能和高溫下的抗氧化性與PAO還有一些距離。由于去除了一些雜質(zhì),再加上飽和烴含量增加,II類油和III類油的抗氧化和耐熱性都優(yōu)于I類油,但是礦物油的使用高溫極限在120℃左右。

  合成油:

  合成油通常比礦物油耐高溫,具有更好的熱穩(wěn)定性。用于高溫潤滑脂的合成基礎(chǔ)油主要有PAO、酯類油、硅油、PAG。合成油里使用最廣泛的是合成烴(SHC),屬于API-IV類油,其中的代表是PAO(聚α烯烴)。PAO能適應(yīng)的高溫、低溫使用范圍大于礦物油,高溫下的氧化安定性更好,因此能滿足嚴(yán)寒和高溫的應(yīng)用環(huán)境。合成烴最高可以在160℃持續(xù)使用,短時使用溫度最高可達(dá)270℃,分解溫度大約在280℃~320℃。

  酯類油也是高溫潤滑脂常用的基礎(chǔ)油,酯類油的優(yōu)點是耐高溫:熱穩(wěn)定性好,高溫下蒸發(fā)損失量低于礦物油。其中,雙酯油最高可以在175℃下持續(xù)使用,分解溫度大約在275℃,聚酯油(POE)高一些,大約在315℃。POE最高可以在200℃持續(xù)使用,短時使用最高溫度可達(dá)到300℃。

  硅油在普通運用中很少用到,硅油的優(yōu)點就是耐高溫,但是會有在高溫下的分解產(chǎn)物會引起磨損。

  PAG分為水溶性PAG和油溶性PAG,PAG的分解溫度大約在220℃。

  比起前面提到的合成油,全氟聚醚的耐熱性更好,但是價格非常高。

  2)稠化劑

  稠化劑的使用溫度上限也必須符合要求,潤滑脂是根據(jù)稠化劑來命名的,如使用鋰皂作為稠化劑,制成的潤滑脂就稱為鋰基脂,同理鈣基脂使用的稠化劑就是鈣基稠化劑、鋁基脂、鈉基脂等等。稠化劑則主要是脂肪酸的鹽類,也叫做皂類,其作用是將基礎(chǔ)油變稠,形成半固體的膠狀物,在正常的情況下,稠化劑就像海綿,把基礎(chǔ)油吸附在膠體結(jié)構(gòu)里,受到擠壓時釋放出基礎(chǔ)油,起到潤滑作用。

  如果溫度上升到一定程度,高溫就會破壞稠化劑形成的膠體結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)油就不能正常的保持在稠化劑膠體結(jié)構(gòu)里,基礎(chǔ)油就開始流失。根據(jù)ASTM D2265的測定標(biāo)準(zhǔn),在溫度升高到一定程度時,我們把潤滑脂開始滴下第一滴油時的溫度叫做滴點(dropping point),溫度達(dá)到滴點時,稠化劑的膠體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,不能正常地吸附保持基礎(chǔ)油。

  稠化劑的種類主要影響潤滑脂的滴點、膠體穩(wěn)定性。下面是不同潤滑脂的滴點:

  

  注意,高滴點≠最高使用溫度。高溫潤滑脂確實要求滴點高,但滴點高只是其中的一個必要條件。除了滴點高(稠化劑耐高溫),基礎(chǔ)油和添加劑也要耐得住高溫。例如,有機(jī)硅的滴點最高可以到1000多度,粘土脂則沒有滴點,只有熔點。粘土脂的熔點也很高,但是基礎(chǔ)油卻受不了那么高的溫度,那么高的溫度,基礎(chǔ)油造就著火了,因此高滴點≠高溫脂。

  常見的高溫潤滑脂主要有這么幾類:聚脲脂、粘土脂(膨潤土脂)、復(fù)合鋰基脂、復(fù)合鋁基脂、復(fù)合磺酸鈣脂。

  聚脲脂的最高使用溫度雖然類似于復(fù)合鋰基脂,但是聚脲稠化劑屬于非金屬皂基稠化劑,不含金屬離子,避免了皂基稠化劑中金屬離子對潤滑脂基礎(chǔ)油氧化的催化作用,因此聚脲潤滑脂具有良好的氧化安定性和熱穩(wěn)定性,尤其當(dāng)溫度超過180℃時,聚脲脂的熱穩(wěn)定性要優(yōu)于金屬皂基稠化劑。。聚脲稠化劑本身就具有抗磨型(哪怕不添加抗磨劑,聚脲稠化劑本身就有一定的抗磨型)。同樣的,選擇聚脲脂時,要注意基礎(chǔ)油的高溫性能。聚脲脂的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一些有毒物質(zhì),所以限制了它的推廣。

  復(fù)合磺酸鈣稠化劑比聚脲脂更耐高溫,熱穩(wěn)定性更好一些。另外,復(fù)合磺酸鈣稠化劑本身就具有良好的抗氧化性、防銹性、極壓性和抗磨性。

  有一些金屬皂基稠化劑也能耐高溫,例如復(fù)合鋰基脂(使用復(fù)合鋰基稠化劑)、鋰基脂(鋰基稠化劑)、復(fù)合鋁基脂(復(fù)合鋁基稠化劑)。對于同類金屬皂基來說,復(fù)合型的性能要好一些,例如復(fù)合鋰基脂性能上優(yōu)于鋰基脂、復(fù)合鋁基脂優(yōu)于鋁基脂。

  金屬皂基稠化劑的高溫上限在120℃~220℃不等,同樣的,對于這類潤滑脂,不能只看滴點,還要看其它成分的素質(zhì)。

  3)添加劑:

  添加劑含量最少,但同樣不可忽視。添加劑的作用是協(xié)助基礎(chǔ)油,實現(xiàn)更好的抗氧化性、防銹防腐蝕、潤滑抗磨性等等。添加劑在高溫下也要保持穩(wěn)定的性能。

  3.高溫潤滑脂的相容性:

  在選擇、使用高溫潤滑脂時,必須要考慮潤滑脂的相容性。不同的潤滑脂在混合后,如果不相容,會造成一系列不良后果,而高溫會加劇化學(xué)反應(yīng),所以高溫下不同的潤滑脂相混,更容易發(fā)生不相容問題。

  原則上,不同的潤滑脂不能相混。潤滑脂如果不相容,最常見的問題是變稀(有些情況會變干)。在使用中,如果發(fā)現(xiàn)潤滑脂變稀,可以補加一些新脂,把舊潤滑脂逐漸擠出來。如果不行,用戶可能得拆開設(shè)備,把舊脂清除干凈。因此,當(dāng)改用新潤滑脂時,最好先做混兌實驗,或者盡量把舊潤滑脂清除干凈,尤其對于重要的設(shè)備。

  一般來說,同類皂基的潤滑脂如果相混,不相容的風(fēng)險要小一些,例如鋰基脂和復(fù)合鋰基脂,鋁基脂和復(fù)合鋁基脂。但是,不同種類的聚脲脂不一定相容。

  4.注意高溫潤滑脂的防水性:

  在工業(yè)運用中,潤滑脂經(jīng)常會接觸到水分,因此要注意潤滑脂的防水性。例如,比較潮濕的環(huán)境下,使用水溶性PAG制成的潤滑脂就不適用。

  5.考慮成本:

  潤滑脂的性能也是一分錢一分貨,如果確實需要,那么也不該省錢。高溫潤滑脂也分檔次,選用中,要注意設(shè)備所經(jīng)歷的高溫是持續(xù)性的高溫,還是偶爾出現(xiàn)高溫。如果是接近200℃或者更高的溫度(持續(xù)性的高溫),那么必須選用高端產(chǎn)品。如果高溫只是偶爾出現(xiàn),那么可以選擇一般的高溫潤滑脂,同時酌情縮短換油周期。具體來說,包括以下幾個方面:

  1. 確定潤滑脂使用中的溫度范圍,使用測溫儀測定設(shè)備運行中潤滑脂的溫度。確定是否超過200℃。

  2. 高溫是持續(xù)性的,還是間歇性的、或者偶爾高溫。達(dá)到200℃的持續(xù)高溫,對高溫潤滑脂的品質(zhì)要求高,要選高端產(chǎn)品。

  3. 設(shè)備運轉(zhuǎn)中是否冷熱交替、或者容易接觸水分,如果是,那么潤滑脂的防水性要好。

  4. 換油是否容易?高溫會加速油品變質(zhì)。如果經(jīng)常換油比較麻煩,要求選用高端的油品。

  5. 運行的環(huán)境是否骯臟,如果潤滑脂難以避免的經(jīng)常受到污染,那么要經(jīng)常換,用量就比較大,可以選擇中檔產(chǎn)品,增加換油次數(shù)。

(來源:OLM周刊 |0)


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