潤(rùn)滑油的腐蝕性和檢測(cè)方法

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潤(rùn)滑油在機(jī)械使用中可在金屬表面形成吸附油層,，阻止和減少外界腐蝕性介質(zhì)與金屬的直接接觸,，防止機(jī)械零部件的腐蝕,。潤(rùn)滑油的這一作用被稱為保護(hù)作用。    為使?jié)櫥驮谑褂脵C(jī)械中能起到良好的保護(hù)作用,，除了要求潤(rùn)滑油在金屬表面上能形成致密的吸附油層,，有效地阻止外部腐蝕性介質(zhì)與金屬接觸外，更重要的,，還要求潤(rùn)滑油本身不含腐蝕性成分,，對(duì)金屬?zèng)]有腐蝕性，以保證機(jī)械不受損壞,，盡量延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命,。
一、腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生
    當(dāng)金屬和周圍介質(zhì)相接觸時(shí),，由于發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而引起的破壞,，叫做金屬的腐蝕。
    腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕,。潤(rùn)滑油中的有機(jī)酸（或酸性氧化物）,、硫化物等,，在溫度較高時(shí)（如100℃以上）對(duì)金屬產(chǎn)生化學(xué)腐蝕。如烴類過(guò)氧化物與金屬作用時(shí),，生成金屬氧化物,，而金屬氧化物又與有機(jī)酸作用生成金屬鹽類。
    有機(jī)酸金屬鹽類混人潤(rùn)滑油中的水分,，則可對(duì)金屬產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕,。電化學(xué)腐蝕時(shí)，水膜起電解質(zhì)溶液作用,。此時(shí),，陽(yáng)極上的鐵失去電子，形成鐵離子,，陰極上溶人水膜的氧得到電子,，形成OH一離子。
    由此可見(jiàn),，雖然高分子有機(jī)酸在較低溫度下不直接腐蝕金屬，但有水分存在時(shí),。由于氧和水的作用,，使金屬成金屬的氫氧化物，然后與高分子有機(jī)酸作用,，生成鹽和水,，對(duì)金屬進(jìn)行間接的腐蝕。
    從實(shí)用觀點(diǎn)來(lái)看,，在金屬表面產(chǎn)生分布不均的點(diǎn)蝕,，對(duì)設(shè)備的破壞，而全面的,、均勻的,、緩慢的腐蝕，對(duì)設(shè)備的危害性較小,。
    腐蝕,，對(duì)設(shè)備的壽命帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。以鋼鐵為例,，每年*生產(chǎn)的鋼鐵設(shè)備,，有30%左右因腐蝕而報(bào)廢，其中10%變成了鐵銹,。因此,，防腐蝕已成為研究的課題之一。

    二,、潤(rùn)滑油中腐蝕性物質(zhì)
    通常,，潤(rùn)滑油對(duì)金屬的腐蝕性是很小的,。油品的主要成分烴類化合物對(duì)金屬無(wú)腐蝕作用，而能造成金屬腐蝕的成分通常是一些腐蝕性雜質(zhì)和烴類氧化后的酸性產(chǎn)物,。
    這些腐蝕性物質(zhì)可能有:硫化物（硫醇,、磺酸、中性硫酸酯等）,、有機(jī)酸（主要是環(huán)烷酸）,、無(wú)機(jī)酸和水分。潤(rùn)滑油中烴類氧化產(chǎn)物能腐蝕金屬的有:烴類過(guò)氧化物,、低分子和高分子有機(jī)酸（包括脂肪酸和羥基酸）等,。
    1.有機(jī)酸的腐蝕
    有機(jī)酸能間接與金屬作用并使其腐蝕。用三種含過(guò)氧化物及酸的潤(rùn)滑油進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),，同時(shí)含有大量過(guò)氧化物和酸的油樣對(duì)鎘銀合金腐蝕性,，含有大量過(guò)氧化物和少量酸的油樣腐蝕性較小，不含過(guò)氧化物而含有多量酸的油樣腐蝕性zui小,。由此可以說(shuō)明,，鉛和鎘受到含酸潤(rùn)滑油的腐蝕，首先是生成相應(yīng)的金屬氧化物,，然后氧化物再與酸作用生成鹽,，從而使合金中鉛和錫含量降低而損壞。
    但上述反應(yīng)通常在溫度超過(guò)200℃的情況下才能進(jìn)行,，有機(jī)酸在溫度不超過(guò)100℃的情況下,，如無(wú)水分，仍不腐蝕金屬,。在100℃以上時(shí)過(guò)氧化物與金屬反應(yīng)能力加強(qiáng),，易使金屬受到氧化生成氧化物，從而遭到有機(jī)酸的腐蝕,。
    應(yīng)注意,，在溫度不高時(shí)，有水存在的條件下,，有機(jī)酸也能腐蝕金屬,，這是由于分子氧和水的作用，使金屬成金屬的氫氧化物,，然后與有機(jī)酸中和生成鹽和水,。
    油品中有機(jī)酸的來(lái)源，一是原油生產(chǎn)中未除凈的環(huán)烷酸,，二是氧化生成的過(guò)氧化物,、酚、羥基酸、瀝青質(zhì)酸等,。
    2.水溶性酸堿
    水溶性酸堿包括低分子有機(jī)酸,、無(wú)機(jī)酸和無(wú)機(jī)堿。水溶性酸能直接和電化次序表中氫以上的金屬作用,，從而使其遭受腐蝕,。對(duì)其他金屬，它們能間接引起腐蝕（和金屬表面的氧化物作用生成鹽,，從而腐蝕金屬）,。在有水分存在時(shí)，水溶性酸的電離度增加,，對(duì)金屬的腐蝕增大,。
    按油品標(biāo)準(zhǔn)要求油品中應(yīng)不含無(wú)機(jī)酸。但在一些作業(yè)中,，如用鹽酸（HCl）進(jìn)行化學(xué)洗桶時(shí),，如果鹽酸未除盡，就有可能混入油中,。同時(shí),，汽油和柴油都含有一定的硫分，在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí),，會(huì)產(chǎn)生S02和S03,，而SO2和SO3可與水汽凝結(jié)成亞硫酸（H2SO3）和硫酸（H2SO4）混入潤(rùn)滑油中。另外,，還有一個(gè)很主要的原因，就是燃燒產(chǎn)物CO2和水分形成的碳酸,，不僅會(huì)混入潤(rùn)滑油中,，而且會(huì)增大腐蝕磨損，對(duì)于停停開(kāi)開(kāi)的車輛來(lái)說(shuō),，尤為明顯,。
    3.硫化物
    能引起金屬腐蝕的硫化物屬于活性強(qiáng)的含硫化合物。對(duì)于潤(rùn)滑油質(zhì)量要求和生產(chǎn)工藝來(lái)講,，原油餾分中的活性硫化物往往在精制工藝中已充分除去,，所保留的僅僅是微量的非活性硫化合物，其含量以不產(chǎn)生有害腐蝕為限,。一般來(lái)講,，潤(rùn)滑油中含硫化合物不是引起軸承等機(jī)械部件腐蝕的主要原因。
    潤(rùn)滑油中所存在的非活性硫化物,，除了生產(chǎn)因素外,，潤(rùn)滑油中的添加劑有一些也屬于硫化物，它們都是根據(jù)不同條件使用的,，而且加入量也以不產(chǎn)生有害腐蝕為限,。
    總的來(lái)講,，硫化物具有與金屬反應(yīng)的一定活性，這種反應(yīng)活性即可能使金屬遭受腐蝕,，也可能使金屬受到保護(hù),，因而硫化物是一既具腐蝕性又其有防腐性的成分。當(dāng)硫化物在溫度較高時(shí),，則可能與金屬反應(yīng)生成腐蝕產(chǎn)物---暗黑色的膜,，這種膜能阻止?jié)櫥椭懈g性物質(zhì)的穿透，避免內(nèi)層金屬繼續(xù)受到腐蝕,，起到保護(hù)作用,。
    換句話說(shuō)，由于金屬上的腐蝕而產(chǎn)生的保護(hù)膜（實(shí)質(zhì)上它就是腐蝕產(chǎn)物）,，阻止了腐蝕過(guò)程的繼續(xù)發(fā)展,。因此，腐蝕不一定是一種有害的現(xiàn)象,。保護(hù)膜的觀點(diǎn)是英國(guó)杰出的物理學(xué)家和化學(xué)家米哈依耳·法拉第在1836年首先提出來(lái)的,。潤(rùn)滑油的抗氧抗腐劑的抗腐原理，就是生成保護(hù)膜的原理,。
     4.水分
    水分本身可導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕,，而且也會(huì)導(dǎo)致有機(jī)酸對(duì)金屬的腐蝕。
    不同的腐蝕性物質(zhì),，腐蝕的對(duì)象也不同,。水分和酸類主要引起黑色金屬的銹蝕;有機(jī)酸和氧化生成的酸性物質(zhì)主要是在溫度較高的條件下，對(duì)銅鉛合金,、鎘合金產(chǎn)生不均勻的腐蝕;活性較小的硫化物,，主要是在溫度較高的條件下，對(duì)銅或銅合金產(chǎn)生比較均勻的腐蝕,。因此,，潤(rùn)滑零件遭受腐蝕，應(yīng)進(jìn)行具體分析,，才能找準(zhǔn)原因,。

三、潤(rùn)滑油腐蝕性的測(cè)定方法
    潤(rùn)滑油的腐蝕性主要采用下列幾種方法進(jìn)行測(cè)定,。
    1.水溶性酸或堿
    潤(rùn)滑油水溶性酸或堿的試驗(yàn)方法與液體燃料的相同,。試驗(yàn)?zāi)康氖嵌ㄐ缘貦z查潤(rùn)滑油中有無(wú)水溶性酸（無(wú)機(jī)酸及低分子有機(jī)酸）或水溶性堿,。檢測(cè)儀器推薦采用上海羽通儀器儀表廠生產(chǎn)的YT-259水溶性酸和堿測(cè)定儀,。
    所有未加添加劑的潤(rùn)滑油，都不允許含水溶性酸或堿,。一般潤(rùn)滑油如發(fā)現(xiàn)含水溶性酸或堿，則應(yīng)禁止使用,。在使用中的潤(rùn)滑油如發(fā)現(xiàn)水溶性酸,，則應(yīng)停止使用。
    但須注意,，對(duì)含堿性添加劑（如烷基酚鋇鹽）的潤(rùn)滑油,，在試驗(yàn)時(shí)，添加劑可能水解,，因此,，對(duì)含清凈分散添加劑的潤(rùn)滑油，允許呈堿性反應(yīng),。
    2.潤(rùn)滑油腐性試驗(yàn)
    潤(rùn)滑油腐蝕試驗(yàn)是將規(guī)定牌號(hào)和尺寸的金屬片用玻璃鉤掛好浸人潤(rùn)滑油中,，在100℃或其他規(guī)定溫度下，保持一定時(shí)間（通常為3h）,，然后取出金屬片用溶劑（1:4乙醇-笨）沖洗擦干后,，觀察金屬片的顏色變化，以判斷潤(rùn)滑油的腐蝕性,。在金屬片上如果沒(méi)有銅綠,、斑點(diǎn)、小點(diǎn)時(shí),，則認(rèn)為油的腐蝕試驗(yàn)合格,。在用銅或銅合金試驗(yàn)時(shí)，允許金屬片的顏色有輕微變化,。若有綠色,、深褐色或鋼灰色的斑點(diǎn)或薄膜，則判為不合格,。
    潤(rùn)滑油腐蝕試驗(yàn)主要用來(lái)預(yù)測(cè)傳動(dòng)裝置用潤(rùn)滑油和工業(yè)潤(rùn)滑油在潤(rùn)滑金屬機(jī)件時(shí)有無(wú)腐蝕性,。因?yàn)楦鞣N潤(rùn)滑油的牌號(hào)和用途不同，所以在各種潤(rùn)滑油的規(guī)格中,，都明確規(guī)定做腐蝕試驗(yàn)時(shí)所用的金屬片的牌號(hào)，還規(guī)定了不同的試驗(yàn)溫度和時(shí)間,。故進(jìn)行潤(rùn)滑油腐蝕試驗(yàn)時(shí).應(yīng)直閱石油產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),，找出相應(yīng)的條件，否則就失去試驗(yàn)的意義,。通常的檢測(cè)方法是銅片腐蝕測(cè)定法,，對(duì)應(yīng)的儀器是上海羽通儀器儀表廠生產(chǎn)的YT-5096銅片腐蝕測(cè)定儀，參照的標(biāo)準(zhǔn)物：比色板卡,，必須是*的比色板卡,，在選擇前一定要高度注意！
    3.酸值
    酸值是中和1g潤(rùn)滑油中的酸所需的氫氧化鉀的毫克數(shù)。酸值大小表示潤(rùn)滑油中酸含量多少（包括能測(cè)出的高分子有機(jī)酸和水溶性酸）,，但在新潤(rùn)滑油中,，一般不含水溶性酸，在這種情況下,，酸值僅表示潤(rùn)滑油中高分子有機(jī)酸的含量,。由于不知道潤(rùn)滑油中高分子有機(jī)酸的相對(duì)分子質(zhì)量，所以僅能根據(jù)酸值大小相對(duì)地比較酸的多少,。具有檢測(cè)儀器可以采用羽通公司的YT-264系列和YT-7304系列酸值測(cè)定儀,。
    酸值常用來(lái)作為限制潤(rùn)滑油腐蝕性的一項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)。一般要求潤(rùn)滑油的腐蝕性要盡量小,，以免縮短機(jī)械壽命或影響機(jī)械性能,。因此，要求新潤(rùn)滑油酸值不超過(guò)一定數(shù)值,。潤(rùn)滑油的酸值在使用中會(huì)增大,，有些長(zhǎng)期使用的潤(rùn)滑油，在使用中也要化驗(yàn)酸值,，如酸值過(guò)大,，或出現(xiàn)水溶性酸，則需換油,。
    由于潤(rùn)滑油對(duì)金屬的腐蝕主要是酸的腐蝕,，因此，酸值大小勢(shì)必影響腐蝕的大小,。一般來(lái)講,，酸值小，腐蝕也小,，酸值大,，腐蝕也大。但對(duì)不同種類以及含添加劑的潤(rùn)滑油來(lái)說(shuō),，情況就不*相同,。同一油品隨著酸值的增大，腐蝕也是增大的,。但對(duì)不同種類的油品盡管酸值相差無(wú)幾,，而腐蝕卻相差很大。如前蘇聯(lián)產(chǎn)22號(hào)航空潤(rùn)滑油與國(guó)產(chǎn)14號(hào)柴油機(jī)潤(rùn)滑油酸值相近,，而腐蝕度卻比柴油機(jī)潤(rùn)滑油大得多,。出現(xiàn)這種情況的原因是:
    ①酸值只能反映酸的數(shù)量而不能反映酸的性質(zhì)，而腐蝕的大小與酸的性質(zhì)關(guān)系很大,。如含有不同的有機(jī)酸時(shí),，酸值雖然相同,，而腐蝕性卻相差很大。由于潤(rùn)滑油化學(xué)組成不同,，在使用中氧化生成腐蝕性產(chǎn)物的種類和性質(zhì)不同,，因而，腐蝕性的大小也不相同,。
    ②腐蝕過(guò)程是由多種因素決定的,，合金的抗腐性有差別，溫度,、負(fù)荷和水分等均能影響腐蝕的大小,。因此，不能僅憑酸值的大小去預(yù)計(jì)特定使用條件下潤(rùn)滑油的腐蝕情況,。為了反映發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的腐蝕性,，可采用發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油腐蝕性測(cè)定法。
    4.發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油腐性度側(cè)定法
    潤(rùn)滑油腐蝕性測(cè)定原理是利用粘附在金屬表面的潤(rùn)滑油薄膜,，間斷地與空氣接觸發(fā)生氧化并引起對(duì)金屬的腐蝕,。測(cè)定時(shí)，試油的溫度保持在140℃,，將已知重量的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的金屬片,，以每分鐘浸人試油15次的速度，連續(xù)試驗(yàn)50h,，zui后測(cè)出金屬片減輕的重量,，以g/m2（每平方米金屬片表面所損失的克數(shù)）表示，稱為腐蝕度,。
    潤(rùn)滑油的腐蝕度主要用以評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油中腐蝕性物質(zhì)及氧化產(chǎn)物對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)零件引起腐蝕的程度,。由于有些發(fā)動(dòng)機(jī)采用鉛青銅合金軸承，這種合金的抗磨性能較好,，但抗腐蝕能力較差,，易受潤(rùn)滑油中腐蝕性物質(zhì)及氧化產(chǎn)物的腐蝕。腐蝕度測(cè)定法的試驗(yàn)條件,，在一定程度上和發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的使用條件相似,。例如，溫度140℃接近使用條件,，試油在薄層中進(jìn)行氧化等,。按照此法測(cè)定的結(jié)果與發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)評(píng)定腐蝕性的結(jié)果基本一致。因此,，此法可作為評(píng)定發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油使用性能的實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)方法，可概略地項(xiàng)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的腐蝕性,。
    但應(yīng)指出,，此法是用金屬片在沒(méi)有負(fù)荷情況下進(jìn)行的,。在試驗(yàn)過(guò)程中，金屬表面也有可能生成一層保護(hù)膜,，而不再和腐蝕性物質(zhì)起反應(yīng),。在實(shí)際使用過(guò)程中，由于負(fù)荷大,，溫度變化也較劇烈,，保護(hù)膜并不像在試驗(yàn)條件下那樣牢固地附在金屬表面上，而常受到破壞,，以致露出新的表面并重新受腐蝕性物質(zhì)的作用,。在這種情況下，并不排除低腐蝕度的潤(rùn)滑油引起發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦零件嚴(yán)重腐蝕的可能性,。
    石油產(chǎn)品規(guī)格中,，對(duì)航空潤(rùn)滑油、柴油機(jī)油,、坦克柴油機(jī)油,、多級(jí)內(nèi)燃機(jī)油等使用條件苛刻的潤(rùn)滑油，都要求做腐蝕度測(cè)定,，規(guī)定試驗(yàn)后金屬片減輕的重量不超過(guò)一定的數(shù)值,。
    在煉油廠的潤(rùn)滑油精制車間，利用腐蝕度作為控制精制深度的參考數(shù)據(jù),。在產(chǎn)品調(diào)合車間,，利用此法的測(cè)定結(jié)果對(duì)油品防腐蝕添加劑進(jìn)行控制，以達(dá)到規(guī)格所要求的腐蝕度指標(biāo),。但此法試驗(yàn)時(shí)間太長(zhǎng)（50h）,，只能作為產(chǎn)品出廠控制指標(biāo)，不能及時(shí)起到指導(dǎo)生產(chǎn)的作用,。
    還須注意,，測(cè)定某些含有抗腐蝕及清凈分散添加劑的潤(rùn)滑油時(shí)，往往由于金屬片與添加劑的某些元素相互作用,，生成保護(hù)膜.使試驗(yàn)后金屬片重量增加,，從而得出負(fù)值。

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