油的品質(zhì)優(yōu)與劣意味著什么？油中水分對(duì)設(shè)備的危害有哪些？

 

什么是汽油，汽油是C4~C12烴類的混合物加上各種添加劑。這里面的文章很多，具體煉廠的終產(chǎn)品組分如何，添加劑究竟是什么等等。從個(gè)人觀點(diǎn)，油的品質(zhì)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行討論：1. 熱量品質(zhì)，即汽油的熱值。既然汽油是一種混合物，那么不可避免的，同樣的一升油，其內(nèi)含的能量很可能是不同的。比如在美國(guó)，夏天的油會(huì)比冬天的油耐燒，不加乙醇的油要比加乙醇的油耐燒。吸入同樣體積的油品，發(fā)動(dòng)機(jī)單次循環(huán)所提供的能量也越大。2. 氣化品質(zhì)，即汽油的里德蒸汽壓（37度飽和蒸汽壓）。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)氣化－》點(diǎn)火－》燃燒的過(guò)程，是否能順利氣化足夠的烴類，以達(dá)到最高的燃燒效率，是汽油能否充分燃燒的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。一般來(lái)說(shuō)，夏天溫度高，汽油氣化容易，冬天溫度低，氣化難。所以冬天的油需要比夏天的油更易揮發(fā)能才達(dá)到同樣的燃燒充分程度。3. 抗震品質(zhì)（辛烷值），這是我們平常講的汽油標(biāo)號(hào)的來(lái)源。汽油在 氣化－》點(diǎn)火－》燃燒的過(guò)程中，會(huì)有爆燃現(xiàn)象。爆燃的主要原因是有些組分在高溫壓力條件下會(huì)過(guò)快燃燒或者自燃（與分子活化能有關(guān)，活化能越高，越不易自燃），導(dǎo)致點(diǎn)火過(guò)程不可控，不作功甚至反向作功，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。人們認(rèn)為異辛烷的氣化燃燒過(guò)程最為理想，約定其值為100,正庚烷較不理想而且易取得純品作實(shí)驗(yàn)（注意正庚烷遠(yuǎn)不是最容易爆震的組分），所以其值為0,所有汽油混合物，如果它的燃燒性質(zhì)越接近異辛烷，其辛烷值就越高，反之就越低。要提高辛烷值，主要可以通過(guò)添加鉛劑，鉈劑或者鉻劑，很明顯，這些劑都不怎么環(huán)保。加醇也可以提高辛烷值，且更環(huán)保，為今天的發(fā)達(dá)國(guó)家所推薦。3a. 我不太懂什么是發(fā)動(dòng)機(jī)離心率。但從上面的討論可以看出，如果發(fā)動(dòng)機(jī)正常工況下壓力較小，溫度較低（當(dāng)然是和其它發(fā)動(dòng)機(jī)相比），則不必使用高標(biāo)號(hào)油。反之，各種加壓手段，多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，高轉(zhuǎn)速環(huán)境下，就需要使用高標(biāo)號(hào)油。內(nèi)燃機(jī)也是一個(gè)很復(fù)雜的科學(xué)，在此不敢太多妄言。4. 環(huán)境品質(zhì)，不用說(shuō)，主要是排放各類污染物和氣體的能力，當(dāng)然是越小越好。5. 對(duì)機(jī)械友好的品質(zhì)，主要是燃燒產(chǎn)生的細(xì)黑碳的產(chǎn)生，攜帶和去除能力。如果沒(méi)有這個(gè)能力，積碳會(huì)逐漸占據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體體積，磨損機(jī)械。從以上討論中可以看出，同樣是汽油，其實(shí)內(nèi)部不同很多。所以不同的品牌也利用添加劑在強(qiáng)調(diào)其不同的品質(zhì)。比如shell的Vpower強(qiáng)調(diào)力量（單位熱值）和干凈（清除積碳）。chevron的techron也強(qiáng)調(diào)干凈燃燒和清除積碳。

 

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以汽油為例，汽油品質(zhì)可以大體分為使用和環(huán)保兩個(gè)方面，使用品質(zhì)這是硬杠杠，走在哪里都得過(guò)這一關(guān)，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)是點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比越大，需要的牌號(hào)越高，但并不是牌號(hào)越高品質(zhì)越好，它是鞋子與腳的關(guān)系。世界各地汽油品質(zhì)的好壞主要體現(xiàn)在環(huán)保方面，環(huán)保意識(shí)強(qiáng)的地區(qū)，油品品質(zhì)要求嚴(yán)格，燃燒后的尾氣有害成份更少（主要是控制油品中硫和氮含量），整體來(lái)說(shuō)，我國(guó)在這方面比歐美國(guó)家的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)低一個(gè)檔次。

 

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油品品質(zhì)的優(yōu)劣有區(qū)別嗎？區(qū)別很大。從開(kāi)采到煉化油品對(duì)成品油品和煉化成本都有影響。不幸的是，中國(guó)，或者說(shuō)亞洲地區(qū)的油，品質(zhì)屬于世界最差之一，好油在北歐，量產(chǎn)中等油在中東。好油開(kāi)采出來(lái)煉化到成品油成本就低了，而且本身品質(zhì)就好，而我們自己的油開(kāi)采出來(lái)，所經(jīng)歷的煉化工藝都比人家多，成本自然就上去了，這里面的利益，咱老百姓說(shuō)了不算……咱自己的油含水泥漿瀝青硫等雜質(zhì)比別人多，處理起來(lái)要靠提升煉化工藝才能得到好的成品油。幸運(yùn)的是，我們有出高品質(zhì)油的工藝，不幸的是，用不用咱老百姓說(shuō)了不算……至于題主說(shuō)的成品油的油品，在使用方面，確實(shí)區(qū)別很大，用好油對(duì)機(jī)械的保養(yǎng)和運(yùn)行和使用壽命都有好處。

 

相關(guān)油液知識(shí)點(diǎn)：油品中的水分對(duì)設(shè)備齒輪箱的危害

 

潤(rùn)滑油中的水分是導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組失效的一個(gè)主要因素。SKF科研人員發(fā)現(xiàn)，風(fēng)電齒輪油中的水分含量達(dá)到1000ppm時(shí)，軸承的壽命會(huì)降低70%。另外，據(jù)美國(guó)再生能源實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)現(xiàn)，齒輪箱的失效始于軸承，一旦軸承開(kāi)始失效，其他的齒輪等部件也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的問(wèn)題。所以為了使風(fēng)電齒輪箱的使用壽命達(dá)到20年，必須嚴(yán)格控制風(fēng)電齒輪油中的水分。美國(guó)齒輪箱制造協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，風(fēng)電齒輪油中的水分要求在500ppm以下，但據(jù)最新研究表明，為了提高軸承的壽命，應(yīng)將水分控制在150ppm以下，這樣軸承壽命會(huì)提高到原來(lái)的2到3倍。

　　眾所周知，新加注的風(fēng)機(jī)齒輪箱潤(rùn)滑油中是沒(méi)有水分的。那么水分從何而來(lái)，又是以什么形式存在的呢?當(dāng)風(fēng)機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，齒輪箱的工作溫度將高達(dá)95攝氏度，但當(dāng)停機(jī)時(shí)，齒輪箱將逐漸冷卻時(shí)產(chǎn)生“呼吸”效應(yīng)，導(dǎo)致并從空氣中吸收水分或濕氣。而風(fēng)電齒輪油中的水分有三種存在形式：(1)溶解水(2)乳化水(3)游離水。

　　通常我們發(fā)現(xiàn)油品狀態(tài)透亮，不渾濁時(shí)，水分都是以溶解水的狀態(tài)存在。當(dāng)溶解水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，油品會(huì)出現(xiàn)渾濁，有時(shí)甚至呈現(xiàn)乳化狀態(tài)，這時(shí)的水分稱為乳化水。當(dāng)呈現(xiàn)乳化狀態(tài)的油中的水分繼續(xù)增加時(shí)，油和水會(huì)分層，這時(shí)的水分稱為游離水。

　　而齒輪箱中的水分是會(huì)隨季節(jié)變化的。由于風(fēng)電機(jī)組都安裝在露天的環(huán)境下，因此油中的水分含量受陰雨天氣的影響特別大，通常在梅雨季節(jié)時(shí)，潤(rùn)滑油中的水分含量會(huì)明顯增加，等到干旱季節(jié)時(shí)，風(fēng)電齒輪油中的水分又會(huì)明顯降低。所以說(shuō)在雨季更應(yīng)該重視水分的監(jiān)測(cè)。

　　風(fēng)電齒輪油中水分的危害有很多，主要有以下六個(gè)方面(1)加快了抗氧劑的失效，進(jìn)而加快了油品的氧化反應(yīng)，增大潤(rùn)滑油酸值。同時(shí)，生成的膠狀聚合物會(huì)堵塞過(guò)濾設(shè)備，形成油泥等。(2)由于水的低粘度和不可壓縮性會(huì)降低潤(rùn)滑油的承載能力，從而導(dǎo)致在高載荷下，高壓使水分變成過(guò)熱蒸汽，過(guò)熱蒸汽使得油離開(kāi)摩擦表面，從而導(dǎo)致摩擦表面磨損。(3)加快油品的水解，尤其對(duì)于酯類潤(rùn)滑油，會(huì)導(dǎo)致生成相應(yīng)的醇和酸，增加潤(rùn)滑油的酸值。(4)使?jié)櫥椭械奶砑觿┦В瑥亩鴮?dǎo)致潤(rùn)滑油功能衰退，增加了摩擦磨損。(5)與某些添加劑反應(yīng)生成凝膠，這些凝膠成團(tuán)形成油泥來(lái)堵塞過(guò)濾設(shè)備。(6)使表面張力減小，從而使得空氣更容易進(jìn)入油中，增加了潤(rùn)滑油中的泡沫。

　　那么如何檢測(cè)油中的水分呢?離線式測(cè)量方法有三種：(1)蒸餾法(2)傅里葉光譜法(3)卡爾費(fèi)休法。蒸餾法的測(cè)試精度比較低，最低的測(cè)定值為300ppm，而且需要的油樣比較多，不適合風(fēng)電機(jī)組潤(rùn)滑油中水分的測(cè)試。傅里葉光譜法測(cè)試速度快，但是由于傅里葉測(cè)試比較敏感，影響結(jié)果的因素很多，所以結(jié)果準(zhǔn)確度不高，也不適合風(fēng)機(jī)中水分精確的測(cè)定。實(shí)驗(yàn)室中廣泛采用的一種測(cè)試方法是卡爾費(fèi)休法，它能測(cè)試準(zhǔn)確到10ppm左右，適合風(fēng)電齒輪油中的水分的測(cè)定。奧吉娜檢測(cè)中心的水分測(cè)定儀為梅特勒-托利多全自動(dòng)卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀，它使用方便準(zhǔn)確度高，能夠滿足風(fēng)電潤(rùn)滑油水分測(cè)定的要求。

　　從潤(rùn)滑油配方設(shè)計(jì)出發(fā)控制水分的危害可以作以下三方面的工作：

　　第一、從基礎(chǔ)油的選擇入手，目前風(fēng)電齒輪油使用合成類基礎(chǔ)油，主要有PAO(聚α-烯烴)型、PAG(聚醚)型和P0E(聚酯)型。其中PAG和POE型的基礎(chǔ)油容易吸收空氣中的水分，并且與水反應(yīng)發(fā)生水解，導(dǎo)致潤(rùn)滑油質(zhì)量下降。所以PAO為基礎(chǔ)油的風(fēng)電齒輪油是目前被廣泛認(rèn)可的類型。

　　第二、 在風(fēng)電齒輪油的配方設(shè)計(jì)中，特別在其中加入了抗乳化添加劑，這些添加劑的作用是，一旦水分進(jìn)入齒輪箱后，能夠使得油與水的盡快分離，確保齒輪箱軸承和齒輪的正常潤(rùn)滑。

　　第三、 同時(shí)考慮潤(rùn)滑油的抗水解能力，杜絕因水分進(jìn)入后添加劑水解失效，從而導(dǎo)致摩擦副的摩擦磨損。

　　綜上所述，水分是影響齒輪箱壽命的關(guān)鍵因素之一，希望可以通過(guò)本文引起廣大風(fēng)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)于齒輪箱潤(rùn)滑油水分指標(biāo)的高度重視，加強(qiáng)對(duì)水分的日常監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制水分含量，確保風(fēng)機(jī)的連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。