水污染對潤滑油性能有何影響

時間：2021-11-15

水是潤滑油在使用過程中遇到的較主要也是較復雜的污染物，其污染機理仍處于研究之中。由于潤滑油自身具有一定的吸水性，因此，使用工況和環(huán)境都會對其產生不容忽視的影響。

在用潤滑油所處的環(huán)境和工況使進水現象不可避免，大多都會使?jié)櫥桶l(fā)生物理或化學變化，較端情況下會對設備潤滑產生非常嚴重的后果。所以，設備潤滑管理過程中對在用潤滑油而言需關注的焦點應當放在減少或控制水分的進入、判定水分是否存在并檢測其含量、盡快分離并除去水分三個方面。

一、水在潤滑油中的存在形式

水在潤滑油中的存在形態(tài)有三種，即溶解水、乳化水和游離水。溶解水是指水分子和油分子發(fā)生了化學反應，從而以分子形式均勻的分散在潤滑油中，這種形式的水肉眼是觀察不到的，而且對潤滑油的外觀也不產生顯著影響，依然保持清澈透明的狀態(tài)；乳化水是當進人潤滑油的水**過一定量時以乳化狀態(tài)存在，使油品外觀表現出發(fā)霧、渾濁甚至乳液狀；游離水是當進入潤滑油中的水量繼續(xù)增加，或油品的破乳化能力較強的情況下，水會從潤滑油中析出而以游離狀態(tài)存在，肉眼即可觀察到，也就是通常人們所說的“明水”。

水在潤滑油中的溶解量取決于基礎油的類型、精制程度、添加劑的加量和極性、在用油的降解程度、油品的黏度和使用溫度等。比如通常情況下酯類基礎油的吸水性強于烴類基礎油，I類基礎油的吸水性強于Ⅲ類基礎油，內燃機油和齒輪油的吸水性強于液壓油和汽輪機油，降解程度較大的在用潤滑油的吸水性強于剛投入使用的潤滑油，使用溫度較高的潤滑油的吸水性強于使用溫度較低的潤滑油，黏度大的潤滑油的吸水性大于黏度小的潤滑油。

潤滑油溶水性和黏度與溫度的關系

二、水污染的影響

潤滑油在儲存、運輸和使用過程中較基本的要求就是“干凈”，干則無水，凈即無塵。有研究表明，500ug/g的水含量就可以使設備和潤滑油的使用壽命明顯縮短，由此可見水對潤滑油性能的影響程度和防水的重要性。

水對設備的直接影響是導致銹蝕和腐蝕從而加速磨損，水進入潤滑油會改變油品的黏度導致油膜強度降低，加速油品的氧化、添加劑的水解使氧化安定性、較壓抗磨性、清凈分散性等基本性能減弱甚至喪失，導致油品的抗泡性能變差使?jié)櫥到y(tǒng)產生大量的泡沫而降低潤滑效果，還會導致金屬材質的氣蝕和氫脆效應。

下面對以上危害逐一進行分析：

銹蝕和腐蝕：通常情況下銹蝕都有水的參與，甚至潤滑油中的溶解水也會對銹蝕產生影響，水會直接和金屬表面發(fā)生化學反應形成氧化物，還會和油中的酸性化合物共同作用使金屬表面產生腐蝕，在有磨粒存在的條件下加速磨損，并且銹蝕和腐蝕顆粒本身就是典型的磨損顆粒，同時游離水在熱的金屬表面閃蒸會導致點蝕。

油膜強度降低：潤滑油除了具有一定的黏溫特性外，還具有一定的黏壓特性，即當使用壓力增加時潤滑油的黏度也會增大，從而對摩擦副起到了一定的保護作用，但是水并不具備這樣的特性，它的黏度隨壓力變化而變化較其微小，所以當水進入潤滑油后減弱了潤滑油的黏壓特性，從而使摩擦副產生接觸疲勞導致疲勞磨損(在鐵譜分析中表現為典型的疲勞剝塊)。

添加劑失效：水是一種極性較強的溶劑型化合物，而潤滑油中絕大部分添加劑也都是極性化合物，根據相似相溶的原理，一旦水進入潤滑油中就會和這些極性添加劑發(fā)生反應，一方面使其水解或加速其耗解而失去作用，尤其是抗氧劑、較壓抗磨劑、清凈劑、抗乳劑、防銹劑等功能劑，并且會產生不溶物堵塞濾網或加速磨損，另一方面會在潤滑系統(tǒng)分水的過程中隨之流失，加速油品氧化安定性衰減及造成環(huán)境污染。

油品起泡：水進入潤滑油會降低油品的表面張力，從而惡化油品的空氣釋放性和消泡性，導致油品夾帶空氣而起泡，如果油品中夾帶的空氣無法及時釋放或在表面形成穩(wěn)定的泡沫，會進一步加速油品的氧化，還會使油品的傳熱性能、油膜強度、流動性等性能大幅降低。

潤滑油霉變：水是細菌和真菌等微生物生長的促進劑，如果長時間存在于潤滑油中，就會產生大量的微生物質并懸浮于油品中，使油品產生異味或堵塞濾網，而且微生物本身或其代謝產物也具有一定的腐蝕性。

水蒸汽氣蝕：如果水蒸汽到達潤滑系統(tǒng)的低壓區(qū)，水蒸汽的氣泡就會擴張分散于油中，而當其突然進入高壓區(qū)時就會瞬間產生聚爆，類似于微柴油化，撞擊摩擦副使其表面產生氣蝕。

氫脆：氫脆是目前摩擦學界研究的熱門領域，而氫的來源有可能就是水，或者是在水的作用下發(fā)生電解和腐蝕而產生的，研究表明當水通過毛細作用進入微觀疲勞裂隙和自由基的金屬接觸時，在高壓狀態(tài)下，水會裂解產生氫，氫脆作用會加速微觀裂隙的進一步開裂而導致較終的磨損。

水洗作用：對潤滑脂而言，水污染會導致潤滑脂變軟流失，造成潤滑系統(tǒng)因缺脂而干磨或密封性下降。

水分的存在，會促使油品氧化變質，破壞潤滑油形成的油膜，加速**酸對金屬的腐蝕作用，加速機械零件的磨損；水分還會使添加劑（尤其是金屬鹽類）發(fā)生水解反應而失效，產生沉淀，堵塞油路，妨礙潤滑油的循環(huán)和供應。在溫度低時，潤滑油的水分，會導致潤滑油流動性變差，粘溫性變壞；在溫度高時，水會汽化，破壞油膜并產生氣阻，影響潤滑油的循環(huán)。水分進入潤滑油中造成事故的案例很多，設備潤滑管理的焦點之一，就是要定期監(jiān)測判斷水的存在形態(tài)及數量，以及控制水的進入和盡快分離去除。

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