Общие сведения о смазочных маслах
1. Классификация смазочных материалов
Существует множество разновидностей смазочных материалов, но, как правило, по физическому состоянию их можно разделить на четыре основные категории: жидкие смазочные материалы, полутвердые смазочные материалы, твердые смазочные материалы и газообразные смазочные материалы.
Согласно положениям GBT498-2014 «Методы классификации и определения категорий нефтепродуктов и смазочных материалов», смазочные материалы и связанные с ними продукты классифицируются как продукты категории L, поэтому общий код смазочных материалов обозначается буквой L, то есть первая буква всех кодов смазочных материалов — L.
(1) Жидкие смазочные материалы: включают минеральные смазочные масла, синтетические смазочные масла, растительные и животные масла, а также водные жидкости.
(2) Полутвердые смазочные материалы (смазки): Смазки при нормальной температуре и давлении находятся в полужидком состоянии мазеобразной консистенции, поэтому их также называют твердыми смазочными материалами. Они изготавливаются путем загущения базового масла и загустителя в определенной пропорции.
(3) Твердые смазочные материалы: Твердые смазочные материалы — это вещества, которые существуют в твердой форме между трущимися поверхностями и выполняют смазывающую функцию. К ним относятся мягкие металлы, металлические соединения, органические и неорганические вещества. В промышленности обычно используются такие твердые смазочные материалы, как дисульфид молибдена, графит и политетрафторэтилен.
(4) Газовые смазочные материалы: Как и жидкости, газы являются текучими средами и подчиняются тем же физическим законам, поэтому при определенных условиях газы также могут служить смазочными материалами, подобно жидкостям. Обычно используемые газовые смазки включают воздух, гелий, азот, аргон и другие.
(5) Смазочное масло: Смазочное масло - это жидкая смазка, обычно подразумевающая минеральные и синтетические масла, особенно минеральные смазочные масла.
2. Обозначение смазочных масел и их значение
(1) В соответствии с положениями GBT 7631.1-2008 «Классификация смазочных материалов и родственных продуктов (класс L). Часть 1: Общие группы», обозначение смазочного масла состоит из категории, сорта и цифр, записывается в форме: категория + сорт + цифры.
(2) Категория относится к классификации нефтепродуктов, смазочные материалы являются одним из видов нефтепродуктов, продукты смазочных материалов обозначаются буквой L.
(3) Сорт относится к группировке смазочных масел по области применения, обозначаемой соответствующими буквами: A — системы полных потерь; C — шестерни; D — компрессоры; E — двигатели внутреннего сгорания; F — статоры, подшипники, сцепления; G — направляющие колеса; H — гидравлические системы; M — обработка металлов; P — пневматические инструменты; T — паровые турбины; Z — паровые цилиндры и т. д. Это первая буква в графе сорта, но фактически в графе может быть одна или несколько других букв, указывающих на дальнейшую детализацию вида сорта.
(4) Цифры обозначают класс вязкости смазочного масла, их значения соответствуют среднему значению кинематической вязкости при 40°C (в некоторых случаях это может быть номер партии, но это должно быть указано, иначе подразумевается 40°C), единица измерения — мм²/с. Согласно стандарту GB/T3141 «Промышленные жидкие смазочные материалы. Классификация вязкости по ISO» установлены 20 классов: 2, 3, 5, 7, 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150, 220, 320, 460, 680, 1000, 1500, 2200, 3200.
Пример: L-AN100 обозначает всесезонное масло для общей смазки с классом вязкости 100 мм²/с, чья кинематическая вязкость при 40°C составляет 90–110 мм²/с, среднее значение кинематической вязкости — 100 мм²/с.
3. Показатели качества смазочного масла:
Показатели качества смазочного масла можно разделить на две основные категории: физико-химические показатели масла и эксплуатационные показатели масла. (Основное внимание уделяется нескольким ключевым физико-химическим показателям.)
(1) Цвет: Цвет смазочного масла, как и у всех веществ, имеет соответствующий и фиксированный оттенок, который зависит от степени очистки базового масла и добавленных присадок. Однако в процессе использования или хранения из-за окисления оно может портиться, что приводит к изменению цвета, причем степень изменения связана с уровнем деградации. Например, молочно-белый цвет указывает на наличие воды или пузырьков воздуха; потемнение цвета свидетельствует об окислительной деградации или загрязнении.
(2) Вязкость: Вязкость — это степень сопротивления внутреннему трению в смазочном масле, то есть мера внутреннего трения. Обычно вязкость подразделяется на три вида: динамическую вязкость, кинематическую вязкость и относительную вязкость.
Вязкость является основным показателем для классификации, градации, оценки качества, выбора и замены различных смазочных масел.
Относительная вязкость: Относительная вязкость — это условная единица вязкости, измеряемая с помощью различных специфических вискозиметров. Обычно она выражается тремя методами: в градусах Энглера, Сейболта и Редвуда.
Кинематическая вязкость: Кинематическая вязкость является мерой внутреннего трения жидкости при ее течении под действием силы тяжести. Единица измерения — мм²/с; В Китае вязкость смазочных масел классифицируется на 20 уровней в зависимости от ее величины, что называется классом вязкости.
Вязкость является важным показателем качества смазочного масла. Если вязкость слишком низкая, это может привести к полужидкостной смазке или граничной смазке, что ускоряет износ трущихся пар и увеличивает риск утечки масла. Слишком высокая вязкость ухудшает текучесть, проникающую способность и теплоотдачу, увеличивает внутреннее трение, затрудняет запуск и повышает энергопотребление. Поэтому правильный выбор вязкости гарантирует достаточную смазку трущихся пар.
(3) Вязкостно-температурная характеристика: свойство смазочного масла изменяться в зависимости от температуры называется вязкостно-температурной характеристикой.
В настоящее время индекс вязкости (VI) обычно используется для обозначения качества вязкостно-температурных характеристик. Как правило, чем выше значение VI масла, тем больше его вязкость изменяется с температурой, что делает его более подходящим для использования в условиях переменных или широких температурных диапазонов. Чем лучше вязкостно-температурные характеристики масла, тем выше его VI. Масло с VI=0 обозначается как 0VI, а масло с VI=100 — как 100VI. Индекс вязкости является эмпирическим значением, которое определяется путем сравнения вязкости при 40°C и 100°C с двумя эталонными маслами: одним с хорошими вязкостными характеристиками (VI=100) и другим с худшими вязкостными характеристиками (VI=0).
(4) Температура застывания и температура текучести
Точка застывания: Точка застывания — это самая высокая температура, при которой смазочное масло перестает течь в заданных условиях охлаждения.
Температура застывания: Температура застывания — это минимальная температура, при которой смазочное масло еще сохраняет текучесть при охлаждении в установленных условиях.
Температура застывания и температура текучести характеризуют низкотемпературные свойства смазочных масел, но температура текучести лучше отражает низкотемпературную текучесть масла и на практике более удобна, чем температура застывания. Поэтому в настоящее время в мире в основном используют температуру текучести для обозначения низкотемпературных свойств смазочных масел. Температура текучести примерно на 3°C выше температуры застывания, и обычно рабочая температура смазочного масла на 3–4°C выше температуры текучести.
(5) Температура вспышки: Температура вспышки — это минимальная температура, при которой пары масла, испаряющиеся при нагревании смазочного масла в определенных условиях, смешиваются с воздухом и при достижении определенной концентрации дают кратковременную вспышку при контакте с пламенем.
(6) Кислотное число: Кислотное число — это масса гидроксида калия, необходимая для нейтрализации органических кислот, содержащихся в 1 г смазочного масла, единица измерения мг KOH/г.
Кислотное число имеет разное значение для нового и старого масла. Для нового масла кислотное число указывает на глубину очистки масла, а для отработанного масла оно показывает степень окислительного ухудшения смазочного масла в процессе использования. Слишком высокое кислотное число свидетельствует о серьезном окислительном ухудшении.
(7) Влага: Влага означает массовый процент содержания воды в смазочном масле. Присутствие влаги приводит к ухудшению вязкостно-температурных характеристик при снижении температуры ниже 0°C. При повышении температуры вода испаряется, образуя пузырьки, которые разрушают масляную пленку, вызывают эмульгирование масла, снижение вязкости и ухудшение смазочных свойств.
(8) Механические примеси: все твердые частицы, взвешенные и осевшие в смазочном масле, называются механическими примесями. Их наличие разрушает масляную пленку и ускоряет износ трущихся деталей.
(9) Коксуемость: Коксуемость — это остаток, образующийся после нагревания смазочного масла с подачей воздуха, его испарения и разложения, в конечном итоге превращающийся в коксоподобные отложения, выражаемый в процентах от массы масла.