工业齿轮油的抗乳化性检测

    在使用中，工业齿轮油经常会接触到水分，例如水管喷溅渗水、冷却水泄漏、冷凝水、水蒸气等等。工业齿轮油里如果含水有多方面的危害：引起齿轮油乳化、破坏齿轮油的润滑性、是齿轮油的防锈性降低、引起金属生锈、加速齿轮油劣化。

 

    因为工业应用中很容易接触水分，所以除了严防水分进入润滑系统之外，工业齿轮油还必须具有良好的抗乳化性（油水分离性）。当油里进水时，可以尽快地把油和水分离开，这样就可以把水排掉，并且避免油水混到一起引起润滑油乳化。齿轮油的抗乳化性，是通过油里的抗乳化剂来实现的。

 

    抗乳化剂是一些化学制剂，它们的作用机理一般可以分为两个阶段：油水如果混合，会产生乳状悬浊液，含许多水分的小液滴。抗乳化剂的分子吸附在小水滴的表面，不但把小水滴连接起来，而且乳化剂还与水滴发生反应，改变了水滴的油/水界面张力，消除液滴外面的保护膜。第二个阶段是聚集阶段，当抗乳化剂就像“桥梁”一样连接水滴，并且使水滴的包膜变得不稳定，使液滴容易结合在一起。小水滴聚集在一起后形成更大的液滴，逐渐聚集后沉到油的下层，与油分离开。

 

    现在的工业齿轮油里基本都有抗乳化剂，但是在使用中还是要以防为主——先避免油里进水，另外，抗乳化剂也要慎用。如果发现齿轮油乳化，应该先查明乳化原因，找到进水源头，切断进水点，而不是发现油乳化就加抗乳化剂，因为齿轮油里的各种添加剂不是越多越好，要慎用抗乳化剂。过量的抗乳化剂会起反作用，甚至成为乳化剂，加剧润滑油乳化。

 

工业齿轮油抗乳化性的标准常见的有：

1）ASTM D1401，检测石油产品和合成油的油水分离性

2）ASTM D2711，检测润滑油的抗乳化性

下面我们就分别介绍这两个标准：

 

1.ASTM D1401检测石油产品和合成油的油水分离性：

        ASTM D1401标准适用于低粘度油的抗乳化性检测，主要适用于黏度在28.8~90cSt的各类润滑油，例如工业齿轮油、液压油、压缩机油、透平油（汽轮机油、燃气轮机油、水轮机油）等。

 

    在ASTM D1401检测中，使用40ml水和40ml待测齿轮油，注入一个100ml的量筒里，水浴加热到54℃，然后用搅拌器把油和水充分搅匀（1500rpm的转速搅拌5分钟）。充分搅匀后，静置让油水分离。当油—水分界面的乳浊液体积减至≤3mL时，即认为油、水分离，记录分离时间。如果30分钟后油水还未完全分开，分别记录下油、水、乳状物的体积。例如：工业齿轮油的测试结果如果是40-40-0，那么说明油水分离性很好，油和水完全分开，没有乳状物产生。

 

    在使用中，要注意对齿轮油采样监测，尤其是容易接触到水分的使用场合。在ASTM D1401试验中，如果与新油相比，油品的破乳时间超标20%以上，需要引起注意，尤其是在环境较为潮湿的条件下。如果油里含水量不多，可以添加新油或者添加破乳剂，或者把油品送到实验室进行分析，以寻找最准确的处理方案。

 

    如果自己在现场检测，可以取40毫升新油、40毫升水，水浴加热到38℃（或者润滑油在实际使用中的温度），用搅拌机或其它方式充分搅匀，然后静置观察油水完全分层所需的时间。再用40毫升用过的润滑油，40毫升水，重复上述步骤。

对比结果，如果旧油测得的油水分离时间比新油多出20%以上，那么视为不合格。

 

2.ASTM D2711检测润滑油的抗乳化性：

      ASTM D2711与ASTM D1401差不多，也是测量工业齿轮油的油水分离能力，但是ASTM D2711主要用于中、高粘度的润滑油（粘度为ISO VG 220~ISO VG 1500）。

 

    在ASTM D2711试验中，取405ml待测齿轮油，45ml水，加热到82℃，然后用搅拌器搅拌（转速为4500rpm），搅拌后在82℃温度下静置5小时，然后记录分离出来的水量。

 

    从静置后的油水混合中，取50ml的油水混合物。用管子取50ml油水混合物时，取油的管子管口应没入油水混合物液面下2英寸。取出的50ml油水混合物注入离心筒，进行油水分离10分钟。分离后，测定油里的含水量（%）。

 

    取样50ml后，观察剩下的油水混合物，把游离出来的水（水层）排出并测量体积，这一次测得的水，称为总游离水。

 

    排掉游离水后，把剩下的100ml油液注入油水分离筒，离心分离10到15分钟。记录分离后的水和乳状物体积。

 

    对与抗氧防锈型齿轮油（R&O型），如果分离出来的总游离水能达到36~45ml，那么说明齿轮油的抗乳化性能很好。

 

    如果检测的是极压型齿轮油，那么检测方法需要进行调整。取360ml齿轮油和90ml水，混合后以2500rpm的转速搅拌五分钟（82℃温度下）。后面的检测流程同上。根据美钢标准224（U.S. Steel 224 ）和AGMA9005，如果分离后油的含水量百分比小于2%，分离出来的总游离水高于80ml，乳状物体积小于1ml，那么说明极压齿轮油的抗乳化性能很好。AGMA250.04的相关标准有所不同：在上述测试中，如果齿轮油的含水量百分比低于1%，分离出来的总游离水高于60ml，乳状物低于2ml，那么极压齿轮油的抗乳化性就很好。