壳牌技术培训

1、,工业润滑油技术培训,基础油和添加剂,一.润滑油的基本知识,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油的组成 润滑油的组成：基础油+ 添加剂,基础油 (70-95%),添加剂 (5-30%),润滑油,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑的定义, 润滑, 任何减少运动表面间摩擦的手段。, 润滑剂, 任何可以减少摩擦的材料。, 润滑剂的主要功能是分离两个运动表面并使它们之间的相互运动更容,易。, 润滑油用作润滑剂可以将运动表面间硬碰硬的高摩擦力转化为润滑油,的流体摩擦。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑

2、材料的分类, 矿物油，天然油脂(动植物油)，合成油, 能够自由流动并有冷却作用, 润滑脂, 由油加稠化剂(皂类等)制成的半固体润滑剂, 易在被润滑表面保持 良好的密封性能, 固体润滑剂, 二硫化钼和石墨, 用于极端温度条件下，低压，环境较差, 气体润滑, 有时用于润滑高速低负荷的轴承,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油的重要性能 粘度是润滑油的最重要的性能。 其他重要性能包括 -粘度指数 -中和值(酸值和碱值,通过滴定法测得) -比重,-倾点 -闪点 -燃点 -氧化稳定性 -抗腐蚀性,-抗乳化性 -空气释放性 -抗泡性 -相容性(与橡胶，密封等件不起反应)

3、-抗磨损/极压性能,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,粘度是什麽 ?, 液体粘度度量了其阻碍流动的能力, 在同样条件下，低粘度液体比高粘度液体更易于流动； 粘度是润滑油最重要的指标；, 它是形成润滑油膜的最主要的因素，同时也决定了润滑剂,的负载能力；, 通常用 St ,Poise, mm2/s 或SAE级别来描述粘度。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油的重要性能 粘度,1. 运动粘度计,(绝对粘度计/相对粘度计),雷式(Redwood) 赛式(Saybolt) 恩式(Engler),2. 落体粘度计,3. 旋转粘度 MRV ,

4、 CCS , Brookfield,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,什么是粘度指数 ?(VI), 粘度指数反映了油的粘度随温度变化的特性, 液体的粘度会随温度变化而变化; 润滑油随温度升高而变稀;, 油的粘度指数越高，粘度随温度的变化幅度越小; 该指标是运行于较大温度范围内的润滑油的重要指标;,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,粘度随温度的变化 粘度的 对数 HVI高粘度指数油 (VI 85) MVI中粘度指数油(VI 30 - 85) LVI低粘度指数油 (VI 30),40C PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用

5、版本创建 ,100C,剪切稳定性, 剪切稳定性是润滑油抵抗粘度损失的能力 高温下极高的机械应力可造成油品永久的粘度,损失和粘度指数的降低;, 多级粘度润滑油中长链的聚合物可能会在高温,高剪切下被剪切成段链分子,造成粘度和粘度 指数下降;, 它是选择润滑油基础油的重要的指标之一.,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油其他重要性能, 倾点, 润滑油最低可流动温度 (形成石蜡的温度)., 该指标对低温运转性能非常重要.,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油的重要性能 倾点,倾点的测定:,温度每降低 3 度, 将样品倾斜,水平放置 5

6、 秒,观察油面的流动情况, 初次观察到不流动的温度+ 3 度.,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油其他重要性能, 闪点, 液面上方蒸气产生火花,的最低温度, 对于可燃物体有法,规要求, 燃点, 液面上方聚集的液体蒸,气可以发生自燃,且火 秒持续5S的最低温度,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油的重要性能 闪点,闪点-液体产生闪火的最低温度， 开口，闭口（高温安全性),200 C,2 秒 0.5 秒 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油其他重要性能, ASTM D943 “抗氧型矿物油氧化特

7、性试验 标准” 是历史悠久的一个用来评价在氧 气，水和金属催化剂加温(95C)条件下的 对油品的实验。 TOST 寿命试验 总酸值增加到 2mgKOH/g 所需要的 时间 TOST 1000小时试验- 1000小时后结束, 然 后监测总酸值 TAN 和粘度的增加，油泥的生成和总氧化 产物(TOP) PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 , 氧化稳定性 润滑油抵抗氧化的能力.常 用RBOT 和 TOST LIFE 来表 征. 矿物油在高温下和氧气发 生反映 产生酸、碳、沉积物、漆 膜 表明了油品可以使用的寿 命.,润滑油其他重要性能,抗腐蚀性, 油品抵抗对金属腐蚀的能力

8、油品变质后会具有腐蚀性, 通过锈蚀和铜片腐蚀试验可检测出油品的抗氧化能力,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油其他重要性能, 中和值, 检测油品酸化或碱化程度的方法, 油品酸碱值改变量显示了油品变质程度, 酸值TAN增加量或碱值TBN减少量可度量出油,品氧化或添加剂消耗程度, 总酸值 (TAN), 需要用来中和一克油品中的酸所需使用的氢氧化钾,的重量 (mg.KOH) 总碱值 (TBN), 表述为中和1克油品中的碱的对应酸的重量，该重,量用中和同样量的酸所需要的氢氧化钾的重量,(mg.KOH)描述,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建

9、,润滑油其他重要性能, 抗乳化性, 润滑油分水的性能., 是透平机、压缩机和液压系统,润滑油的重要性能指标, 空气释放性, 油品释放进入的空气的能力 定义为进入油中的空气增加油,品 0.2%体积的时间(分钟)。, 对于需要防止破坏油膜，防止,过热的变速箱非常重要。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油其他重要性能, 抗泡性, 是抵抗油品表面产生空气和,油组成的泡沫的能力, 泡沫是由搅动和空气进入,油体造成的, 泡沫将因为油品污染和进,水及进入异物而增多, 将使泵、齿轮箱和其他飞,溅润滑系统因润滑不足造 成机械故障,PDF 文件使用 pdfFactory Pro

10、 试用版本创建 ,润滑油其他重要性能, 相容性., 润滑油与其他物体相适应的性能., 润滑油和橡胶密封件或油管可能产生反应，造,成故障。, 部分塑料件、粘结件和油漆也可能与润滑油不,相容., 有些合成油会和某些金属不相溶。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑油的重要性能 极压性能,四球实验,FZG,TIMKEN PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,基础油质量对润滑油性能至关重要, 发动机清洁性 密封件相容性 配方稳定性,溶解性,挥发性 基础油化学, 机油消耗 粘度增加 沉积物形成, 沉积物形成 粘度增加,氧化稳定性,组成,油品表面

11、活性, 泡沫 空气释放, 酸性物质形成 金属腐蚀 低温流动性 能量损失 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,粘度 加强基础油的性能;, 减缓油品发生我们所不希望变化的速度。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,一种润滑油可能含有多种添加剂,提高 低温流动性 降凝剂,减少 高温时油变稀 粘度指数改进剂,减少 燃油消耗 控制泡沫,摩擦改进剂 消泡剂 分散剂,抗磨剂 抗氧化剂 清净剂,减少 发动机磨损 保护 基础油,分散 燃料燃烧生成物,防锈剂,使发动机内部 保持清洁,防止 生锈 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,

12、添加剂的使用, 添加剂有许多种, 其中一些具备几种不同功能, 可简单地划分为三类：, 改善油品物理性质的添加剂, 如粘度指数改进剂, 降凝剂。., 保护被润滑表面的添加剂，如抗腐蚀剂，抗磨剂、清净剂和分散剂。 保护润滑剂的添加剂，如抗氧化剂。, 通常所有的润滑剂中至少有一种添加剂，有一些油可含多达1012种添加剂。, 内燃机油（按重量计算）通常含1020的添加剂，工业润滑油中的含量较低,约为14 。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,添加剂种类,1. 改善物理性能的添加剂:,粘度指数改进剂 抗泡剂 降凝剂 粘附剂,2. 保护润滑表面的添加剂:,防腐剂 清净剂,抗磨

13、极压剂 防锈剂 分散剂 乳化剂,3. 保护润滑油的添加剂:,抗氧化剂,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,酯,添加剂,添加剂类型,目的,典型的化合物,_, 抗磨剂 清净剂 分散剂 抗氧化剂 防腐剂 摩擦改进剂,减少摩擦和磨损 防止表面沉积 保持不溶物的悬浮 抑制氧化分解 防止金属部件生锈 提高摩擦性能,磷、硫、Cl化合物、ZDDP (二烃基二硫化磷酸锌) 钠、钙、镁化合物、磺化物 ZDDP，芳香胺 ZDDP，脂肪酸，胺 有机脂肪酸,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,添加剂,添加剂类型,目的,典型的化合物,_,抗乳化剂,使油水分离,降凝剂

14、 抗泡剂 粘度指数改良剂 极压添加剂,提高低温流动性 减少泡沫（油中的 空气）的形成 改良粘度-温度特性 控制极大负荷条件,异分子聚酯 硅酮 聚合物和共聚物 磷、硫、氯化合物，ZDDP,下的磨损 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,抗 磨 剂(AW), 抗磨剂附着在金属表面,形成一层保护性油膜,减低表面磨损 多用于经常发生金属与金属接触的情况,如边界润滑,滑动表面,添加剂膜,静止表面,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,清净剂 清净剂的极性端附着在沉积物上,将其从金属表面移去,使金属表面清洁; 在高碱性清净剂中,极性端呈碱性,中和燃烧形成

15、的酸.,极性端 MCO3,SO3,亲油端,添 加 剂 高碱性成分 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,清净剂 清净剂的作用过程 汽缸壁 润滑油,活塞 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,沉积物,分散剂(DP或HD), 分散剂有极性端和亲油端;, 极性端自身吸附于氧化金属(如: 积炭和油泥)上并包围它,而亲油端使之,保持溶于油中, 这就防止了杂质在金属表面上的聚集和黏附.,分散作用过程,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,分散剂类型,酚盐,水杨酸盐(主要用于柴油机润滑油) 硫代磷酸盐 磺酸盐(主要用于发动机油)

16、聚异丁烯(PIBSA) PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,抗氧化剂 润滑油老化可分为两个过程：氧化过程和高温热分解(裂化)过程。氧化老 化是主要过程。 在水、酸或者固体污染物的存在下，氧化过程会因热、光的作用、金属(如： 铜)的催化作用而加速； 油品氧化的危害： - 聚合物的沉积将形成油泥、漆膜和胶质，从而严重影响设备的运行 - 生成的有机酸会腐蚀金属部件,油,空气 热,过氧化物,醇,醛,酮 有机酸等,聚合物,漆膜 油泥 胶质,抗氧化剂 稳定的化合物 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,1),3),抗氧化剂 抗氧化剂是一种添加剂,少量地

17、加入石油产品中可以提高油品的抗氧 化性,从而延长油品的储存及使用寿命 抗氧剂可分为主抗氧剂(自由基清除剂)和副抗氧剂(过氧化物分解剂) 抗氧化剂的三种作用机理： 与过氧化物发生反应,形成稳定性的无害化合物,2),分解过氧化物,将氧化催化剂(金属或金属离子)转变成惰性成分 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,常见的抗氧剂,酚类抗氧剂(苯酚等,用于高温应用),芳香胺(用于自由基清除,用于120C高温),含硫和磷的化合物(二硫化磷酸锌,主要用于自由基的清除) 有机硫化合物(典型的过氧化物分解剂),有机膦化合物,其他化合物(有机铜化合物等),协同混合物(胺类和酚类混合使用等

18、),PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,氧化稳定性试验 汽轮机油氧化稳定性试验(TOST)(DIN 51587,ASTM D943,ASTM D4310) ROBOT 旋转氧弹试验(ASTM D2272),IP 48,高压差示扫描量热法(HPDSC) 封闭容器差示扫描量热法(SCDSC) PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,抗氧化剂,油品抗氧化性的提高,基础油的选择,基础油的炼制方法,添加氧化抑制剂,在使用过程中,对油品及设备的良好维护(如防止油品污染、过热)可最大,限度地减缓氧化过程,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用

19、版本创建 ,防腐蚀剂, 防锈剂的极性端吸附在金属表面上,形成一层薄膜, 长尾部使防锈剂溶于油中,并阻止腐蚀性化合物与金属表面发生反应,油溶性尾部,极性头部,金属表面,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,粘度指数改进剂 粘度指数改进剂用于改进油品的粘温特性,是长链状高分子聚合物,分子质量为 10000-250000。 在高剪切区域,例如轴承,不良的粘度指数改进剂被剪切而断裂,导致粘度指数和粘 度的降低 用于需要高粘度指数的场合,如温度范围宽广的油品,低温时蜷缩,呈球状,易于流动 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,高温时伸展,相互缠绕,阻止

20、流动,80,70,60,40,30,20,80,70,40,30,粘度指数改进剂,粘度指数改良剂用以减少因温度的改变产生的粘度变化,100,90,温度加温时,50,起作用加稠,10,0,100,90,冷温时不起,60,50,作用不增稠,20,10,0,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,剪切力对粘度指数改良剂的影响 暂时粘度损失 一般剪切力时 被挤推，分开，暂时性变稀,高剪切力时,永久粘度损失,碾碎，断裂，永久性变稀 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,粘度指数改进剂的类型,类型 烯烃共聚物: 聚烷基(甲基)丙烯酸酯: 聚异丁烯: 氢化苯

21、乙烯-异戊二烯共聚物: 氢化苯乙烯-丁二烯共聚物:,简称 OCP PAMA PIB HSD SBR,主要用途 发动机油和液压油 齿轮油和液压油 齿轮油,无灰分散剂的原材料 发动机油 发动机油,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,降凝剂(PPD) 低温时, 基础油中的蜡质结晶析出, 析出更大的晶体, 使油品固化 降凝剂作用于结晶过程, 使蜡质形成小的晶体, 因此基础油在低温时 仍然保持流动 降凝剂用于降低基础油的倾点,无降凝剂,静止,晶 体,生 长 晶体形成 有降凝剂 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,抗乳化剂,抗乳化剂, 改变油和水之间

22、的表面张力的特殊添加剂, 可促使油和水迅速分离,破乳剂类型,有机磺酸的碱土金属盐 二壬基萘磺酸钡(和钙) 特制的聚(乙二醇),PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,抗泡剂,改变油/气界面的表面张力的特殊添加剂 可促使油品表面气泡迅速破裂,抗泡剂类型,硅类抗泡剂(聚硅氧烷等),聚硅氧烷不能用于切削液和液压油,它会和涂料和油漆反应 不含聚硅氧烷的抗泡剂有特制的聚(乙二醇)(聚醚)等 三丁基磷酸酯,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,极压添加剂, 极压添加剂在高温、高压条件下与金属表面起反应，生成一层软性薄膜，,防止金属焊接, 用于低速和冲击负荷

23、的场合,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,极压(EP)添加剂,极压(EP)添加剂可用来降低高温重载下的摩擦和磨损。, 极压添加剂是含硫、磷、氯等原子的活性化合物。当两金属表面磨擦产生高温,时，这化合物与金属表面反应形成金属硫化物、磷化物、氯化物的不溶性表面 膜。, 这种表面膜比两直接接触的金属表面更易发生剪切。在表面滑动接触中，部分,润滑膜被带走，但又被继发的化学反应迅速补充。,极压添加剂对不同的金属有不同的反应活性，适用于钢-钢表面接触的添加剂, 有 可能不适用于钢一青铜接触的情况。,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,极压添加剂类型

24、,磷化合物(磷酸三甲苯酯-TCP等) 含硫和磷的化合物(ZnDTP,TPPT等) 含硫和氮的化合物(DMTD等),硫化合物,PEP添加剂(高碱性磺酸盐,用于金属加工液等),氯化合物,固体润滑剂(石墨和二硫化钼),PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,配方取舍的两难,优点,缺点,粘度指数改进剂 清洁剂 抗泡剂,较好的粘度 引擎干净 较少泡,发动机的沉积 剪切变稀 多灰分 提前点火 空气释放性差,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,平衡的添加剂配方,润滑油配方： 是经过广泛实验室试验及发动机台架试验后制定出来的.,抗氧化/抗磨添加剂 u防止轴承

25、的腐蚀,u缓和油变质/变稠 u防止气阀机构的磨损 分散剂 u控制油泥及清洁 u分散炭粉从而降低,油的稠化,粘度指数改进剂 u容易起动 u更快供应油到运行的部位 u低温抗磨,清净剂 u中和燃烧所产生的酸 u减少活塞的沉积物 u提供总碱值,u增加高温粘度 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,添加剂的应用,添加剂种类,Lubricant Type,润滑油种类,发动机,自动排挡油,轮轴油,液压油,齿轮油,透平油,金属加工油,金属性的清洁剂 无灰的清洁剂 抗氧化剂 抗磨剂 防锈剂 防腐剂 磨擦改良剂 极压添加剂 消泡剂 黏度指数改良剂 降凝剂 密封物膨胀剂,* * * * *

26、 * * * *,* * * * * * * * *,* * * * * * *,* * * *,* * * * *,* * *,* * * * *,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,壳牌润滑产品应用,工业齿轮油壳牌可耐压 液压油 壳牌得力士 润滑脂, 油品存储与运输, 壳牌技术服务介绍,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,工业齿轮油壳牌可耐压,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,1954-2004,50年来齿轮装置的演进,资料来源: Flender,注 以上所有齿轮装置都有相同的输出扭矩,PDF 文件使用

27、pdfFactory Pro 试用版本创建 ,工业齿轮箱近期的发展,动力输出,工作温度,油的使用寿命,齿轮箱尺寸 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,润滑剂用量,换油频率,齿轮会出现什么故障？,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,齿轮遇到的主要问题1: 磨损 什么能造成磨损?,高负载 高工作温度,润滑剂选择错误,磨损可导致. 效率下降 部件寿命缩短, 计划外停机 油液污染增加, 用户头疼 部件故障, 增加成本 增加停机时间 生产率下降 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,高品质工业齿轮油-壳牌可耐压 壳牌可耐压

28、齿轮油满足以下三种试验的严酷要求,四球试验,FZG试验,Timken试验,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,性能增加,失效负载级,磨损测试 14 12 10 8 6 4 2 0, FZG 负载级要求,可耐压 Flender,DIN,ISO US224 ISO 68标准要求,AGMA,DB,GM LS2,壳牌可耐压符合或超出所有工业的 FZG 要求和 OEM 技术规范 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,齿轮油遇到的主要问题2:水污染 水污染源,冷凝 冷却系统泄漏 通过水箱盖和通气孔,水污染可导致 锈蚀和腐蚀 腐蚀, 降低添加剂性能,.导

29、致, 磨损和疲劳 锈蚀和腐蚀 增加维护成本 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,%轴承剩余寿命,100,水污染对轴承寿命的效应 油中水对轴承寿命的效应 以水占油的每100ppm(万分之一)时对 100%轴 承寿命的影响为基础制图 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0,100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1500,2000,水占油的百万分之,资料来源: SKF PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,% 剩余寿命,抗乳化性测试（ASTM D1401）,Windows Media

30、Audio/Video file,油和水完全混合，用以模拟油与工艺用水的水 污染（例如钢厂的轧钢用水） 测得油与水分离所需的时间 测试结果表明油的分水特性 时间越短，性能越好 测试条件 40 ml 油和 40 ml水 温度 54C或 82C,好结果 - 水和油快速 分离,差结果 - 水和油不能 快速分离,（取决于测试的粘度等级）,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,可,耐,压,G,O,竞,争,对,手,B,E,争,对,壳,竞,O,M,M,O,竞,争,对,手,牌,手,M,水污染测试 修改后的,ASTM D1401（使用 54C的自来水* ）在 30分钟时,可耐压完 全与水分,离,* 采用宝钢轧钢冷却水,PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 ,未污染的可耐压,泡沫，ml,可耐压含有1%水泥,粉尘，序列II,性能好,壳牌可耐压的其它重要特性: 优异的抗泡性能 泡沫测试 - ASTM D892 （ml/ml 用于序列 I，II，III） 120,100 80 60 40,起泡趋势 泡沫稳定性,20 0,0/0 可耐压,0,DIN,ISO,0 AGMA,DB,0 GM,壳牌可耐压大大优于工业标准对泡沫性能的要求 即使受水泥粉尘污染