常用油料基础知识Word文档格式.docx
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润滑油的基本性能包括一般理化性能、特殊理化性能。
1、一般理化性能：
1）外观（色度）；
2）密度；
3）粘度；
4）粘度指数；
5）闪点；
6）凝点和倾点；
7）酸值、碱值和中和值；
8）水分；
9）机械杂质；
10）灰分和硫酸灰分；
11）残炭；
2、特殊理化性能：
1）氧化安定性；
2）热安定性3）油性和极压性；
4）腐蚀和锈蚀；
5）抗泡性；
6）水解安定性；
7）抗乳化性；
8）空气释放值；
9）橡胶密封性；
10）剪切安定性；
11）溶解能力；
12）挥发性；
13）防锈性能；
14）电气性能；
15）润滑脂的特殊理化性能；
16）其它特殊理化性能
每种油品除一般性能外，都应有自己独特的特殊性能。
例如，淬火油要测定冷却速度；
乳化油要测定乳化稳定性；
液压导轨油要测防爬系数；
喷雾润滑油要测油雾弥漫性；
冷冻机油要测凝絮点；
低温齿轮油要测成沟点等。
这些特性都需要基础油特殊的化学组成，或者加入某些特殊的添加剂来加以保证。
4.1.4柴油机对润滑油要求：
1、柴油机润滑油的工作条件及应具备的特点
内燃机工作条件
柴油机润滑油应具备的特点及原因
1
温度高，温差大。
内燃机工作时，活塞顶
及燃烧室壁的温度大约在250-500oC之间；
活塞裙部从上到下大约在260-175oC之间；
主轴承、曲轴箱温度为85-95oC、而发动
机在启动时，其零部件的温度和环境温度
接近。
有适宜的粘度,粘温性能好
因为：
如果粘度过大，低温时，流动速度必然较慢，
磨擦部位不能及时得到润滑油而会造成磨损，另外
粘度过大，油内的磨擦阻力大，将增大燃料消耗；
如果粘度过小，会不能形成必要的油膜而造成磨损。
特殊情况下，如重载荷、温度高、车况差、转速低
的可用粘度稍大一些的油；
转速高、车况好、温度
低时，可用粘度稍小一些的油
2
负荷重：
现代内燃机功率高、马力大、重量轻，而各运动部件单位磨擦面负荷较大。
①抗氧化能力强，热稳定性好，腐蚀性小，并具有中得酸性物质的能力
内燃机油在使用和贮存时，不可避免地要和空气接触，在一定条件下会和氧发生反应，产生酸性物质和沉积物。
酸性物质腐蚀金属；
沉积物粘附在气缸壁、活塞、活塞环槽、进、排气阀等部位，致使发动机散热不良、温度升高，粘结活塞环，导致活塞环弹性变差，密封性变差，机油窜入气缸烧掉，产生大量积炭和漆膜，燃料窜扩机油底壳，稀释润滑油；
燃料消耗增大，功率下降，还会产生油泥，堵塞过滤器，磨擦部位缺油润滑，造成机件磨损增大，严重时造成烧轴、烧瓦。
②具有良好的清净分散作用
由于润滑油在工作中不可避免地要和空气接触，不可能完全防止氧化。
为防止氧化物沉积和粘附在机件上，在润滑油调合过程往油中加入清净分散剂，以此将氧化物从金属表面上清洗下来（这种性能称为清净分散性），使之悬浮在油中，通过过滤器除掉，以此延长机油使用寿命和保证发动机正常润滑。
③有良好的润滑性，抗磨损性。
3
运动速度快：
内燃机曲轴转速多在1500-4800转/分
之间;
活塞运行速度高达8-14米/秒。
磨
擦面形成润滑膜十分困难，活塞与气缸
壁之间经常处于边界润滑状态。
4
易受环境因素影响，随空气进入汽缸的粉尘、燃烧的废气及其它残留物对润滑油构成污染。
表1柴油机润滑油的工作条件及应具备的特
2、柴油机机油的分类：
柴油机机油质量分级按API（美国石油学会）标准进行分级，粘度分级按SAE（美国汽车工程师协会）标准进行分级，具体表示如下
1）API质量分级
表2API柴油发动机润滑油等级分类
API级别
用油说明
CA
轻负荷，达到美国军用标准MIL-L-2104A
CB
中负荷，达到美国军用标准MIL-L-2104A中的附录1。
CC
中至重负荷，达到美国军用标准MIL-L-2104B
CD
重负荷，涡轮增压四冲程柴油发动机，抗高温沉淀物形成，防止轴承腐蚀。
CD-II
重负荷二冲程柴油发动机，符合CD及底特律柴油机6V-53T发动机测试要求。
CE
重负荷涡轮增压四冲程柴油发动机，防止高温，低温沉淀物形成，抗磨损，抗腐蚀，通过马克T-6,T-7（EO-k/2）和康明斯NTC400的台架试验。
CF
重负荷，涡轮增压四冲程柴油发动机，抗高温沉淀物形成，并耐腐蚀。
CF-2
重负荷二冲程柴油机，达到底特律柴油机6V-92TA发动机测试要求。
CF-4
重负荷，涡轮增压四冲程柴油发动机,有效防止高，低温沉淀物的形成，特别是新型的发动机通过马克（EO-k/2）和康明斯NTC-400和卡特皮勒1K台架试验。
CG-4
重负荷，涡轮增压四冲程柴油发动机,有效防止高，低温沉淀物的形成，应用于1994年以来的低排放新型发动机，使用低硫燃料（硫含量小于%）的发动机，通过马克EO-L和卡特皮勒1N台架试验。
CH
重负荷，涡轮增压四冲程柴油发动机,严格控制高，低温沉淀物和磨损，尤其是控制高烟怠引起的粘度增加和配气机构的磨损。
增加康明斯M1和马克T-9发动机台架试验。
为目前API柴油机油最高级别。
2、SAE粘度等级分类
表12－3SAE发动机油粘度分类（SAE:
美国汽车工程师学会）
SAE粘度级别
低温动力粘度cP°
C,max
低温泵送粘度cP°
运动级别
100℃
高剪切粘度（cP）
150℃,106S-1min
0W
6,200-35
60,000-40
-
5W
6,600-30
60,000-35
10W
7,000-25
60,000-30
15W
7,000-20
60,000-25
20W
9,500-15
60,000-20
25W
13,000-10
20
30
40
50
60
3、钻井平台柴油机润滑油的选用标准
我们事业部所属的钻井平台的主机主要分为两大类，一类是自升式平台上广泛使用的Caterpillar柴油机，机型比较集中在3500系列，功率在1000～1200kw之间，和半潜式平台使用的以Wartsila为代表的船机。
选用推荐润滑油时应我们应该着重考虑：
粘度、质量等级以及总碱值等润滑油指标。
1）粘度的选择依据：
粘度是柴油机油选用的最基本指标，CAT推荐的润滑油粘度应该是，100℃粘度为12～16mmcSt。
而对于粘度等级，CAT推荐采用SAE的标准，考虑到北方海上平台的特殊性，我们通常使用15W/40多级机油。
2）粘度质量等级选择依据：
选择柴油机用润滑油的质量等级，通常有两种方法，一种：
最简单的使用厂家推荐的质量等级；
另一种方法使用目前国内外较为科学的即参考发动机的热负荷，用发动机的平均有效压力和强化系数来量化，从而选择所需的质量等级：
一般柴油机平均有效压力在550kPa以下，或强化系数在25～35之间的，可选用CB级；
平均有效压力在800-1000kPa之间，或强化系数35～50之间的，可选用CC级机油；
平均有效压力在之间，或强化系数在50～80之间的，应选用CD级；
；
平均有效压力在以上，则选用CE级以上的。
我们平台使用的D399和EMD710G的强化系数为可选用CD级的润滑油；
3500系列柴油机的强化系数为应该选用CE级以上的，厂家推荐使用CF级以上的，3500B系列电喷机由于对滑油质量要求比较高，因此厂家推荐使用CG级以上的润滑油，对于EMD645E/710G系列柴油机，强化系数为用CD级机油。
但该型柴油机轴瓦含银，添加剂中锌元素能够与银发生置换，对轴瓦造成伤害。
由于粘度是柴油机油的重要指标，确定质量等级后，选择合适的粘度就显得更为重要。
粘度过大或过小都会引起能源浪费、磨损增加或其他润滑故障。
选择粘度牌号的原则有：
依据地区、季节、温度选用。
在渤海地区作业的平台冬季寒冷地区选用粘度小、倾点低的油或多级油（通常选用多级油）；
夏季或全年气温高的地区选用粘度适当高些油。
具体见表3：
粘度等级
适用环境气温
5W/30
—30~20C
15W/40
—18~40C
5W/40
—20~35C
20W/40
—13~40C
10W/30
—25~35C
30
—5~40C
15W/30
—18~35C
40
20~50C
表3粘度等级与环境温度对照表
3）总碱值（TotalBaseNumber）的选择标准
燃油在燃烧过程中及机油高温氧化产生的酸性物质，会侵蚀机油，使机油变质；
燃油中的硫燃烧生成硫的氧化物与水化合生成硫酸或亚硫酸落入润滑油内，使润滑油氧化产生胶质，还使轴承等部件发生严重腐蚀；
柴油中的一些硫化物燃烧性能不好，在燃烧过程中形成结焦，所以柴油机油需要一定的总碱值来中和这些酸性物质。
对总碱值影响最大的是燃油中硫的含量，Caterpillar推荐按含硫量（％）的10倍选用新油的TBN，但给出了新油的TBN最小不能小于5。
4.2.润滑脂基础知识；
润滑脂又称“黄油“是平台上常用的润滑材料之一，润滑脂是一种具有塑性的润滑剂，它由润滑液体、稠化剂和添加剂三部分组成。
润滑脂的润滑性质取决于润滑液体的性质。
稠化剂在润滑脂中形成如海绵状或蜂窝状的结构骨架，使其成为膏状物质。
添加剂是指：
为改善润滑脂某方面的使用性能而添加的少量物质（如抗氧化剂、抗腐蚀剂等）。
4.2.1润滑脂的成份组成：
润滑脂是由基础油、稠化剂、添加剂三部分组成，其中基础油约占７０％－９０％，稠化剂占１０％－２０％，添加剂含量在５％以下；
１、基础油：
它是润滑脂中的重要组成部分，润滑脂的润滑性质取决于基础油的润滑质，所以正确选择基础油是非常重要的。
２、稠化剂：
是润滑脂中的重要组成部分，它在润滑脂中形成骨架，将基础油吸附在和固定在骨架上形成胶体。
稠化剂的性质和含量决定了润滑脂的粘稠程度以及耐水性和耐热等使用性能。
３、添加剂：
它的作用是改善润滑脂的某些性能。
如加入极压添加剂，可以提高润滑脂的极压性能；
加入防锈添加剂可提高润滑脂的防锈性能等。
4.2.2润滑脂的主要质量指标：
1、时效硬化：
润滑脂的稠度随贮存时间而增加的现象。
2、稠度：
稠度是指塑性物质在外力作用下抵抗变形的程度。
3、锥入度：
在25℃时，总荷重为150±
的标准锥在5s内垂直穿入润滑脂试样的深度叫润滑脂锥入度，以1/10mm表示。
锥入度是表示润滑脂软硬的项目。
锥入度越大，稠度越大，稠度越小，润滑脂就越软。
绝大多数润滑脂是根据锥入度大小来分号的，其规定如表4：
润滑脂牌号
锥入度（25℃）/10-1mm
000
445~475
00
400~430
355~385
1
310~340
2
265~295
3
220~250
4
175~205
5
130~160
6
85~115
表4润滑脂锥度对照表
4、稠度等级：
NLGI（美国润滑脂协会）分为九个等级，从000到6共九个。
5、机械安定性：
润滑脂受到机械剪切时抵抗稠度变化的能力，稠度变化值越小，机械安定性越好。
6、触变性：
润滑脂受到剪切时，稠度变小，停止剪切时，稠度又增加的性质。
7、抗水性：
润滑脂抵抗从轴承中冲洗掉的能力，抵抗因吸收水分而使脂的结构破坏的能力，在水存在时防止金属表面腐蚀的能力。
8、胶体稳定性：
润滑脂抵抗分油的能力。
9、相似粘度：
通常润滑脂的粘度随剪速的增大而变小，所以脂粘度称为相似粘度或表观粘度。
10、滴点：
在规定条件下的固体或半固体石油产品达到一定流动性时的最低温度叫做滴点，以℃表示。
11、游离酸和游离碱
润滑脂是动植物油或全盛脂肪酸用碱皂化后，稠化矿物油而成的。
如果皂化不完全或矿物油氧化分解，就会出现游离酸；
如果用碱量过多，高精尖会出现游离碱。
过多的游离酸、碱的存在，会引起机件腐蚀所以润滑脂的游离酸、碱应控制在一定数值内。
12、胶体安定性
润滑脂在使用或长期储存中会有少量的油析出，这种现象称为分油。
润滑脂抵抗分油的能力称为胶体安定性。
13、机械安定性
润滑脂的机械安定性又称为剪切安定性，它表示润滑脂在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。
润滑脂在机械力长期作用下，稠度将下降，在极端苛刻条件下，润滑脂的结构将被破坏而变成流体，从润滑部位流失，丧失润滑作用。
这是因为稠化剂的纤维结构，当承受长时间剪断破坏时，使纤维变短，导致稠度下降，在遭受轻度剪断时，纤维还可以再度叠合而恢复稠度，这种搞机械剪断作用性能，称为润滑脂的机械安定性。
14、外观：
只用直观检查的方法所看到的润滑脂特性，通常包括整体外观、质地、颜色和光泽等。
4.2.3常用润滑脂的分类：
1．润滑脂的分类分类方法多种多样，但使用最多的是按稠化剂的类别来分，如皂基润滑脂、烃基润滑脂、无机润滑脂、有机润滑脂。
目前使用最广泛、最普遍是皂基润滑脂中的钙基润滑脂和锂基润滑脂。
1）钙基润滑脂钙基润滑脂俗称“黄油”。
钙基润滑脂是用天然脂肪酸钙皂稠化中等粘度的矿物油制成的，合成钙基脂是用合成脂肪酸的钙皂稠化中等粘度的矿物油制成。
它具有抗水性好、机械安定性好、易于泵送、价格低等优点，但同时又有使用温度低、寿命短等缺点。
钙基脂按工作锥入度（针入度）分成1、2、3、4四个牌号。
1、2号使用温度不高于55℃，3、4号不高于60℃。
目前，1、2号脂使用最多，3、4号脂用于高负荷、低转速的设备上。
2）锂基润滑脂锂基润滑脂是由天脂肪酸锂皂稠化中等粘度的矿物油或中等粘度的合成油制成，而合成锂基润滑脂是由合成脂肪酸锂皂稠化中等粘度的矿物润滑油而成的。
锂基润滑脂的使用温度高，可长期在120℃下使用，短期在150℃下使用，与其它润滑脂相比有用量少但寿命长、使用范围广泛的特点。
它包括有汽车通用锂基润滑脂、极压锂基润滑脂、通用锂基润滑脂三类。
在平台上较常用的是汽车通用锂基润滑脂，它适用于-30～120℃下的水泵轴承和其它等摩擦部位的润滑。
钙基润滑脂具有良好的抗水性，在潮湿和与水接触的部件润滑，通常采用钙基润滑脂，它同时可起到密封作用。
钙剂润滑脂使用温度一般在70℃以下为宜，且主要用于中、低速运动部件。
钠基润滑脂主要适于在较高环境温度使用，但不适宜潮湿或与水及水蒸气接触的场合。
钙钠基润滑脂具有良好的抗水和耐高温性能，适于潮湿或高温环境，如万向节或发电机的滚动轴承等，但不适于低温环境，这种润滑脂价格较高，因而应用受到了一定的限制。
2．润滑脂的主要性能及应用：
GB491—87钙基润滑脂深黄色至暗褐色的均匀油膏具有良好的抗水性和胶体安全性适于工作温度在70℃以下的机械设备及车辆上
GB492—89钠基润滑脂淡黄色至暗褐色的均匀油膏耐温、不耐水适于工作温度在120℃以下的干燥润滑部位：
如电动机、交通车辆的轴承部位
SH0368--92钙钠基润滑脂黄色至深棕色的均匀油膏耐温、耐水，低温下不适用适于工作温度在80～100℃的发电机、电动机、交通车辆的轴承等部位适用
SH0370—92复合钙基润滑脂淡黄色至暗褐色的均匀油膏有良好的机械安定性和胶体安全性适于工作温度在180℃以下的潮湿环境的润滑部位
SH0381—92合成复合铝基润滑脂浅褐色至暗褐色的均匀油膏有良好的抗水性，防护性能，并具较好的机械安定性和胶体安全性适于工作温度在120℃的潮湿环境
GB7324—94通用锂基润滑脂均匀光滑浅褐色至暗褐色的均匀油膏有一定的抗水性和耐温性适于工作温度在－10～100℃范围的矿山、建筑等大型设备的集中润滑
GB7323—94极压锂基润滑脂适于工作温度在－10～100℃的各种重型设备的集中润滑系统
SH0380—92合成锂基润滑脂均匀光滑浅褐色至褐色油膏有一定的抗水性和较好的机械安定性及较宽的适温范围适于工作温度在－20～120℃之间的各种大型和重型设备的集中润滑系统
SH0387--92钢丝绳防锈润滑脂褐色或深褐色油膏防锈性好适于钢丝绳的涂布防锈
二硫化钼合成锂基润滑脂灰黑色均匀油膏在具有锂基脂的一般特色外，极压性更强适于工作温度在－20～120℃之间的重型机械重负荷的集中润滑部位
4.2.4润滑脂使用中的注意事项：
1、润滑脂在轴承中的合理填充量
润滑脂的填充量对轴承运转和润滑脂的消耗量影响很大。
轴承中填充过量的润滑脂会使轴承摩擦转矩增大，引起轴承温升过高，并导致润滑脂的漏失，反之，填充量不足或过少可能会发生轴承干摩擦而损坏轴承。
一般讲，对密封轴承、润滑脂的填充量以轴承内部空腔的1/3-2/3为宜。
2、润滑脂在使用中的补充和更换
润滑脂在使用中会发生氧化变质，基础油减少，有时因混入外界杂质更加恶化而失去润滑作用，或在工作过程中逐渐消耗。
因此，必须定期补充和更换润滑脂，以满足部件的润滑要求。
轴承再润滑的周期依轴承大小、相对运动速度、负荷、操作温度以及轴承的密封效果等因素而异，各轴承制造厂大都以dn值为计算标准。
为方便起见，也有列出再润滑周期表的。
对于单列滚球轴承，在中等径向负荷和温度℃以下，每天工作8h的再润滑周期示于下表；
从表5中可看出，速度越大，再润滑周期越短。
dn值
再润滑周期/月
50000
36
100000
18
200000
300000
400000
表5
3、润滑脂在使用中质量容易产生哪些变化
润滑脂在工作部件中由于受到外部环境（如空气、水、粉尘或其他有害气体等）的影响，及工作部件相对运动产生机械力（如冲压、剪断等）的作用，将发生两方面的变化：
1）化学变化：
润滑脂组分（基础油、稠化剂）因受光、热和空气的作用，可能发生氧化变质，基础油遭受氧化后生成微量的有机酸、醛、酮及内酯等组分，稠化剂中脂肪酸、有机的金属盐有可能发生分解而形成微量的有机酸等，因此，产生酸性物（润滑脂酸值增大）导致被润滑的部件腐蚀，及至锈蚀，并失去润滑、防护作用。
2）物理变化：
由于机械作用使润滑脂结构变差乃至破坏，润滑脂稠度下降，润滑效果变差，或是由于机械润滑部件密封条件不好，导致润滑脂中混入灰土、杂质和水分而使润滑脂质量变差。
判别的方法：
润滑脂用肉眼或手感有灰尘、机械杂质，或因混入水分润滑脂乳化而变白、变浅，或稠度明显变小，或有明显油脂酸败的臭味等，都能说明润滑脂变质
4.3.柴油基础知识
柴油是指炼油厂炼制石油时，从蒸馏塔底部流出来的液体，它由不同的碳氢化合物混合组成，它的主要z成分是含9到18个碳原子的链烷、环烷或芳烃。
它的化学和物理特性位于汽油和重油之间，沸点在170℃至390℃间，比重为～L，其挥发性比煤油低，燃点比煤油高。
根据凝点和用途的不同，分为轻柴油、中柴油和重柴油。
轻柴油主要作柴油机车、拖拉机和各种高速柴油机的燃料。
中柴油和重柴油主要作船舶、发电等各种柴油机的燃料，通常钻井平台上的柴油发电机组使用的柴油均为轻柴油。
下面我们就以轻柴油为例着重讲解它的基本性能。
柴油的分类：
划分柴油标号的依据是柴油的凝固点。
目前国内应用的轻柴油按凝固点分为6个标号：
5＃柴油、0＃柴油、－10＃柴油、－20＃柴油、－35＃柴油和－50＃柴油。
选用不同标号的柴油应主要根据使用时的气温所决定的。
一般来讲，5＃柴油适合于气温在8℃以上时使用；
0＃柴油适用于气温在8℃至4℃时使用；
－10＃柴油适用于气温在4℃至－5℃时使用；
－20＃柴油适用于气温在－5℃至－14℃时使用；
－35＃柴油适用于气温在－14℃至－29℃时使用；
－50＃柴油适用于气温在－29℃至－44℃或者低于该温度时使用。
选用柴油的标号如果不适合使用温度区间，发动机中的燃油系统就可能结蜡，堵塞油路，影响发动机的正常工作。
柴油的标号越低，结蜡的可能性就越小，当然价格也就越高。
在适用于一个标号柴油的温度区间内而选用低一级标号的柴油当然更好。
通常在北方作业平台的主机在冬季使用－10号柴油，在其它季节选用0号柴油，应急柴油机和救生艇柴油机考虑到它的特殊性，通常在全年都加装－35号的柴油，而在南方区域作业的平台由于冬季气温较高，通常全年都采用相同标号的0号或更高一些的柴油作为燃料。
柴油的主要性能指标
1.十六烷值：
十六烷值是评定柴油自燃着火性的重要指标。
柴油的十六烷值越低则表示自燃温度高，即不易着火；
十六烷值越高，则自燃温度低，即容易着火。
实践证明：
十六烷值过高或过低的柴油都对柴油机的燃烧过程和使用性能不利。
过高则喷入气缸的柴油还来不及与空气充分混合就着火，使柴油得不到及时而完全的燃烧，造成冒黑烟，导致柴油机的经济性降低。
十六烷值过低，则喷入气缸的柴油的滞后期增长，致使在着火之前气缸内聚集了较多的柴油，一旦着火，可燃气体的压力升高的速度过猛，造成柴油机工作粗暴，并致使柴油机冷启动困难。
因此柴油的十六烷值通常规定在适宜的范围内，一般高速柴油机使用的轻柴油的十六烷值以40～50为宜。
对于我们广泛使用的Caterpillar柴油机，厂家推荐：
对预燃室发动机的十六烷值最小应高于35，直喷机，最小高于40。
2.粘度：
粘度是燃料油最
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