徐 棟

南京高速齒輪制造有限公司 江蘇 南京 211100

1、前言

潤滑油在各行各業(yè)均有著十分廣泛的應(yīng)用，很多大型工程設(shè)備的運轉(zhuǎn)都離不開潤滑油，而潤滑油中一旦混入了污染物如水分將嚴重影響潤滑效果從而導(dǎo)致危害設(shè)備運行安全。文章從這一點出發(fā)，概述了風(fēng)電齒輪箱中潤滑油當(dāng)中存在水分的來源，以及介紹了針對性的檢測方法。

2、潤滑油中的水分

潤滑油中的水可以呈溶解水，游離水和乳化水的三種狀態(tài)。潤滑油的組成成分以礦物基或合成的烴類基礎(chǔ)油為主，少量的水分子可以進入烴分子之間的縫隙中呈溶解狀態(tài)。而一定體積的潤滑油所能溶解的水分是有限的，根據(jù)油的溫度和組成成分可以確定水在油中的飽和溶解度。當(dāng)油中水含量超過當(dāng)前溫度下的飽和溶解度時，細微的水顆粒將分散并懸浮在油中，形成油水兩相乳化體系。通常由于潤滑油配方中除了烴類基礎(chǔ)油外，還有極壓抗磨劑，分散劑等極性添加劑，過多的極性添加劑將影響乳化的水和油分離。

風(fēng)電齒輪箱潤滑油中的水分的來源主要是以下幾個方面，冷凝水、潮濕的區(qū)域如海上風(fēng)機、維護不當(dāng)、存儲使用油品不當(dāng)?shù)取?/p>

潤滑油在實際應(yīng)用的過程中可能會溶解水分，要注意存儲和使用兩個環(huán)節(jié)。存儲應(yīng)存放在干燥通風(fēng)的室內(nèi)如倉庫和儲藏室，臨時存放在室外必須架起帳篷或防水帆布，保護油桶免受雨水侵蝕。

目前在使用過程中，設(shè)備制造商都會應(yīng)用傳統(tǒng)的在線潤滑過濾系統(tǒng)控制油液中的顆粒污染，離線式的精濾系統(tǒng)作為補充，目的是去除微小的顆粒物，去除已生成的氧化物，并有效的控制水污染。風(fēng)電行業(yè)的國際制造商，如西門子，歌美颯，維斯塔斯等，已經(jīng)在他們的風(fēng)機上應(yīng)用此類系統(tǒng)超過20年，并作為全系列的標(biāo)準(zhǔn)配置。國內(nèi)的部分制造商也已經(jīng)考慮在風(fēng)里發(fā)電設(shè)備上選配。

3、潤滑油中水分導(dǎo)致的危害

3.1 加速油品老化

油品的氧化老化過程通常伴隨著基礎(chǔ)油的氧化、添加劑的損耗、顆粒物和水分的污染催化，三者相互影響會導(dǎo)致油品逐漸氧化和乳化。而油品氧化會形成的油泥導(dǎo)致如下的不良后果?！吧凹埿?yīng)”加速零部件的磨損，如軸承和齒輪；降低機械部件的穩(wěn)定性，如閥不能動作開閉；堵塞在線過濾器，使油的流動性受限等；加速油的變質(zhì)，增加維護成本。

3.2 軸承等傳動部件受損

水污染會導(dǎo)致油品粘度上升或降低油膜的有效厚度，使得軸承、齒輪等部件相互運動的表面產(chǎn)生磨損、粘連和金屬疲勞。水污染還有導(dǎo)致鐵的金屬部件生銹腐蝕；對軸承的危害更為明顯，微量的水會解離為氧元素和氫元素，氫元素進入零部件表面的微裂痕中，通過氫催化效應(yīng)加速裂紋的擴展，最終在表面形成點蝕和凹坑縮短部件壽命，業(yè)內(nèi)稱之為“氫脆”。

3.3 潤滑油性能降低

潤滑劑中的清凈分散劑，破乳劑等表面活性劑，通常以乳液的形式穩(wěn)定分散在潤滑劑中，外界水污染將破壞這些表面活性劑穩(wěn)定的乳化狀態(tài)，造成表面活性劑顆粒聚集，析出，沉淀或被污染水帶出而破壞添加劑在潤滑劑中的穩(wěn)定分布狀態(tài)，造成潤滑劑失效。同時潤滑劑中的極壓抗磨劑，防銹劑受水影響，易在高溫條件下發(fā)生水解，導(dǎo)致潤滑油變質(zhì)，影響潤滑油壽命，同時水解生成的酸性物質(zhì)腐蝕金屬表面。水污染還使得油液的低溫性能變差，影響風(fēng)機齒輪箱的低溫啟動。

4、水分含量的測定

水含量定量測定的方法主要有卡爾費休（KF）滴定法（ASTM D1744）,它的原理是水和二氧化硫和碘之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)：I2+2H2O+SO2→HI+H2SO4。基于卡爾費休試劑中碘水的反應(yīng)，碘是在陽極電解生成的，并在樣品中與水發(fā)生反應(yīng)。只要存在水就會消耗碘，可以用滴定過程中消耗的碘來確定水含量。不推薦使用高添加劑的直接卡爾費休滴定法，因其卡爾費休試劑不僅和水反應(yīng)，也會和添加劑發(fā)生副反應(yīng)，進而有可能錯誤的提示水含量增加。故推薦使用間接滴定法即加熱法（卡式爐法），該裝置通過使干燥的空氣穿過加熱的樣品來測定水含量。釋放的濕空氣從干燥爐中轉(zhuǎn)移到滴定容器中，這樣的測試結(jié)果更準(zhǔn)確。

GB/T 260（ASTM D95）石油產(chǎn)品水含量的測定蒸餾法：將被試樣和水不相溶的溶劑共同加熱回流，溶劑可將是試樣中的水?dāng)y帶出來。不斷冷凝下來的溶劑和水在接收器中分離開，水沉積在帶刻度的接收器中，溶劑流回蒸餾器中。此法水含量檢測范圍300ppm以上。

水含量定性檢測方法是將樣品加熱到預(yù)定溫度，聽聲音，并定性地確定樣品中是否有水。方法是：將少量的油品倒在熱板上做目視和聽聲的判斷。

潤滑劑含水量的現(xiàn)代檢測技術(shù)還包括氣相色譜，紅外光譜，以及基于介電常數(shù)的射頻法，電磁諧振微擾法，電容式濕度傳感器等方法。上述的這些方法使用了現(xiàn)代化的檢測技術(shù)和設(shè)備來進行了準(zhǔn)確而快速的檢測過程，但是針對一些比較先進的檢測方法，尚未建立起來相適應(yīng)和匹配的國家性以及行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)，這方面的研究需要繼續(xù)深入。

有早期研究對含水油樣反復(fù)過濾并加入穩(wěn)定劑，使水在油樣中分散均勻并形成穩(wěn)定的油水乳液，并通過紅外光譜檢測油樣，繼而發(fā)現(xiàn)經(jīng)過預(yù)處理后水測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，精密度和重復(fù)性提高明顯。同時，加強實驗數(shù)據(jù)分析模型的研究以及建立起不同種類潤滑劑中紅外光譜和水含量的可靠關(guān)聯(lián)是擴大紅外光譜預(yù)測應(yīng)用的重要研究方向。

5、結(jié)束語

現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)含水率測試方法大多需要專業(yè)的實驗室完成，不適合現(xiàn)場，快速，實時的測試和分析需求。因此，發(fā)展準(zhǔn)確的在線監(jiān)測系統(tǒng)是行業(yè)需求，而在線監(jiān)測缺乏相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，還有很長的發(fā)展的路要走，但市場前景十分廣闊。