L-HV46低温液压油的研究

乔琦，于硕，刘杰，王海军，刘燕，吉祥，刘莹

(1.中海油气(泰州)石化有限公司，江苏 泰州 225300；2.中国石油大连润滑油研究开发中心，辽宁 大连 116021)

0 引言

液压传动是机械设备中常见的一种传动装置，在机床、冶金机械、船舶、农业机械、建筑工程机械、矿山机械、石油化工及航空航天机械等领域都得到广泛应用。液压油是液压传动中最主要的传递能量的介质，同时还具有润滑、冷却、密封及防锈的功能[1]。由于运用液压传动的机械设备大多在野外工作，工作环境温度变化大，所以要求液压油必须具有适宜的黏度和良好的黏温性能，才能为液压设备提供足够的油膜强度和润滑性，确保系统的平稳工作。特别是在严寒地区以及特别严寒地区(-30 ℃以下)，为确保液压泵的顺利启动，要求液压油必须具有卓越的低温流动性，从而保证液压系统的正常润滑，保护设备不被磨损。

在L-HV46低温液压油研究过程中，黏度指数改进剂是影响油品黏度、黏度指数、低温流动性(倾点、低温运动黏度)和剪切安定性的关键因素。为开发出满足质量标准和工况需求的低温液压油产品，本文以中海油气(泰州)石化有限公司石蜡基高压加氢润滑油基础油为原料，通过对不同类型黏度指数改进剂和高性能抗磨液压油复合添加剂配伍性的考察，调配出具有优良低温性能、黏温性能(黏度指数VI>140)和剪切安定性的L-HV46低温液压油。

1 L-HV46低温液压油质量标准

按照国标GB 11118.1-2011中[2]液压油产品L-HV系列的技术要求进行L-HV46低温液压油的研制，其质量指标列于表1。

表1 L-HV46低温液压油指标要求

从表1可以看出，L-HV46低温液压油的技术难点是在满足油品黏度和黏度指数的基础上，保证较低的倾点和低温黏度，同时不同功能剂的配伍性必须确保低温液压油良好的空气释放性、泡沫性以保证系统压力维持正常，减少油品与空气接触的面积，降低油品的氧化；较好的抗乳化性以防止油品与水形成乳化液，破坏油原有的性质，产生锈蚀、发生磨损；优良的剪切安定性，避免液压油经过泵、阀节流口和缝隙时，经过剧烈的剪切运动，油品中大分子聚合物如增黏剂的分子断裂，变成小分子，使黏度下降[3]。

2 实验部分

2.1基础油组分的确定

泰州石化拥有40万t/a石蜡基润滑油高压加氢装置，以西江石蜡基减压线产品为原料，采用“加氢裂化-异构脱蜡-加氢补充精制”全氢组合工艺，生产出不同黏度级别的高品质Ⅱ/Ⅲ类润滑油基础油，其主要性质列于表2。

表2 石蜡基润滑油基础油性质分析

根据L-HV46的黏度、黏度指数和倾点的性能要求，优选黏度指数高、闪点高、倾点低的3#和4#基础油作为本研究的基础油组分。

2.2黏度指数改进剂的选择

根据L-HV46低温液压油黏度指数不低于140的要求，需要加入适量黏度指数改进剂来提高基础油的黏温性能。选用聚甲基丙烯酸酯(PMA)类黏度指数改进剂A和B及乙烯-丙烯共聚物(OPC)类黏度指数改进剂C，考察三种黏度指数改进剂在不同加入比例下对基础油黏度和黏温性能的影响，并筛选出合适的黏度指数改进剂方案。

试验方案和结果列于表3～表8。

表3 L-HV46低温液压油基础油调合方案

表3(续)

表4 加入黏度指数改进剂A后的L-HV46低温液压油的黏温性能

表5 L-HV46低温液压油基础油调合方案

表6 加入黏度指数改进剂B的L-HV46低温液压油的黏温性能

表7 L-HV46低温液压油基础油调合方案

表8 加黏度指数改进剂C的L-HV46低温液压油的黏温性能

由表3、表4中可以看出，选用黏度指数改进剂A时，随着加入量的升高，基础油运动黏度及黏度指数逐渐符合指标要求。在黏度指数改进剂A的加入量为2.6%时，3#方案在保证运动黏度和黏度指数符合L-HV46液压油指标要求的基础上，黏度指数改进剂的加入量最小，经济成本最低。

由表5、表6中可以看出，选用黏度指数改进剂B，在保证运动黏度和黏度指数符合指标要求的基础上，加入量为1.5%的3#方案，黏度指数改进剂的加入量最小。

由表7、表8中可以看出，选用黏度指数改进剂C，加入量为14.9%时，基础油的运动黏度和黏度指数符合指标要求。由此可知，黏度指数改进剂C在提高L-HV46低温液压油的黏度和黏度指数上效果不如黏度指数改进剂A和B，并且黏度指数改进剂C的加入量大，经济成本高，故本文选用黏度指数改进剂A和B进行以下的试验。

3 与复合剂配伍性的考察

实验室按照方案3#，分别采用黏度指数改进剂A和B，同时加入相同比例的液压油复合剂进行L-HV46低温液压油试制，考察两种配方下L-HV46产品的性能差异，试验结果列于表9。

表9 不同配方的L-HV46低温液压油的典型数据

如表9所示，加入一定量黏度指数改进剂A和B后，L-HV46的黏度和黏度指数都能达到指标要求，倾点、泡沫性和抗乳化性能相当。但从油品的剪切安定性看，黏度指数改进剂A与液压油复合剂的配伍性优于B，优良的剪切安定性是反映液压油产品长寿命的关键性能，因此优选A作为L-HV46低温液压油的黏度指数，加入量为2.6%。

4 结论

(1)以泰州石化深度加氢石蜡基基础油为原料，添加适宜的黏度指数改进剂和液压油复合剂，可以开发出满足GB 11118.1-2011的L-HV46低温液压油。

(2)经过试验对比，筛选出PMA类黏度指数改进剂A和B，在加入量为2.6%时， L-HV46运动黏度和黏度指数符合GB 11118.1-2011质量标准要求，并且该加入量为保证运动黏度和黏度指数改进剂的基础上的最小加入量，大大减少了经济成本。

(3)黏度指数改进剂A与液压油复合剂配伍时，油品的关键性能剪切安定性明显优于黏度指数改进剂B，故确定采用黏度指数改进剂A来进行L-HV46低温液压油的研究与生产。

参考文献：

[1] 刘中国，李春诚，苗新峰，等.HV低温液压油低温性能研究[J].润滑油,2016,31(6):6-8.

[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局GB 11118.1-2011液压油(L-HL、L-HM、L-HV、L-HS、L-HG)[S].北京：中国标准出版社，2011.

[3] 王先会.工业润滑油生产与应用[M].北京：中国石化出版社，2011：125-126.