柴油润滑性测定过程中影响因素的探讨

凌瑞枫

摘 要：柴油润滑性是其关键指标，采用高频往复试验机测定校正磨斑直径时，结果受加热温度、环境温湿度、试验件性能、仪器供应商、人为操作及其它因素影响不容忽视，评价标准适应性也需探究。

关键词：柴油；润滑性；高频往复试验机；校正磨斑直径

1 前言

柴油润滑性是油品升级后需重点关注的指标，通常采用高频往复试验机测定，通过校正磨斑直径（WS1.4）反映试油润滑性能。

影响测定结果的主要因素有：试验温度、环境温湿度、钢球钢片性能、仪器因素等[1]。本文将对上述因素影响进行分析。

2 实验部分

实验用高频往复试验机两台，其中进口仪器来自英国PCS公司，型号HFRR，国产仪器来自上海迈瑞尔公司，型号为WF-1，环境温湿度均为手动控制。

进口试验件（钢球、钢片）购自PCS公司，国产试验件购自北京兴普精细化工有限公司。

试验参考标准：

SH/T 0765-2005《柴油润滑性评定法（高频往复试验机法）》

3 结果与讨论

3.1 加热温度的影响

柴油润滑性与油品黏度、油膜厚度及流动性关系最密切。对同一试样，选取了30℃、45℃、60℃和75℃四个温度点进行磨斑试验，WS1.4结果分别为250μm、369μm、451μm和445μm。

由此可知，加热温度影响最显著的是油品黏度，其直接反映为试验件摩擦副间的油膜厚度。低温下油膜厚度大，润滑性好；在60℃及以上时，黏度降低所致的油膜变薄趋势较缓，润滑性受温度影响变小。高温下油品流动性好，但对无显著影响。

3.2 环境温湿度的影响

根据国标中WS1.4计算式和温湿度允许范围，在环境温度17～28℃，相对湿度23～70%范围内进行试算，对同一未校正磨斑直径x和y值，发现温度和相对湿度变化各自所导致的校正磨斑直径极差均可达40μm，共同影响可达80μm以上，超出重复性影响范围。

欧盟国普遍采用ISO 12156测定法，使用校正后磨斑直径作为柴油润滑性评定标准，而美国等则采用ASTM D6079法，使用算术平均磨斑直径加以评价，我国标准参考采用ISO12156法评定柴油润滑性，二者结果有显著差异。

实际上，环境温湿度对磨斑大小影响甚微，即使柴油含微量水，其润滑性依然无显著下降，使用ASTM D6079评定法或更可靠，影响因素较小。

3.3 鋼球钢片的影响

对同一试样，在温湿度接近的条件下，分别采用进口和国产钢球钢片进行多次试验，结果发现，使用进口试验片测得WS1.4偏差在28μm以内，国产片最大达46μm，二者虽均为超重复性限63μm但进口试验件机械性能更稳定。这可能与球片表面粗糙度、洛氏硬度、加工精度均有关。二者结果对比，未发现单一侧系统偏差。

3.4 仪器因素的影响

组织了32家质检单位对同一油样进行比对，其中9家单位使用进口仪器，11家使用上海某厂仪器，12家使用北京某厂仪器。

采用统计结果和中位值进行评价，发现使用进口仪器测定结果极差为55μm，标准差为18μm；使用上海某厂仪器测定结果极差为88，标准差为26μm；北京某厂仪器测定结果极差为147μm，标准差为48μm。可见，仪器可靠性与稳定性对试验结果有重要影响，部分国产厂商需在该方面进一步改进。

3.5 其它影响因素

其它影响测定校正磨斑直径的因素还有：高、低滑标准油生产厂及存放情况、清洗溶剂性能、清洗与安装操作、测量显微镜校准情况，仪器校准情况（温度、冲程、频率）、环境洁净度情况等等，均有可能对结果产生不同影响。

4 结论

①柴油温度影响黏度，后者对润滑性影响最为显著，在磨斑直径测定条件下，流动性影响可忽略；

②环境温湿度不能对未校正磨斑直径产生影响，但校正计算影响显著，我国对柴油润滑性评定标准在柴油含水或温湿度变化较大情况下，其适应性可能受影响，ASTM测定法则可供辅助参考；

③使用进口球片测定结果重复性良好，而国产球片略差。二者虽均未超重复性限，但国产试验件机械性能与加工工艺有上升空间；

④在实验室比对中发现进口仪器稳定性较好，偏差在重复性限内，而国产仪器在重复性、可靠性方面有待加强；

⑤柴油润滑性能的重要性在实际使用中较为突出，模拟评价试验影响因素众多，需采取措施降低各因素不利影响，我国评定标准适应性也需不断探究。

参考文献：

[1]郭飞鸿，王维民.汽柴油检验技术与实验室管理[M].北京：中国石化出版社，2017.