润滑油含水量检测方法的探讨

2021-12-04耿珊

科技与创新 2021年22期

耿珊

（甘肃省特种设备检验检测研究院，甘肃兰州 730050）

伴随着润滑油使用范围的扩大，市场上的各个润滑油生产厂家不仅加大了生产规模，生产处理不同性能的润滑油，更是在生产过程中非常注重含水量的检测。虽然在润滑油生产和使用中，含水量检测有着多种的方式，但在技术不断进步的今天，含水量检测技术也有了崭新的发展，出现了一些在线检测当现代化技术，有效保障了检测结果的准确性，可根据含水量检测结果来进行润滑油油质的判定，科学地进行润滑油的选择和应用。

1 润滑油水分来源及存在形式

1.1 来源

1.1.1 外部混入

因为润滑油生产和使用的特殊性，在一些环节可能会出现水分混入润滑油的情况，比如，在生产与存储阶段，一旦相关人员没有选择好存放设备或者传输管道存在破损问题，就会导致雨水、雪水或者其他水分混入到油品内，导致润滑油中的水分超标，降低了润滑油的使用性能。润滑油的使用过程中，也会出现冷却器的渗漏问题，在出现了这一问题且并未及时处理后，油品内可能会混入冷却水。当润滑油存储和使用在潮湿的条件下或在温度异常低的情况下，空气中的水分也会混入其中，导致油品中的水分超出正常标准。

1.1.2 内部析出

润滑油有着明显的溶水特性，但其本身溶水性也与温度变化有着一定的关系，根据经验，在周边环境温度急剧升高的过程中，空气湿度同步增大，润滑油的溶水性更为明显。这种情况下，油品中的含水量较大，反之，含水量较小。在环境温度较低的情况下，润滑油中的水将呈现出饱和状态，在特定的条件下这些水分将会被析出。因此，内部析出同样是润滑油中水分的一大来源。

1.2 对润滑油中水分形式的介绍

润滑油中的水分有多种的存在方式：①分子状态。这种状态下，水分出现在润滑油的分子空隙内，水分对润滑油的溶解作用受到润滑油组分、温度的影响，这种状态下的水分很难直接判定，需借助专门的检测设备和仪器来判断其含量。②细小颗粒状态。这种存在形式下，形成了油水两相乳浊液，油水分离的技术难度大。③油中析出，形成了微小颗粒后逐步成为大颗粒，多处于容器底部或者内壁。

2 润滑油中水分存在的危害性

2.1 对润滑油的品质和润滑性能产生不利影响

根据润滑油的基本构成，其中主要以基础油和添加剂为主，一旦在润滑油中的含水量超出了正常标准，就会导致基础油受到水分的干扰而表现出明显的氧化，在氧化现象达到了一定的程度以后，也就会导致润滑油发生乳化现象。添加剂在润滑油中的作用相当于表面活性剂，在一定的条件下，添加剂极易变成胶状，最终导致润滑油的油质不佳，比如，润滑油黏度降低。一旦水分导致润滑油中的基础油、添加剂发生了变化，就会导致油品性能和质量无法满足使用标准。

2.2 加剧机械设备磨损和腐蚀

润滑油一般用在机械设备中，可实现对机械设备中零部件的润滑，减小不同零部件之间的机械摩擦，但一旦润滑油中的含水量过高，将会导致机械设备的磨损和腐蚀严重，易造成机械设备更高的故障率，难以维持机械设备的正常使用。

3 润滑油含水量检测方法

3.1 蒸馏法

关于润滑油中的含水量检测，有多种检测方式，蒸馏法是一种十分传统的检测方法，具体的检测工作开展时，在润滑油中选取试样，将所选取的试样与无水试剂充分混合以后，开展一段时间的加热蒸馏，最后读取冷凝回流水的体积数据，就可得到含水量指标，这种检测方法的原理和操作都相对简单，但在整个的检测过程中，却需要消耗相对长的时间，且难以得到高精度的结果。

3.2 卡尔·费休滴定法

3.2.1 原理

卡尔·费休滴定法同样是润滑油含水量检测中的常用方法，在利用这一检测方法开展检测工作的过程中，主要利用的是电化学法，将I2、SO2、H2O 以1∶1∶1 的比例在电解池内开展化学反应，反应过程如下：

根据上述反应过程，在不含游离态碘的滴定溶液通入高压电，在此条件下，碘与水将发生一定的变化，在反应结束后，游离态的碘将使得电压呈现下降趋势，直到滴定结束，电压的下降也结束，利用法拉第定律就可得到总碘量值，进而来得到润滑油的含水量指标。

3.2.2 影响因素

在利用卡尔·费休滴定法开展含水量检测的过程中，检测结果往往会受到诸多因素的影响，主要为：①卡尔·费休试剂。在周边环境湿度发生变化的情况下，卡尔·费休试剂的新鲜度也会发生一定的变化。比如，在湿度增大、时间延长的情况下，试剂的稳定性不足，滴定度的下降速度明显快于正常标准，试剂可能难以发挥其作用。②溶剂。润滑油中的水分有多种存在形式，其中，游离状的水脱除相对简单，经由溶剂的使用，样品中的水可以发生状态的变化，当成为了游离态后，也就可在特定的条件下与试剂发生一定的化学反应，但因为润滑油为非极性物质，如果在检测工作中采用了高纯度的非极性溶剂，因为导电性质相对较差，两者之间的反应活性不够，也就无法保障检测工作的顺利开展。

3.3 称重法

当在润滑油含水量检测时采用的是称重法时，需在润滑油中选择有代表性的试样，试样体积要符合要求，在取样结束以后按照相关规定来称重，结合对润滑油密度情况的掌握，依据特定的公式，计算在同体积条件下润滑油的质量。因为润滑油与水存在着密度方面的差异，在开展含水量检测的过程中，可考虑这两种物质的质量差值、水和油密度关系等的分析，得出试样中水的体积和含水量。但利用称重法开展检测的过程中，为得到可靠的检测结果，一般要保障试样的纯度。

3.4 红外线光谱法

润滑油含水量的检测中，很多时候也会采用红外线光谱法，根据这一检测方法的原理，利用的是油品内不同组分的红外线吸收强度差异。针对润滑油的含水量检测，当利用红外光连续对油品试样开展照射的情况下，可同步获得吸收光谱图，因为吸光度与含水量之间存在着紧密的联系，经由对吸光度的分析，也就可掌握润滑油中的含水量情况。但根据实际的应用经验，当水分含量超过0.1%的情况下，利用这一检测方法可得到相对可靠的结果。

3.5 微波法

微波法属于润滑油含水量检测的一种新型方式，当利用这一方式开展检测时，需在油品内施加电磁波，因为水本身具有极强的导电性，当施加了电磁波以后，也就会在润滑油内产生感应电流，含水量越高的情况下，这种情况下所产生的感应电流越大，也意味着更大的电磁波能量，经由对电磁波能量的计算，就会获得准确的含水量结果。

3.6 射线法

当在润滑油中通过了射线时，水和油品本身的性质不同，对于射线的吸收率也存在着较大的差异，因此，一旦在润滑油的含水量检测时，含水量存在着明显的变化，将意味着射线衰减也会出现一定的变化，通过这一原理的应用，也就可得到含水量检测结果。从本质上看，这一检测方法为非接触检测，因为为非接触的方式，所得到的检测结果与实际可能存在较大的偏差。

3.7 介电常数法

润滑油和水分别属于非极性和极性位置，这种性质差异导致二者的介电常数有着显著的区别，一旦含水量发生变化，介电常数也会同步发生改变，在利用介电常数法开展含水量检测时，主要是对这种变化量、含水量关系的把握来获得含水量指标。根据当下润滑油含水量检测方面的介电常数法，多利用的是射频法和电容法，如果采用的是射频法，需将选定的射频传感器探头置于油液内，经由射频源的射频信号发送，在油液介电常数的变化下，传感器电容也会同步发生变化，这种情况下，经由对传感器电容阻抗的分析，就可获得含水量；在含水量较高的润滑油检测中，射频法更为适用。