為什么要檢測潤滑油泡沫?
機械潤滑系統多采用循環潤滑,潤滑油在潤滑系統油泵的作用下不斷流動和循環。當潤滑油在流動過程中與空氣接觸并被劇烈攪拌時,有可能將空氣混入油中產生泡沫。
潤滑油中產生的泡沫會對其使用產生一系列影響。如果不能及時消除這些氣泡,潤滑油的冷卻效果會下降,管路會產生氣阻,潤滑油供給不足,磨損增加,油箱漏油,甚至油泵會起飛。因此,要求潤滑油具有良好的抗泡沫性能,并及時消除泡沫,以保證潤滑系統中潤滑油的正常運行。
一、泡沫的產生和危害
起泡也是日常生活中常見的現象。如果你把肥皂放入水中攪拌,它會產生大氣泡。這是因為肥皂是一種發泡劑。攪動水時,空氣混入水中,被水膜包圍。另外,肥皂(也是一種表面活性劑)對水膜的保護作用,使水膜牢固,不易破裂,從而產生大量穩定的泡沫。
在正常壓力下,大約9體積的空氣溶解在礦物油中。空氣在潤滑油中的溶解度隨著壓力的增加而增加。
當壓力降低時,多余的空氣將從油中急劇分離出來,達到新的平衡。但是分離的空氣
當它被油膜包圍,且油膜不易破裂時,就會形成泡沫。內燃機潤滑油中產生的泡沫部分是由這種情況引起的。
氣泡的另一個來源是潤滑油與空氣接觸時的機械攪拌。在潤滑系統中,由于劇烈的攪拌和飛濺,空氣被攪拌到油液中產生泡沫,當油液中含有清凈劑、分散劑、擠壓劑等表面活性劑時,容易產生難以消失的泡沫。尤其是柴油機潤滑油產生泡沫的現象更為普遍。
航空潤滑油在潤滑系統工作時,由于油箱容量小,潤滑油需要對高速運轉的軸承進行散熱,因此潤滑油流量大,循環劇烈,往往會產生大量泡沫。當這些泡沫能很快消失或產生很少泡沫時,不會影響渦輪發動機。但如果產生大量泡沫且不易消失,則可能對能量傳遞和供油產生不利影響,甚至造成故障。
當潤滑油在使用中產生泡沫且難以消失時,通常有以下危害:
①增加潤滑油量,使油箱溢出,造成失油或火災等原因;
②增加潤滑油的可壓縮性,堵塞油泵供油,降低供油壓力,造成供油不足,影響潤滑,造成軸瓦磨損或燒損;
③油中含有大量空氣,影響潤滑油的冷卻效果和對機械的散熱效果;
④增加潤滑油與空氣的接觸面積,加速油的氧化變質。
二、影響潤滑油抗泡沫性能的因素
它是一種分散系統,其中泡沫氣體分散在液體介質中。液體的發泡傾向和泡沫穩定性與液體的組成和溫度密切相關。純液體產生的泡沫是不穩定的。例如,如果液體中含有少量表面活性劑等及性物質(發泡劑),液體產生的泡沫在很長一段時間內都不會消失。
表面活性劑可以使潤滑油產生更穩定的泡沫,因為潤滑油中含有這類物質會增加氣泡膜的強度,使氣泡膜不易破裂。帶有長鏈烷基的及性物質可以形成取向的分子層,這些取向的長鏈分子相互之間有很大的吸引力。當氣泡膜含有表面活性劑時,膜壁變得堅韌,不易破裂,從而產生穩定的氣泡膜。
溫度升高,氣泡膜內的分子運動增加,相互吸引力降低,泡沫容易破裂。
在一定粘度范圍內,潤滑油的起泡傾向和泡沫穩定性較大。粘度過大或過小都會降低發泡傾向和泡沫穩定性。因為粘度小,形成氣泡膜的液體容易流失,氣泡壁容易變薄,導致氣泡破裂。粘度過高時,很難形成氣泡,即使形成氣泡,也很難浮到表面。
和溫度粘度是相互關聯的。對于低粘度的潤滑油,粘度隨著溫度的升高而降低,發泡性和泡沫穩定性降低。對于粘稠的潤滑油,當溫度升高時,粘度下降到適合形成氣泡的范圍,但起泡傾向會增加。