齒輪油基礎(chǔ)油互換規(guī)則考察

唐友云+徐美娟+續(xù)景+程型國(guó)+張大華

摘要：選用調(diào)合齒輪油常用基礎(chǔ)油和RHY4208齒輪油復(fù)合劑為研究對(duì)象，通過(guò)模擬評(píng)定手段，對(duì)基礎(chǔ)油在工業(yè)齒輪油和車(chē)輛齒輪油中的互換性進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，在調(diào)制工業(yè)齒輪油時(shí)，Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油的Timken OK值最高，Timken試驗(yàn)的基礎(chǔ)油互換規(guī)則為Ⅰ類(lèi) BS基礎(chǔ)油可替換Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油，Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油可替換Ⅰ類(lèi)BS和Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油；四球試驗(yàn)的基礎(chǔ)油互換規(guī)則為Ⅳ類(lèi)和Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油可替換Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油。使用復(fù)合劑RHY4208調(diào)制車(chē)輛齒輪油的模擬L-42試驗(yàn)的基礎(chǔ)油互換規(guī)則為Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油可自由互換；模擬L-37試驗(yàn)基礎(chǔ)油互換規(guī)則為Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油可替代 Ⅳ 類(lèi)，Ⅳ 類(lèi)不能替代Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油。

關(guān)鍵詞：齒輪油；基礎(chǔ)油；互換性

中圖分類(lèi)號(hào)：TE626.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持了年均8%以上的高速增長(zhǎng)，帶動(dòng)了能源消費(fèi)的持續(xù)增長(zhǎng)，同時(shí)也為潤(rùn)滑油行業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間，我國(guó)潤(rùn)滑油消費(fèi)也保持持續(xù)、高速增長(zhǎng)的勢(shì)態(tài)。據(jù)石油和化工聯(lián)合會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2010國(guó)內(nèi)全年潤(rùn)滑油產(chǎn)量達(dá)到 856.9萬(wàn)t，同比上漲 13%。在基礎(chǔ)油資源配比上，國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)油占一半以上市場(chǎng)份額，主要來(lái)自于中國(guó)石油、中國(guó)石化和其他地方煉廠，進(jìn)口基礎(chǔ)油占 30% 左右份額。

一直以來(lái)，中國(guó)石油基礎(chǔ)油資源豐富，有老三套的石蠟基基礎(chǔ)油、中間基基礎(chǔ)油和環(huán)烷基基礎(chǔ)油，還有不同加氫工藝生產(chǎn)的加氫基礎(chǔ)油，為對(duì)基礎(chǔ)油資源進(jìn)行合理利用，因此有必要開(kāi)展基礎(chǔ)油互換規(guī)則的研究工作。目前，國(guó)外已有的基礎(chǔ)油互換規(guī)則有內(nèi)燃機(jī)基礎(chǔ)油互換規(guī)則API 1509[1]，但是對(duì)于齒輪油基礎(chǔ)油的互換，至今還沒(méi)有通用的規(guī)則可供參考。

本文選用調(diào)合齒輪油常用的不同類(lèi)型基礎(chǔ)油為研究對(duì)象，在RHY4208齒輪油復(fù)合劑的基礎(chǔ)上，對(duì)各類(lèi)基礎(chǔ)油在工業(yè)齒輪油和車(chē)輛齒輪油中的可互換性進(jìn)行了考察。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1復(fù)合劑

實(shí)驗(yàn)所使用的復(fù)合劑為RHY4208，其質(zhì)量指標(biāo)和實(shí)測(cè)值見(jiàn)表1。表1RHY4208復(fù)合劑質(zhì)量指標(biāo)及實(shí)測(cè)值

2.1.1Timken實(shí)驗(yàn)互換性分析

Timken OK值的分析結(jié)果表明，所調(diào)的四個(gè)油樣中PAO40所調(diào)樣品的Timken OK值最高，其次為HVIS 150BS、MVI 150BS，HVIH 150BSM最小。分析其原因主要為HVIS 150BS、MVI 150BS為普通精制的Ⅰ類(lèi)基礎(chǔ)油，其中所含的硫含量高于加氫Ⅱ類(lèi)基礎(chǔ)油HVIH 150BSM，而高的硫含量有利于提高油品的極壓抗磨性能[3]，因此Timken OK值的結(jié)果為Ⅰ類(lèi)基礎(chǔ)油高于Ⅱ類(lèi)基礎(chǔ)油。Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油中不含硫，但可能由于其結(jié)構(gòu)的特殊性及對(duì)復(fù)合劑優(yōu)異的感受性使得其Timken OK值最高，表現(xiàn)出優(yōu)異的極壓抗磨性能。

從上述的分析結(jié)果表明，Timken試驗(yàn)中不同基礎(chǔ)油可互換性為：Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油可替換Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油，Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油可替換Ⅰ類(lèi)BS和Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油，但是用Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油調(diào)制合格工業(yè)齒輪油時(shí)，需要補(bǔ)加防銹劑。同時(shí)所分析HVIS 150BS和MVI 150BS評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)表明，二者可以互換。

2.1.2四球?qū)嶒?yàn)互換性分析

從四球試驗(yàn)的結(jié)果可知， PAO40、HVIS 150BS、MVI 150BS所調(diào)3個(gè)油樣的抗磨性能相當(dāng)，優(yōu)于HVIH 150BSM。也就是說(shuō)，在RHY4208的加量為1.0%時(shí)，Ⅳ類(lèi)和Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油可替換Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油。

2.2車(chē)輛齒輪油基礎(chǔ)油模擬評(píng)定實(shí)驗(yàn)互換性考察

車(chē)輛齒輪油主要針對(duì) L-37和L-42試驗(yàn)的基礎(chǔ)油互換性進(jìn)行研究，建立的具體操作步驟與工業(yè)齒輪油類(lèi)似，在同等加劑量的情況下，考察Ⅰ類(lèi) BS基礎(chǔ)油、Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油的模擬L-37、L-42評(píng)價(jià)結(jié)果，根據(jù)模擬結(jié)果，確立可互換性。

表5、表6、表7分別為RHY 4208加劑量為42%、3.8%、3.5%時(shí)，基礎(chǔ)油在車(chē)輛齒輪油中的性能評(píng)價(jià)結(jié)果。表5基礎(chǔ)油在車(chē)輛齒輪油中的性能評(píng)價(jià)（RHY4208加劑量4.2%）

項(xiàng)目GB 5903-1995要求GO-1GO-2GO-3GO-4試驗(yàn)方法美孚PAO40，%95.5HVIH 150BSM，%95.5HVIS 150BS-1，%95.5MVI 150BS，%95.5T803B，%0.30.30.30.3RHY4208復(fù)合劑，%4.24.24.24.2T901/μg·g-110101010銅片腐蝕（121℃，3h）/級(jí)不大于32d2c3b3bGB/T 5096D665B（海水）無(wú)銹重繡無(wú)銹無(wú)銹無(wú)銹GB/T 11143模擬L-37/分105.710.715.220.7RH 01 ZB4107模擬L-42/N89.089.089.089.0RH 01 ZB4093磷含量，%0.04220.04170.04300.0416ASTM D6481硫含量，%1.761.742.241.98ASTM D6481

表6基礎(chǔ)油在車(chē)輛齒輪油中的性能評(píng)價(jià)（RHY4208加劑量3.8%）

項(xiàng)目GB 5903-1995要求GO-1GO-2GO-3GO-4試驗(yàn)方法美孚PAO40，%95.9HVIH 150BSM，%95.9HVIS 150BS，%95.9MVI 150BS，%95.9T803B，%0.30.30.30.3RHY4208復(fù)合劑，%3.83.83.83.8T901/μg·g-110101010銅片腐蝕（121℃，3h）/級(jí)不大于32d2e3b3bGB/T 5096D665B（海水）無(wú)銹中銹無(wú)銹無(wú)銹無(wú)銹GB/T 11143模擬L-37/分102.121.115.115.5RH 01 ZB4107模擬L-42/N89.075.689.075.6RH 01 ZB4093磷含量，%0.03700.03760.03760.0372ASTM D6481硫含量，%1.601.601.921.81ASTM D6481

表7基礎(chǔ)油在車(chē)輛齒輪油中的性能評(píng)價(jià)（RHY4208加劑量3.5%）

項(xiàng)目GB 5903-1995要求GO-1GO-2GO-3GO-4試驗(yàn)方法美孚PAO40，%96.2HVIH 150BSM，%96.2HVIS 150BS，%96.2MVI 150BS，%96.2T803B，%0.30.30.30.3續(xù)表

項(xiàng)目GB 5903-1995要求GO-1GO-2GO-3GO-4試驗(yàn)方法RHY4208復(fù)合劑，%3.53.53.53.5T901/μg·g-110101010銅片腐蝕（121℃，3h）/級(jí)不大于32d2d3b3bGB/T 5096D665B（海水））無(wú)銹中銹無(wú)銹輕銹重銹GB/T 11143模擬L-37/分103.521.611.335.7RH 01 ZB4107模擬L-42/N89.089.089.089.0RH 01 ZB4093磷含量，%0.03500.03510.03570.0352ASTM D6481硫含量，%1.441.461.881.68ASTM D6481

2.2.1模擬L-42 實(shí)驗(yàn)互換性分析

表5、表6、表7的結(jié)果表明：對(duì)同一個(gè)基礎(chǔ)油來(lái)說(shuō)，當(dāng)復(fù)合劑RHY 4208加劑量下降時(shí)，對(duì)油品的極壓性能基本不變；對(duì)不同基礎(chǔ)油而言，在相同劑量下，油品所表現(xiàn)出來(lái)的極壓性能也是相當(dāng)?shù)?。因此使用?fù)合劑 RHY 4208調(diào)制車(chē)輛齒輪油的L-42試驗(yàn)基礎(chǔ)油互換規(guī)則為Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油可自由互換。

2.2.2模擬L-37 實(shí)驗(yàn)互換性分析

模擬L-37評(píng)價(jià)的是油品的抗磨性能，評(píng)分越低，油品抗磨性能越好。從表5、表6、表 7 的模擬 L-37 結(jié)果可知，在所考察的三個(gè)劑量條件下，PAO的評(píng)分結(jié)果都是最差的；HVIH 150BSM 與 HVIS 150BS 表現(xiàn)相當(dāng)，評(píng)分最小；其次為 MVI 150BS。當(dāng)復(fù)合劑劑量大于3.8%時(shí)，基礎(chǔ)油MVI 150BS的模擬L-37評(píng)分均小于25.0分，但是當(dāng)復(fù)合劑劑量降至3.5%時(shí)，MVI 150BS模擬L-37評(píng)分增大至357分。因此模擬L-37試驗(yàn)基礎(chǔ)油互換性總結(jié)如下：

（1） HVIH 150BSM與HVIS 150BS可自由互換。

（2） HVIH 150BSM與HVIS 150BS可替代MVI 150BS。

（3） Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油可替代Ⅳ 類(lèi)。

3結(jié)論

（1）使用復(fù)合劑RHY 4208調(diào)制工業(yè)齒輪油，Timken 試驗(yàn)基礎(chǔ)油可互換性為Ⅰ類(lèi) BS基礎(chǔ)油可替換Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油，Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油可替換Ⅰ類(lèi)BS和Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油，但是用Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油調(diào)制合格工業(yè)齒輪油時(shí)，需要補(bǔ)加防銹劑。

（2）使用復(fù)合劑RHY 4208調(diào)制工業(yè)齒輪油，四球試驗(yàn)的基礎(chǔ)油可互換性為Ⅳ類(lèi)和Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油可替換Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油。

（3）使用復(fù)合劑 RHY 4208調(diào)制車(chē)輛齒輪油的模擬L-42試驗(yàn)基礎(chǔ)油可互換性為Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅳ類(lèi)基礎(chǔ)油可自由互換。

（4）使用復(fù)合劑 RHY 4208調(diào)制車(chē)輛齒輪油的模擬L-37試驗(yàn)基礎(chǔ)油可互換性為：Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油可替代 Ⅳ 類(lèi)，Ⅳ 類(lèi)不能替代Ⅰ類(lèi)BS基礎(chǔ)油、Ⅱ類(lèi)BS基礎(chǔ)油。

參考文獻(xiàn)：

[1] API 1509 Engine Oil Licensing and Certification System Fifteenth Edition[S].

[2] 李偉，賀產(chǎn)鴻. 對(duì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油質(zhì)量和加工工藝的再認(rèn)識(shí)[J].潤(rùn)滑油，2004，19（4）：1-9.

[3] 葉小娟， 趙鎖奇， 劉慶廉，等. 基礎(chǔ)油組成對(duì)潤(rùn)滑脂抗磨性能的影響[J]. 潤(rùn)滑與密封，2007，32（9）：122-124.收稿日期：2013-10-17。

作者簡(jiǎn)介：唐友云，工程師，碩士，2007年畢業(yè)于湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院分析化學(xué)專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)主要從事油品分析檢測(cè)及油液監(jiān)測(cè)工作。Email：tangyouyun_rhy@petrochina.com.cn2014年10月Oct.2014潤(rùn) 滑 油LUBRICATING OIL第 29卷 第5期 Vol.29，No.5