潤滑油濕法過濾性試驗影響因素分析

郭國進，喻 宏

中國石化潤滑油有限公司荊門分公司 （武漢 荊門 448002）

《潤滑油過濾性測定法》（SH/T 0805—2008）,主要是對潤滑油品過濾性能進行評價。潤滑油品通過一定規(guī)格的過濾器而不發(fā)生堵塞的能力稱為過濾性，該過濾性并非指油品的物理性質(zhì)，而是對油品工作時性能的評估。

該測定法用來評估潤滑油品在干燥環(huán)境和有水的情況下經(jīng)過加熱后油品的過濾性能，分別稱之為干法過濾性及濕法過濾性，干法及濕法過濾性又分別劃分為2個階段進行評價，簡稱階段Ⅰ及階段Ⅱ。階段Ⅰ過濾性指在無膜過濾堵塞的理想情況下過濾試樣的體積數(shù)和240 mL的比率，階段Ⅱ過濾性指試樣接近開始的流速和在過濾200～300 mL時流速的比率，階段Ⅰ及階段Ⅱ過濾性均用百分數(shù)表示。試驗結果通常以50%為限，報告為“通過”或“不通過”[1]。

實際生產(chǎn)中，潤滑油品一般經(jīng)過過濾后，干法過濾性結果較好。但油品在實際使用中不可避免受到水分污染，導致添加劑發(fā)生分解，產(chǎn)生沉積物，堵塞過濾器，因此對濕法過濾性要求更高[2]。而濕法過濾性試驗結果非常不穩(wěn)定，尤其是濕法階段Ⅱ過濾性試驗結果。雖然ISO 13357方法中有說明“當油品階段Ⅰ具有良好的過濾性，而在階段Ⅱ過濾性較差時，在使用時一般不會出現(xiàn)性能問題，除非使用了極其精密的系統(tǒng)過濾器”[3]，但部分顧客對濕法階段Ⅱ過濾性試驗結果關注度較高，因此對試驗方法中濕法階段Ⅱ過濾性影響因素進行分析。

1 濕法過濾性影響因素分析

1.1 濕法過濾性試驗

試驗油品：TSA46(A)汽輪機油。

試驗儀器：HZRK-16-04-02。

試驗材料：Millpore公司生產(chǎn)的酯類纖維素[4]，直徑47 mm，0.8μm濾膜；符合GB/T 6682—2008規(guī)定的三級水、二級水。

試驗方法：在330 mL試樣中加0.66 mL水，在70℃烘箱中放置2 h（瓶蓋松），取出攪拌5 min后放入烘箱70 h（前半小時瓶蓋松之后蓋緊），取出試樣室溫避光放置24 h，在規(guī)定條件下通過0.8μm的過濾膜，用最初的過濾速率和最后100 mL過濾速率的比值計算過濾性。

1.2 濕法過濾性影響因素分析

1.2.1 試驗水質(zhì)

SH/T 0805—2008《潤滑油過濾性測定法》中4.2.2要求“采用符合GB/T 6682—2008規(guī)定的三級水”。

采用同一油品分別加入符合GB/T 6682—2008規(guī)定二級水、三級水作對比試驗。試驗結果見表1。

表1 不同水質(zhì)的試驗結果 /%

表1中試驗結果說明,水質(zhì)對汽輪機油濕法過濾性幾乎沒有影響。

1.2.2 濾膜干燥程度

SH/T 0805—2008《潤滑油過濾性測定法》中4.6.2要求，將濾膜置于培養(yǎng)皿中松松地蓋上瓶蓋放入70℃烘箱中烘10 min。為便于比對，分別采用烘過濾膜法及未烘過濾膜法對同一油樣進行濕法過濾性測定。試驗結果見表2。

表2 濾膜不同干燥程度的試驗結果 /%

表2中試驗結果表明，采用烘過的濾膜及干燥的濾膜時濕法階段Ⅱ過濾性試驗結果相較于未烘過的偏小。烘過的濾膜由于熱脹冷縮孔徑會變大，試驗時過濾速率前面較快，在油樣的冷卻下孔徑略有收縮導致流速稍慢。未烘的濾膜試驗時過濾速率前后變化較小開始略快，由于過濾性是按前后速率比計算的，因此會導致不同的試驗結果。

1.2.3 濾膜安裝方向

SH/T 0805—2008《潤滑油過濾性測定法》中4.6.3要求，過濾膜按正確朝向放置。用同一油樣分別按正向、反向放置來檢測濕法過濾性，試驗結果見表3。

表3中試驗結果表明，濾膜正向相較于反向濕法階段Ⅱ過濾性試驗結果偏大。因此試驗時一定要按照正向安裝濾膜，確保試驗數(shù)據(jù)準確性。

本試驗中的濾膜是有正反面的，在顯微鏡下可以看出兩面光滑度不同，光面朝上糙面朝下，光滑面孔小，粗糙面孔大，過濾時一般應將孔小的那面放在前面，孔大的那面放在后面，過濾時液體就會很快流出。若孔大面在前孔小面在后，則易將孔堵死[5]。濾膜反向安裝時，流速會越來越慢，前后速率比值變小，階段Ⅱ過濾性試驗結果會偏小，理論與實際相互印證。

表3 濾膜正反向安裝比較的試驗結果 /%

1.2.4 試驗氣壓

SH/T 0805—2008《潤滑油過濾性測定法》中4.6.4要求，氣體壓力由試樣的黏度等級決定，對于32或46黏度級別油品氣壓為100 kPa，控制精度要求±5 kPa。由于過濾性測定儀器氣壓可通過軟件控制為50 kPa、100 kPa、200 kPa，故將TSA46(A)按氣壓50 kPa、100 kPa、200 kPa分別試驗。試驗結果見表4。

表4 不同氣壓的試驗結果 /%

表4中試驗結果說明，試驗壓力越大，濕法階段Ⅱ過濾性試驗結果越大，但也非正比關系。實際試驗中若按照方法要求氣壓控制在（100±5）kPa時對試驗結果影響基本可以忽略。

1.2.5 “開始計時”的時機

SH/T 0805—2008《潤滑油過濾性測定法》中4.6.7要求“當試樣滴入量筒時開始計時”。對同一油樣分別采取“當試樣滴入量筒時開始計時”（即滴即點）、“當試樣滴入量筒后3 s開始計時”（即滴延點），試驗結果見表5。

表5 不同時間“開始計時”的試驗結果 /%

表5中試驗結果表明，“當試樣滴入量筒時開始計時”相較于“當試樣滴入量筒后3 s開始計時”濕法階段Ⅱ過濾性試驗結果相當，說明點擊“開始”早晚對試驗結果沒有影響。但若太晚開始計時，會出現(xiàn)由于油樣不足無法得出結果的情況。

1.2.6 烘箱中瓶蓋的密封程度

SH/T 0805—2008《潤滑油過濾性測定法》中5.6.5要求，加了水的試樣輕輕松一松瓶蓋后放入烘箱2 h，攪拌5 min后瓶蓋松一松后放入烘箱，約30 min后蓋緊瓶蓋放置70 h。該試驗步驟中需要將瓶蓋先松后緊，不同操作者的密封程度不同，故將瓶蓋略松和瓶蓋完全松開2種情況對同一油樣進行濕法過濾性測定。試驗結果見表6。

表6 不同密封度的試驗結果 /%

表6中試驗結果表明，瓶蓋完全松開濕法階段Ⅱ過濾性試驗結果相較于瓶蓋略松情況相當，影響可以忽略。

1.2.7 攪拌時長

SH/T 0805—2008《潤滑油過濾性測定法》中5.6.6要求，加水試樣以1 500 r/min轉(zhuǎn)速攪拌5 min。對同一油樣分別攪拌5 min、10 min，試驗結果見表7。

表7 不同攪拌時長的試驗結果 /%

表7中試驗結果表明，攪拌5 min相較于攪拌10 min濕法階段Ⅱ過濾性試驗結果接近，影響可以忽略。

1.2.8 油品清潔度的影響

SH/T 0805—2008《潤滑油過濾性測定法》中沒有對試驗油品清潔度提出要求。將清潔度為NAS9級的TSA46（A）通過高清過濾處置為NAS 6級的TSA46（A），分別測定其濕法過濾性，試驗結果見表8。

表8中試驗結果表明，同一油樣清潔度較好則濕法過濾性試驗結果略強，但提高不是很明顯。

表8 不同清潔度影響的試驗結果 /%

2 結論

以上的8個影響試驗結果的因素中，水質(zhì)、氣壓、操作軟件時點擊“開始”快慢、烘箱中瓶蓋松緊度、攪拌時長、油品清潔度6個影響因素對試驗結果影響不大。而濾膜烘干與否及濾膜正反向安裝對濕法過濾性試驗結果影響較大，尤其是對濕法階段Ⅱ過濾性的影響。

因此，在實際操作試驗時，要嚴格按照試驗方法要求將濾膜烘10 min后放置在干燥器中，隨用隨取，不可長時間暴露于干燥器外面，濾膜需要正向安裝。濾膜烘干操作及濾膜正反向安裝對濕法過濾性試驗結果影響較大，“熱”膜較“冷”膜數(shù)據(jù)偏小，濾膜反裝較正裝數(shù)據(jù)偏小，尤其是濕法階段Ⅱ過濾性。在3次試驗結果中若有1次數(shù)據(jù)明顯低于另2次數(shù)據(jù)，考慮可能是濾膜反向安裝導致；還有2個實驗室在進行比對時，若分析試驗結果相差較大時也可考慮是否存在這種情況。