Vi siete mai chiesti cosa fa funzionare il motore della vostra auto senza problemi? La risposta è negli oli lubrificanti. Queste complesse miscele di idrocarburi svolgono ruoli critici, dalla riduzione dell'attrito alla prevenzione della ruggine. Questo articolo approfondisce le loro diverse proprietà fisiche e chimiche, come la viscosità, il punto di infiammabilità e la stabilità all'ossidazione. La comprensione di queste proprietà può aiutare a scegliere l'olio giusto per garantire prestazioni ottimali e longevità dei macchinari. Immergetevi per scoprire come funzionano questi oli e cosa li rende essenziali per le applicazioni industriali.
Le prestazioni di base dell'olio lubrificante
L'olio lubrificante è un prodotto tecnologicamente avanzato, una miscela complessa di idrocarburi, le cui prestazioni reali sono l'effetto complessivo di complessi cambiamenti fisici o chimici.
Le prestazioni di base dell'olio lubrificante comprendono proprietà fisiche e chimiche generali, proprietà fisiche e chimiche speciali e simulazioni di test al banco.
Proprietà fisiche e chimiche generali
Ogni tipo di grasso lubrificante ha proprietà fisiche e chimiche generali comuni, che indicano la qualità intrinseca del prodotto.
Le proprietà fisiche e chimiche generali dell'olio lubrificante sono le seguenti:
Aspetto (colore)
Il colore dell'olio può spesso riflettere il suo grado di raffinazione e la sua stabilità.
Per gli oli di base, maggiore è il grado di raffinazione, più pulita è la rimozione degli ossidi e dei solfuri di idrocarburi e più chiaro è il colore.
Tuttavia, anche a parità di condizioni di raffinazione, il colore e la trasparenza degli oli di base prodotti da fonti petrolifere e greggi di base diversi possono essere diversi.
Per il nuovo finito olio lubrificanteIl colore ha perso il suo significato originario di indicatore del grado di raffinazione dell'olio base a causa dell'uso di additivi.
Densità
La densità è l'indice delle proprietà fisiche dell'olio lubrificante più semplice e più comunemente utilizzato. La densità dell'olio lubrificante aumenta con l'aumentare del numero di carbonio, ossigeno e zolfo nella sua composizione.
Pertanto, a parità di viscosità o di peso molecolare relativo, gli oli lubrificanti con più idrocarburi aromatici e più asfaltene e resina hanno la densità più alta, quelli con più cicloalcani si collocano nel mezzo e quelli con più alcani hanno la densità più bassa.
Viscosità
La viscosità riflette l'attrito interno dell'olio ed è un indice che indica l'untuosità e la fluidità dell'olio.
In assenza di additivi funzionali, più alta è la viscosità, più forte è la resistenza del film d'olio e più scarsa è la fluidità.
Indice di viscosità
L'indice di viscosità rappresenta il grado di variazione della viscosità dell'olio con la temperatura.
Più alto è l'indice di viscosità, meno la viscosità dell'olio è influenzata dalla temperatura e migliori sono le sue prestazioni viscosità-temperatura.
Al contrario, più basso è l'indice di viscosità, peggiore è la prestazione.
Punto di infiammabilità
Il punto di infiammabilità è un indice che indica la volatilità dell'olio. Più leggera è la frazione dell'olio, maggiore è la sua volatilità e minore è il suo punto di infiammabilità.
Al contrario, più pesante è la frazione dell'olio, minore è la sua volatilità e più alto è il suo punto di infiammabilità.
Inoltre, il punto di infiammabilità è anche un indicatore del rischio di incendio dei prodotti petroliferi. Il livello di pericolosità dell'olio è suddiviso in base al suo punto di infiammabilità: i punti di infiammabilità inferiori a 45℃ sono considerati infiammabili e quelli superiori a 45℃ sono considerati combustibili. È severamente vietato riscaldare l'olio alla temperatura del suo punto di infiammabilità durante lo stoccaggio e il trasporto.
A parità di viscosità, un punto di infiammabilità più elevato è migliore. Pertanto, gli utenti dovrebbero scegliere l'olio lubrificante in base alla temperatura di utilizzo e alle condizioni di lavoro. In genere, un punto di infiammabilità superiore di 20-30℃ rispetto alla temperatura di utilizzo è considerato sicuro per l'uso.
Punto di scorrimento e punto di inclinazione
Il punto di scorrimento è la temperatura massima alla quale l'olio smette di fluire in determinate condizioni di raffreddamento. La solidificazione dell'olio è diversa da quella dei composti puri.
L'olio non ha una temperatura di solidificazione specifica e la cosiddetta "solidificazione" significa solo che ha perso la sua fluidità nel complesso, e non tutti i componenti si sono trasformati in solidi.
Il punto di scorrimento dell'olio lubrificante è un importante indicatore di qualità che rappresenta la sua fluidità a bassa temperatura ed è significativo per la produzione, il trasporto e l'utilizzo. Un olio lubrificante con un punto di scorrimento elevato non può essere utilizzato a basse temperature.
Al contrario, non è necessario utilizzare oli lubrificanti con un basso punto di scorrimento in aree con temperature più elevate, poiché più basso è il punto di scorrimento dell'olio, più alto è il costo di produzione, con conseguenti inutili sprechi.
In generale, il punto di scorrimento dell'olio lubrificante deve essere di 5-7℃ inferiore alla temperatura più bassa dell'ambiente di utilizzo.
Tuttavia, nella scelta di un olio lubrificante per basse temperature è importante considerare in modo completo il punto di scorrimento, la viscosità a bassa temperatura e le caratteristiche viscosità-temperatura dell'olio.
Questo perché gli oli a basso punto di scorrimento possono non soddisfare i requisiti di viscosità a bassa temperatura e di viscosità a temperatura.
Il punto di scorrimento e il punto di inclinazione sono entrambi indicatori della fluidità a bassa temperatura dell'olio e non vi è alcuna differenza fondamentale tra di essi, ad eccezione di metodi di misurazione leggermente diversi. Il punto di scorrimento e il punto di inclinazione di uno stesso olio non sono completamente uguali e, in generale, il punto di inclinazione è superiore al punto di scorrimento di 2-3℃, ma ci sono delle eccezioni.
Valore acido, valore alcalino e valore di neutralizzazione
Il valore acido è un indicatore della presenza di sostanze acide nell'olio lubrificante, con un'unità di misura pari a mgKOH/g.
Il valore dell'acido si divide in valore dell'acido forte e valore dell'acido debole, e i due combinati costituiscono il valore dell'acido totale (TAN). Di solito, ciò che chiamiamo "valore acido" si riferisce in realtà al "valore acido totale (TAN)".
Il valore alcalino è un indicatore della quantità di sostanze alcaline presenti nell'olio lubrificante, con un'unità di misura pari a mgKOH/g.
Il valore alcalino si divide anche in valore alcalino forte e valore alcalino debole, e i due combinati costituiscono il valore alcalino totale (TBN). Di solito, ciò che chiamiamo "valore alcalino" si riferisce in realtà al "valore alcalino totale (TBN)".
Il valore di neutralizzazione comprende in realtà sia il valore acido totale che il valore alcalino totale. Tuttavia, a meno che non sia specificato diversamente, ciò che generalmente chiamiamo "valore di neutralizzazione" si riferisce in realtà solo al "valore acido totale", con un'unità di misura di mgKOH/g.
Contenuto d'acqua
Il contenuto di acqua si riferisce alla percentuale di acqua nell'olio lubrificante, solitamente espressa in percentuale di peso.
La presenza di acqua nell'olio lubrificante può danneggiare il film d'olio formato dall'olio, con conseguente diminuzione dell'efficacia della lubrificazione, accelerare la corrosione dei metalli da parte degli acidi organici, causare l'arrugginimento delle apparecchiature e rendere l'olio incline a produrre sedimenti.
In generale, meno acqua c'è nell'olio lubrificante, meglio è.
Impurità meccaniche
Le impurità meccaniche si riferiscono ai precipitati o alle sospensioni gelatinose presenti nell'olio lubrificante che sono insolubili in solventi come benzina, etanolo e benzene.
La maggior parte di queste impurità sono sabbia, pietre, limatura di ferro e alcuni sali metallici organici che sono difficili da sciogliere nei solventi apportati dagli additivi.
In genere, le impurità meccaniche nell'olio di base dell'olio lubrificante sono controllate al di sotto di 0,005% (le impurità meccaniche al di sotto di 0,005% sono considerate inesistenti).
Contenuto di ceneri e contenuto di ceneri solfatate
Il contenuto di ceneri si riferisce alla sostanza non combustibile che rimane dopo la combustione in condizioni specifiche.
La composizione delle ceneri è generalmente considerata come una specie di elementi metallici e i loro sali.
Il contenuto di ceneri ha concetti diversi per i vari tipi di olio. Per l'olio base o l'olio senza additivi, il contenuto di ceneri può essere utilizzato per determinare il grado di raffinazione dell'olio.
Per l'olio addizionato di sali metallici (olio nuovo), il contenuto di ceneri diventa un mezzo per controllare quantitativamente la quantità di additivi aggiunti. Il contenuto di ceneri solfatate viene utilizzato al posto del contenuto di ceneri nei Paesi esteri.
Il metodo consiste nell'aggiungere una piccola quantità di acido solforico concentrato al campione di olio prima della combustione e della calcinazione per convertire gli elementi metallici degli additivi in solfato.
Residui
Per residuo si intende il residuo nero lasciato dopo il riscaldamento e la combustione dell'olio in determinate condizioni sperimentali.
È un importante indicatore di qualità dell'olio base dell'olio lubrificante e viene utilizzato per determinare la natura e la profondità di raffinazione dell'olio lubrificante.
La quantità di residui nell'olio base per lubrificanti è legata non solo alla sua composizione chimica, ma anche al grado di raffinazione dell'olio.
Le principali sostanze che formano residui nell'olio lubrificante sono i colloidi, gli asfalteni e gli idrocarburi policiclici aromatici. Queste sostanze si decompongono e condensano in condizioni di insufficiente apporto di aria, formando residui.
Più profonda è la raffinazione dell'olio lubrificante, minore è il valore del residuo. In generale, quanto più basso è il valore del residuo dell'olio di base vuoto, tanto meglio è.
Al giorno d'oggi, molti oli contengono additivi come metalli, zolfo, fosforo e azoto, che hanno elevati valori di residui.
Pertanto, il valore del residuo degli oli contenenti additivi ha perso il suo significato originario. Impurità meccaniche, contenuto di acqua, contenuto di ceneri e residui sono tutti indicatori di qualità che riflettono la purezza dell'olio e il grado di raffinazione dell'olio base lubrificante.
Proprietà fisiche e chimiche speciali
Oltre alle proprietà fisiche e chimiche generali di cui sopra, ogni tipo di olio lubrificante deve avere anche proprietà fisiche e chimiche speciali che ne caratterizzano le caratteristiche di utilizzo.
Più alti sono i requisiti di qualità o più forte è la specializzazione dell'olio, più evidenti sono le sue speciali proprietà fisiche e chimiche. I metodi di prova che riflettono queste speciali proprietà fisiche e chimiche sono brevemente descritti di seguito:
Stabilità all'ossidazione
La stabilità all'ossidazione indica le proprietà anti-invecchiamento dell'olio lubrificante. Alcuni lubrificanti industriali di lunga durata richiedono questo indicatore, che costituisce un requisito di prestazione speciale per questi tipi di oli.
Esistono molti metodi per misurare la stabilità all'ossidazione dell'olio.
In pratica, una certa quantità di olio viene ossidata con aria (o ossigeno) e un catalizzatore metallico a una certa temperatura per un certo periodo di tempo.
Successivamente, vengono misurati il valore acido dell'olio, le variazioni di viscosità e la formazione di precipitati. Tutti gli oli lubrificanti hanno diverse tendenze all'ossidazione automatica a seconda della loro composizione chimica e delle condizioni esterne.
Con l'ossidazione durante l'uso, si formano gradualmente aldeidi, chetoni, acidi, colloidi, asfalteni e altre sostanze.
La stabilità all'ossidazione è la capacità di sopprimere la formazione di sostanze dannose per l'uso dell'olio.
Stabilità termica
La stabilità termica si riferisce alla capacità dei prodotti petroliferi di resistere alle alte temperature, cioè alla resistenza dell'olio lubrificante alla decomposizione termica, indicata dalla temperatura di decomposizione termica.
Alcuni oli idraulici antiusura di alta qualità, oli per compressori e altri lubrificanti richiedono un'elevata stabilità termica.
La stabilità termica dei prodotti petroliferi dipende principalmente dalla composizione dell'olio di base e molti additivi con basse temperature di decomposizione hanno spesso un effetto negativo sulla stabilità dei prodotti petroliferi. Gli antiossidanti non possono migliorare significativamente la stabilità termica dei prodotti petroliferi.
Untuosità e proprietà di estrema pressione (EP)
L'oleosità si riferisce alla formazione di un forte film di adsorbimento fisico e chimico delle sostanze polari dell'olio lubrificante sulla superficie metallica nella zona di attrito, che svolge un ruolo di resistenza ai carichi elevati e all'usura da attrito.
Le proprietà EP si riferiscono alle sostanze polari presenti nell'olio lubrificante nella zona di attrito che subiscono reazioni chimiche di attrito e decomposizione in presenza di alte temperature e carichi elevati, reagendo con il metallo di superficie per formare un film EP morbido (o plastico) a basso punto di fusione, garantendo così la resistenza della lubrificazione agli urti, ai carichi elevati e alle alte temperature.
Protezione dalla corrosione e dalla ruggine
A causa dell'ossidazione dei prodotti petroliferi o dell'azione degli additivi, si verifica spesso la corrosione dell'acciaio e di altri metalli non ferrosi.
Il test di corrosione consiste generalmente nel mettere una striscia di rame viola nell'olio e nell'osservare i cambiamenti del rame dopo essere stato posto a 100°C per 3 ore. Il test di protezione dalla ruggine viene eseguito sotto l'azione dell'acqua e del vapore acqueo, e la superficie dell'acciaio produrrà ruggine.
La resistenza alla ruggine si misura aggiungendo 30 ml di acqua distillata o di acqua di mare artificiale a 300 ml di olio di prova, inserendovi un'asta di acciaio, agitando il tutto a 54°C per 24 ore e osservando l'eventuale presenza di ruggine sull'asta di acciaio.
I prodotti petroliferi devono avere proprietà anticorrosione e antiruggine. Nelle norme sugli oli lubrificanti industriali, questi due elementi sono di solito obbligatori.
Resistenza della schiuma
La resistenza alla schiuma si riferisce alla capacità dell'olio lubrificante di resistere alla formazione di schiuma sotto agitazione meccanica o aerazione.
La schiuma può causare problemi nei sistemi di lubrificazione, come la riduzione dell'efficienza di lubrificazione e l'erosione da cavitazione. La resistenza alla schiuma dell'olio lubrificante viene solitamente misurata con un metodo di prova standardizzato e i risultati del test vengono utilizzati per classificare il livello di resistenza alla schiuma dell'olio lubrificante.
Stabilità idrolitica
La stabilità idrolitica si riferisce alla stabilità dei prodotti petroliferi sotto l'azione dell'acqua e dei metalli (soprattutto rame).
Quando il valore acido del prodotto petrolifero è elevato o contiene additivi che si decompongono facilmente in sostanze acide a contatto con l'acqua, questo indicatore potrebbe non soddisfare i requisiti.
Il metodo di misurazione prevede l'aggiunta di una certa quantità di acqua all'olio di prova, la miscelazione e l'agitazione con una lastra di rame a una certa temperatura, quindi la misurazione dell'acidità dello strato d'acqua e della perdita di peso della lastra di rame.
Resistenza all'emulsione
Nell'olio lubrificante industriale è spesso inevitabile miscelare un po' di acqua di raffreddamento durante l'uso.
Se la resistenza all'emulsione dell'olio lubrificante è scarsa, esso formerà un'emulsione con l'acqua miscelata, rendendo difficile lo scarico dell'acqua dal fondo del serbatoio dell'olio in circolazione e causando una scarsa lubrificazione.
Pertanto, la resistenza all'emulsione è un'importante proprietà fisica e chimica dell'olio lubrificante industriale.
In genere, il prodotto oleoso viene agitato vigorosamente con 40 ml di olio di prova e 40 ml di acqua distillata a una certa temperatura per un certo tempo, quindi si osserva il tempo di separazione dello strato di olio-strato di acqua-strato di emulsione in 40-37-3ml.
Per l'olio per ingranaggi industriale, l'olio di prova viene mescolato con acqua, agitato a una certa temperatura e a 6.000 giri al minuto per 5 minuti, lasciato agire per 5 ore, quindi viene misurato il volume dell'olio, dell'acqua e dello strato di emulsione.
Valore di rilascio dell'aria
Si tratta di un requisito richiesto dalle norme sugli oli idraulici perché, nei sistemi idraulici, se l'aria disciolta nell'olio non può essere rilasciata in tempo, influisce sull'accuratezza e sulla sensibilità dei sistemi idraulici. trasmissione idraulica.
In casi gravi, potrebbe non soddisfare i requisiti del sistema idraulico. Il metodo di misurazione di questa proprietà è simile a quello della resistenza alla schiuma, ma misura il tempo di rilascio dell'aria (nebbia) disciolta nell'olio.
Sigillabilità della gomma
Le guarnizioni in gomma sono comunemente utilizzate in sistemi idraulici, e i prodotti petroliferi presenti nei macchinari entrano inevitabilmente in contatto con alcune guarnizioni.
I prodotti petroliferi con scarsa tenuta della gomma possono causare rigonfiamenti, restringimenti, indurimenti e fessurazioni, compromettendo le prestazioni di tenuta.
Pertanto, i prodotti petroliferi devono avere una buona adattabilità alla gomma. Le norme sull'olio idraulico richiedono un indice di tenuta della gomma, misurato in base alla variazione di un anello di gomma di determinate dimensioni dopo essere stato immerso nell'olio per un certo periodo.
Stabilità al taglio
I prodotti petroliferi addizionati di miglioratori di viscosità, durante l'uso, a causa del taglio meccanico, i polimeri ad alto peso molecolare presenti nell'olio vengono tagliati, provocando una diminuzione della viscosità dell'olio e compromettendo la normale lubrificazione.
Pertanto, la stabilità al taglio è una proprietà fisica e chimica speciale che deve essere misurata per tali prodotti petroliferi.
Esistono molti metodi per misurare la stabilità al taglio, tra cui il metodo del taglio a ultrasuoni, il metodo del taglio a ugello, il metodo del taglio a pompa Weksler e il metodo del taglio a macchina FZG. Questi metodi misurano in definitiva il tasso di diminuzione della viscosità dell'olio.
Solubilità
La solubilità è solitamente rappresentata dal punto di anilina. I limiti di solubilità degli additivi compositi negli oli di diversa qualità sono diversi, e il valore limite dell'olio a basso contenuto di ceneri è maggiore di quello dell'olio iperalcalino, e il valore limite dell'olio monogrado è maggiore di quello dell'olio multigrado.
Volatilità
La volatilità dell'olio di base è correlata al consumo di olio, alla stabilità della viscosità e alla stabilità all'ossidazione. Queste proprietà sono particolarmente importanti per gli oli multigrado e per gli oli a risparmio energetico.
Prestazioni antiruggine
Si riferisce alle specifiche proprietà fisico-chimiche che il grasso antiruggine deve possedere. I metodi di prova comprendono il test a umido, il test in nebbia salina, il test su piastra impilata, il test di spostamento dell'acqua, nonché il test su scatola di lame e il test di stoccaggio a lungo termine.
Prestazioni elettriche
Le prestazioni elettriche sono una proprietà unica dell'olio isolante, che comprende principalmente l'angolo di perdita dielettrica, la costante dielettrica, la tensione di rottura e la tensione di impulso.
Il grado di raffinazione, le impurità e il contenuto di acqua dell'olio di base hanno un impatto significativo sulle prestazioni elettriche dell'olio.
Proprietà fisico-chimiche speciali del grasso lubrificante
Oltre alle proprietà fisico-chimiche generali, i grassi per usi speciali hanno proprietà fisico-chimiche uniche.
Ad esempio, un grasso lubrificante con una buona resistenza all'acqua richiede un test di resistenza all'acqua; un grasso per basse temperature richiede un test di coppia a bassa temperatura; un grasso multiuso richiede test di resistenza all'usura a pressioni estreme e di prevenzione della ruggine; un grasso a lunga durata richiede test di durata dei cuscinetti e così via.
Esistono metodi di prova corrispondenti per la determinazione di queste proprietà.
Altre proprietà fisico-chimiche speciali
Oltre alle proprietà generali, ogni tipo di olio deve avere delle proprietà speciali uniche.
Ad esempio, olio di spegnimento richiede la determinazione della velocità di raffreddamento; l'olio emulsionato richiede la determinazione della stabilità di emulsione; l'olio per guide idrauliche richiede la determinazione del coefficiente di antislittamento; l'olio lubrificante a spruzzo richiede la determinazione della diffusività della nebbia d'olio; l'olio per la refrigerazione richiede la determinazione del punto di scorrimento; l'olio per ingranaggi a bassa temperatura richiede il test di simulazione di avviamento a freddo, ecc.
Queste proprietà richiedono una particolare composizione chimica dell'olio di base o l'aggiunta di alcuni additivi speciali per garantirle.
Note sull'uso dell'olio lubrificante:
Stoccaggio dell'olio:
Non conservare l'olio in posizione verticale in ambienti esterni per evitare la contaminazione da acqua e detriti.
L'olio può essere conservato in posizione verticale all'interno, con la parte superiore rivolta verso l'alto per facilitarne l'estrazione.
Serrare il tappo di chiusura per mantenere la tenuta del fusto dell'olio.
Mantenere la superficie del fusto pulita e chiaramente etichettata.
Mantenere il pavimento pulito per facilitare la scoperta tempestiva di fuoriuscite di olio.
Registrare l'inventario e utilizzare il metodo first-in-first-out.
Per l'olio di uso frequente, utilizzare un interruttore per controllare il flusso da un rack di barili di olio.
Tenere l'olio nuovo separato dall'olio esausto e non utilizzare un contenitore che ha contenuto olio esausto per contenere l'olio nuovo, per evitare contaminazioni.
Sicurezza dell'olio:
Conservare l'olio separatamente e non collocare materiali infiammabili intorno ad esso.
Nell'area di stoccaggio dell'olio non è consentito fumare né usare fiamme libere.
Dotare di almeno due estintori.
Non accumulare stracci o olio di pulizia dopo aver pulito la macchina per evitare la combustione.
Conservare separatamente gli oli speciali infiammabili o i solventi chimici e contrassegnarli con un'etichetta di infiammabilità.
Precauzioni d'uso:
Consultare un esperto di lubrificazione e utilizzare lubrificanti con specifiche adeguate, riducendo al minimo il numero di tipi di oli utilizzati.
Indicare le parti che devono essere oliate, il nome dell'olio, il ciclo di oliatura, ecc. con semplici schemi per ogni macchina e assegnare un responsabile per evitare di usare il tipo di olio sbagliato.
Pulire e pulire l'olio pompa di aspirazione, la pentola dell'olio e gli altri contenitori e strumenti prima di aggiungere l'olio ogni volta.
Utilizzare contenitori dedicati per ogni tipo di olio ed etichettarli con il nome dell'olio per evitare contaminazioni.
Prima di sostituire l'olio, lavare la macchina con solventi e non utilizzare detergenti idrosolubili.
Registrare la manutenzione della macchina dopo ogni aggiunta o sostituzione di olio lubrificante.
Se si riscontrano condizioni anomale dell'olio o se l'olio ha raggiunto il ciclo di sostituzione, è necessario prelevare dei campioni e inviarli a un'azienda specializzata per le analisi chimiche.
Protezione ambientale e salute:
Non scaricare direttamente l'olio esausto nelle fognature o nel terreno per evitare di inquinare l'ambiente.
Raccogliere l'olio esausto e i liquidi di scarto in appositi barili e consegnarli a riciclatori autorizzati dal governo. Non scaricateli indiscriminatamente.
Le persone con allergie o abrasioni cutanee dovrebbero evitare il contatto diretto con l'olio lubrificante.
Non indossate abiti macchiati di olio e non mettete stracci macchiati di olio in una borsa.
Non utilizzare stracci sporchi per rimuovere l'olio dalla pelle, per evitare che i frammenti di metallo presenti negli stracci graffino la pelle e provochino infezioni.
Glossario dei termini tecnici
Usura abrasiva: Usura meccanica causata dallo scorrimento relativo di due superfici a contatto.
Additivo: Una piccola quantità di materiale aggiunto per migliorare le proprietà lubrificanti.
Miglioratore di adesione: Additivo aggiunto all'olio e al grasso per migliorare l'adesione (ad es. poliisobutene).
Lubrificante adesivo: Lubrificante a cui è stato aggiunto un miglioratore di adesione per evitare che il lubrificante si stacchi a causa della forza centrifuga.
Rivestimento antifrizione (AF), rivestimento antiusura (AW): Lubrificanti solidi a film secco ampiamente utilizzati, tra cui quelli che polimerizzano a temperatura ambiente e quelli che polimerizzano a caldo.
La formula contiene materiali lubrificanti solidi (chiamati "materie prime") e materiali leganti. Vedere "legante".
Anti-invecchiamento: Invecchiamento dei materiali causato da ossidazione, surriscaldamento o dalla presenza di alcuni metalli (come rame, piombo, argento, ecc.), che può essere migliorato con l'aggiunta di alcuni additivi (come gli antiossidanti).
ASTM: Società americana per le prove e i materiali.
Olio base: Componente di base dell'olio e del grasso lubrificante.
Legante: Un mezzo non volatile o un agente modellante utilizzato per aumentare la forza di legame tra le particelle di lubrificante solido o il grado di adesione tra un film di lubrificante solido e una superficie di attrito.
Coppia di distacco: La coppia necessaria per rompere un connessione a bullone.
Inerzia chimica: (lubrificante) e alcune sostanze non reagiscono chimicamente.
Coefficiente di attrito: Rapporto tra la forza di attrito tra due superfici a contatto e la forza normale.
Prestazioni a bassa temperatura: Indicate dal punto di intorbidamento, dal punto di scorrimento e dal punto di solidificazione per gli oli lubrificanti e dai test di pressione di flusso e di coppia a bassa temperatura di Kesternich per i grassi lubrificanti.
Colloide: Sospensione liquida stabile di particelle (dimensioni 10^-5~10^-7cm) come soluto (senza sedimentazione delle particelle).
Grasso complesso: Grasso lubrificante a base di sapone metallico e vari acidi come addensanti, particolarmente adatto alle alte temperature e all'uso prolungato.
Consistenza: Parametro del grasso lubrificante, suddiviso in penetrazione non lavorata e penetrazione lavorata, misurato secondo lo standard NLGI (National Lubricating Grease Institute). La consistenza è semplicemente classificata in nove gradi, quali:
| Livello di coerenza | Conicità di lavoro (1/10mm) |
| 00 | #: 400-430 |
| 0 | #: 350-385 |
| 1 | #: 310-340 |
| 2 | #: 265-295 |
Densità: massa (in g) del lubrificante per unità di volume (in cm3) a 20°C.
Detergente: tensioattivo utilizzato per rimuovere i materiali residui e sedimentati dalle superfici.
Dispersione: la capacità di un liquido di disperdere sostanze insolubili.
Valore DN: valore di riferimento per il grasso utilizzato nei cuscinetti volventi, calcolato moltiplicando il diametro del cuscinetto (in mm) per la velocità di rotazione (in giri al minuto).
Punto di goccia: la temperatura alla quale un grasso lubrificante passa dallo stato semisolido a quello liquido, ed è un'indicazione della resistenza al calore del grasso.
Viscosità dinamica: nota anche come viscosità assoluta, questa proprietà riflette la resistenza interna tra le molecole del fluido quando l'olio lubrificante scorre attraverso un tubo o una fessura.
Additivo EP (extreme pressure): sostanza chimica che migliora la capacità del lubrificante di sopportare carichi pesanti e temperature elevate, aumentando così la resistenza all'usura di oli e grassi.
Test Emcor: un test di resistenza alla corrosione per i grassi resistenti all'acqua che prevede il funzionamento di almeno due cuscinetti lubrificati con grasso in acqua per circa una settimana, con un valore di resistenza alla corrosione che va da 0 a 5 (0 indica assenza di corrosione e 5 indica corrosione grave).
Olio estere: composto di acido e alcol utilizzato come materiale lubrificante e per la produzione di grassi lubrificanti.
Punto di infiammabilità: la temperatura più bassa alla quale una miscela di vapori d'olio e aria può infiammarsi se esposta a una fiamma.
Olio di fluorosilicone: un olio di silicone che contiene atomi di fluoro nella sua struttura molecolare.
Usura da fretting: un tipo di usura meccanico-chimica causata da micromovimenti tra due superfici a contatto, con conseguente pitting e accumulo di ossidi sulla superficie di attrito.
Attrito: resistenza al moto tangenziale che si verifica quando due oggetti si muovono l'uno rispetto all'altro in corrispondenza della loro interfaccia di contatto.
Grasso: mezzo lubrificante composto da olio di base e da un addensante.
Inibitore: additivo utilizzato nei lubrificanti per ritardare l'invecchiamento e la corrosione.
Punto di scorrimento: la temperatura più alta alla quale un campione di olio non si muove nelle condizioni di prova specificate, espressa in gradi Celsius.
Punto di inclinazione: la temperatura più bassa alla quale un campione di olio può fluire in condizioni di prova specifiche, espressa in gradi Celsius. È un indicatore standard utilizzato per misurare la fluidità a bassa temperatura degli oli lubrificanti ed è generalmente leggermente superiore al punto di scorrimento.
Prospettive di sviluppo dei lubrificanti
Nei prossimi 10 anni, la domanda di lubrificanti nella regione Asia-Pacifico raggiungerà 15,5 milioni di tonnellate, con la Cina che rappresenterà 40% della domanda regionale.
Entro il 2020, la domanda di lubrificanti nel mercato cinese raddoppierà e il consumo potrebbe superare quello degli Stati Uniti.
La rapida crescita della domanda di olio per autoveicoli e la tendenza verso l'olio per autoveicoli di alta gamma porteranno l'industria dei lubrificanti a un periodo di rapido sviluppo.
Con il continuo aumento della domanda di lubrificanti per autoveicoli, anche la qualità dei lubrificanti subirà una svolta, con i lubrificanti di fascia alta che si allineeranno direttamente agli standard internazionali.
Un lubrificante ad alta viscosità è indice di buona qualità?
In genere, quando la velocità di funzionamento dei componenti è elevata, il carico sulla superficie dei componenti può essere minore e la viscosità del lubrificante corrispondente è più bassa (ad esempio, l'olio del mandrino).
Al contrario, la viscosità del lubrificante corrispondente sarà più elevata (ad esempio, olio per ingranaggi). Naturalmente, la scelta dei lubrificanti deve seguire i requisiti del fornitore per la selezione dei lubrificanti.
Tuttavia, la qualità dei lubrificanti comprende molti indicatori oltre alla viscosità, quindi la viscosità da sola non può essere utilizzata per valutare la qualità dei lubrificanti.
Olio lubrificante
L'olio lubrificante, noto anche come grasso lubrificante, è un lubrificante oleoso non volatile tipicamente derivato dal petrolio o estratto da oli animali e vegetali.
Esistono tre tipi principali di olio lubrificante in base alla loro origine: olio animale e vegetale, olio lubrificante di petrolio e olio lubrificante sintetico.
L'olio lubrificante di petrolio rappresenta più di 97% del consumo totale, quindi l'olio lubrificante si riferisce spesso all'olio lubrificante di petrolio.
Viene utilizzato principalmente per ridurre l'attrito tra le parti in movimento e ha altre funzioni, come il raffreddamento, la tenuta, l'anticorrosione, la prevenzione della ruggine, l'isolamento, la trasmissione di potenza e la rimozione delle impurità nelle macchine.
L'olio lubrificante viene prodotto utilizzando come materie prime frazioni di olio lubrificante e frazioni di residui delle unità di distillazione del petrolio greggio, quindi sottoposto a processi quali la deasfaltatura con solvente, la deceratura con solvente, la raffinazione con solvente, la raffinazione con idrogeno o acido-base, la sbiancatura, ecc. per rimuovere o ridurre componenti quali sostanze che formano carbonio libero, sostanze con basso indice di viscosità, sostanze con scarsa stabilità all'ossidazione, paraffina e sostanze chimiche che influiscono sul colore del prodotto finito.
Si ottiene un olio di base lubrificante qualificato che, dopo la miscelazione e l'aggiunta di additivi, diventa un prodotto di olio lubrificante.
Le prestazioni principali dell'olio lubrificante sono la viscosità, la stabilità all'ossidazione e la lubrificazione, che sono strettamente correlate alla composizione delle frazioni dell'olio lubrificante. La viscosità è un importante indicatore di qualità che riflette la fluidità dell'olio lubrificante.
A condizioni di utilizzo diverse corrispondono requisiti di viscosità diversi. L'olio lubrificante ad alta viscosità deve essere scelto per macchinari con carichi pesanti e basse velocità.
La stabilità all'ossidazione indica la capacità dei prodotti petroliferi di resistere all'ossidazione nell'ambiente di utilizzo a causa della temperatura, dell'ossigeno presente nell'aria e della catalisi dei metalli.
Dopo l'ossidazione, il prodotto petrolifero genera sostanze carboniose composte principalmente da asfaltene di piccole dimensioni, sostanze o pellicole viscose simili a lacche o sostanze viscose contenenti acqua, a seconda delle condizioni di utilizzo, riducendo o perdendo così la sua utilizzabilità.
La lubrificazione indica le prestazioni antiusura dell'olio lubrificante.
Funzioni dell'olio lubrificante
L'olio lubrificante è un lubrificante liquido utilizzato su vari tipi di macchinari per ridurre l'attrito, proteggere i macchinari e i pezzi in lavorazione e serve principalmente per la lubrificazione, il raffreddamento, la prevenzione della ruggine, la pulizia, la sigillatura e il tamponamento.
L'olio lubrificante rappresenta l'85% di tutti i lubrificanti e ne esistono molti tipi e gradi. L'utilizzo annuale a livello mondiale è di circa 38 milioni di tonnellate. I requisiti generali dell'olio lubrificante sono:
(1) Antiattrito e antiusura, riducono la resistenza all'attrito per risparmiare energia, riducono l'usura per prolungare la vita meccanica e migliorano l'efficienza economica;
(2) Raffreddamento, che richiede lo scarico del calore di attrito dalla macchina in qualsiasi momento;
(3) Sigillatura, che richiede la prevenzione delle perdite, la prevenzione della polvere e la prevenzione delle perdite di gas;
(4) Anticorrosione e prevenzione della ruggine, che richiede la protezione della superficie di attrito dal deterioramento dell'olio o dalla corrosione esterna;
(5) Risciacquo pulito, che richiede la rimozione dello sporco dall'area di attrito;
(6) Dispersione e tamponamento delle sollecitazioni, dispersione dei carichi, tamponamento e riduzione degli impatti e degli urti;
(7) Trasmissione di energia cinetica, come sistemi idraulici, motori telecomandati e trasmissioni a variazione continua.
Composizione dell'olio lubrificante
L'olio lubrificante è generalmente composto da due parti: l'olio base e gli additivi. L'olio di base è il componente principale dell'olio lubrificante e ne determina le proprietà di base.
Gli additivi possono compensare e migliorare le carenze di prestazioni dell'olio base, conferire nuove proprietà e sono un componente importante dell'olio lubrificante.
Stoccaggio dell'olio lubrificante
L'olio lubrificante in barili e lattine deve essere conservato il più possibile in magazzini per evitare l'impatto del clima.
I barili di olio lubrificante aperti devono essere conservati all'interno del magazzino. I barili di olio devono essere disposti orizzontalmente e le due estremità del barile devono essere incastrate con cunei di legno per evitare il rotolamento.
Inoltre, i barili di olio devono essere controllati regolarmente per verificare che non vi siano perdite e che le marcature sulla superficie del barile siano chiare.
Se la botte deve essere conservata in verticale, si consiglia di capovolgerla in modo che il coperchio sia rivolto verso il basso o di inclinarla leggermente per evitare che l'acqua piovana si accumuli sulla superficie della botte e allaghi il coperchio. L'acqua ha effetti negativi su qualsiasi olio lubrificante.
A prima vista può sembrare che l'acqua non possa penetrare il coperchio intatto del barile e penetrare nel barile stesso, ma i barili di olio conservati all'aperto sono esposti alla luce intensa del sole durante il giorno e al clima più fresco durante la notte.
Questa espansione e contrazione termica può influenzare la pressione dell'aria all'interno della canna.
Durante il giorno, la pressione dell'aria all'interno del barile è leggermente superiore alla pressione atmosferica, mentre di notte si avvicina al vuoto.
Questa variazione di pressione tra il giorno e la notte può causare un effetto di "respirazione". Una parte dell'aria all'interno del barile viene "espirata" durante il giorno, mentre l'aria viene "inspirata" di notte.
Se il coperchio del barile è immerso nell'acqua, l'acqua entrerà inevitabilmente nel barile insieme all'aria e, con il tempo, la quantità di acqua mescolata all'olio sarà notevole.
Quando si preleva l'olio, il barile deve essere appoggiato orizzontalmente su un supporto di legno di altezza adeguata, sul coperchio del barile deve essere installato un rubinetto per lo scarico dell'olio e sotto il rubinetto deve essere posto un contenitore per evitare sgocciolamenti.
In alternativa, il barile di olio può essere posizionato verticalmente e una pompa azionata a mano può essere utilizzata per estrarre l'olio attraverso un tubo inserito nel coperchio del barile.
L'olio sfuso stoccato nei serbatoi è inevitabilmente contaminato dall'acqua di condensa e dalle impurità, che finiscono per accumularsi sul fondo del serbatoio, formando uno strato di materiale simile a fango, che contamina l'olio lubrificante.
Pertanto, il fondo del serbatoio deve essere progettato in modo da essere concavo o inclinato e deve essere installato un tappo di drenaggio per scaricare tempestivamente i residui. Nei limiti del possibile, l'interno del serbatoio dell'olio deve essere pulito regolarmente.
La temperatura ha un impatto maggiore sul grasso lubrificante che sull'olio lubrificante. L'esposizione prolungata a temperature elevate (ad esempio, alla luce del sole) può causare la separazione dei componenti dell'olio nel grasso lubrificante.
Pertanto, i barili di grasso lubrificante devono essere conservati all'interno del magazzino, con la bocca del barile rivolta verso l'alto.
L'apertura del barile per lo stoccaggio del grasso lubrificante è più grande e facilita l'infiltrazione di impurità e acqua.
Dopo l'uso, il coperchio del barile deve essere immediatamente chiuso.
Lo stoccaggio dell'olio lubrificante in luoghi troppo freddi o troppo caldi deve essere evitato perché ha effetti negativi sull'olio.
Olio lubrificante Olio base
Gli oli base per lubrificanti possono essere classificati in due categorie principali: oli base minerali e oli base sintetici. L'olio base minerale è ampiamente utilizzato e rappresenta una grande percentuale (oltre 95%) del consumo di olio lubrificante, ma in alcune applicazioni specifiche sono necessari lubrificanti con olio base sintetico, il che ha portato al rapido sviluppo dell'olio base sintetico.
L'olio base minerale viene estratto dal petrolio grezzo. I principali processi di produzione dell'olio base per lubrificanti comprendono la distillazione atmosferica, la deasfaltatura con solventi, la raffinazione con solventi, la deceratura con solventi e la finitura con argilla o idrogenazione.
Nel 1995 la Cina ha rivisto la norma sugli oli di base per lubrificanti, modificando principalmente il metodo di classificazione e aggiungendo due norme speciali sugli oli di base per il basso punto di scorrimento e la raffinazione profonda. L'aspetto più importante della produzione di olio lubrificante minerale è la scelta del miglior petrolio grezzo.
La composizione chimica dell'olio base minerale comprende una miscela di idrocarburi ad alto punto di ebollizione e ad alto peso molecolare e miscele di non idrocarburi.
La sua composizione comprende generalmente alcani (a catena retta, a catena ramificata e a catena multipla), cicloalcani (a singolo anello, a doppio anello e a più anelli), aromatici (aromatici a singolo anello, aromatici a più anelli), aromatici cicloalchilici e composti non idrocarburici come ossigeno, azoto, composti organici dello zolfo e composti colloidali e asfaltici.
In passato, le principali compagnie petrolifere straniere classificavano l'olio di base in olio di base paraffinico, olio di base naftenico e olio di base intermedio in base alle proprietà del petrolio grezzo e alla tecnologia di lavorazione.
Dagli anni '80, con lo sviluppo dell'olio motore, l'olio lubrificante tende ad essere a bassa viscosità, multigrado e universale.
I requisiti per l'indice di viscosità degli oli di base sono più elevati e il precedente metodo di classificazione degli oli di base non può adattarsi a questa tendenza.
Pertanto, le principali compagnie petrolifere straniere classificano generalmente l'olio base in base all'indice di viscosità, ma non esiste uno standard rigoroso.
Nel 1993, l'API ha classificato l'olio base in cinque categorie (API-1509) e lo ha incluso nell'EOLCS (API Engine Oil Licensing and Certification System).
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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