無灰高壓抗磨液壓油的研制及應(yīng)用

1、無灰高壓抗磨液壓油的研制及應(yīng)用益梅蓉(中國石化上海高橋分公司煉油廠研究所 ,上海 200137)摘要 :介紹了無灰高壓抗磨液壓油的研制過程及在實(shí)際應(yīng)用中的情況 。重點(diǎn)考察了無灰極壓抗磨劑 、 金屬鈍化劑 、 防銹劑 、 清凈分散劑和抗氧劑對提高液壓油極壓抗磨性 、 水解安定性 、 熱氧化安定性的作用 。經(jīng)過篩選后形成 的配方通過了高壓泵臺(tái)架試驗(yàn)并在高壓混凝土泵送車上取得了良好的應(yīng)用效果 。關(guān)鍵詞 :無灰 ; 抗磨液壓

2、油 ; 研制 ; 應(yīng)用中圖分類號(hào) : T E626 . 38 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A1 前言從 1795 年英國人布拉默發(fā)明世界上第一臺(tái)利 用液壓技術(shù)進(jìn)行能量 、 信號(hào)傳遞的水壓機(jī)以來 ,液壓設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用 ,特別是 20 世紀(jì)初發(fā)明了用油做介質(zhì)后 , 液壓技術(shù)得到了迅速發(fā)展 , 對液壓介質(zhì)— — — 液壓油的性能要求也越來越高1 。 抗磨液壓油可以分為有灰型 ( ZDD P 型) 和無灰型 2 種

3、 。有灰型抗磨液壓油具有很好的抗磨性 ,能 滿足葉片泵的使用要求 。但當(dāng)用于柱塞泵時(shí) , ZDD P 會(huì)對柱塞泵的銅部件造成腐蝕 ,從而導(dǎo)致柱塞腳磨 損 、 斜盤破裂 。此外 ,由于 ZDD P 的熱穩(wěn)定性差 ,在 高壓液壓系統(tǒng)運(yùn)行中容易產(chǎn)生油泥 ,堵塞濾網(wǎng) ,造成液壓系統(tǒng)操作失靈 。因此 ,在 70 年代中期開發(fā)了基 于 S/ P 極壓添加劑的不含 ZDD P 的無鋅抗磨液壓 油和金屬含量小于 0 . 01

4、 %的無灰抗磨液壓油 。無 灰抗磨液壓油在水解安定性 、 破乳化性 、 油品的可濾 性及熱 、 氧化安定性方面優(yōu)于含鋅抗磨液壓油 。當(dāng)前的液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓 、 高速 、 大功率 、 高 效率等方面取得了很大突破 。高壓葉片泵的最高壓 力可達(dá) 25 M Pa 以上 ,柱塞泵可達(dá) 40 M Pa 以上 ,轉(zhuǎn) 速可達(dá) 2500 r/ min ,油溫可升至 100 ℃,而油箱容積 減少至循環(huán)系統(tǒng)容積的 2～3 倍

5、 。液壓系統(tǒng)的這種發(fā)展趨勢要求油品不僅具有極壓抗磨性 ,而且應(yīng)有良好的熱 、 氧化穩(wěn)定性以提高整個(gè)系統(tǒng)的服務(wù)壽命 ,同時(shí) ZDD P 對環(huán)境的安全性也日益引起環(huán)保人員的 關(guān)注 ,因此近年來無灰液壓油得到了很大發(fā)展 。隨著液壓設(shè)備潤滑要求的提高 ,許多性能全面的液壓油新規(guī)格也隨之出現(xiàn) 。其中 ,最具代表性的 是美國 Deniso n 公司制定的 HF20 規(guī)格 ,它強(qiáng)調(diào)了熱 穩(wěn)定性 、 水解安定性及與有色金屬的相容性

6、 ,特別是提出了高壓葉片泵和柱塞泵的試驗(yàn)要求 ,體現(xiàn)了當(dāng) 代抗磨液壓油的較高水平 ,是當(dāng)前國際公認(rèn)的具有 較高要求的液壓油規(guī)格 。為了提高我國液壓油水平 ,進(jìn)行了無灰高壓抗 磨液壓油的研制 ,其性能標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)于 Deniso n HF20 。2 無灰型高壓抗磨液壓油( N46) 的實(shí)驗(yàn)室研制2 . 1 主要原材料2 . 1 . 1 基礎(chǔ)油 根據(jù)液壓油的性能要求及中國石化上海高橋分公司煉油廠基礎(chǔ)油生產(chǎn)情況 ,

7、選擇了精制程度深 、 具有較好的氧化安定性及抗乳化性等性能的 N46 汽 輪機(jī)油基礎(chǔ)油做研制油的基礎(chǔ)油 ,其性能見表 1 。收稿日期 :2002 - 07 - 22 。作者簡介 :益梅蓉 ( 1970 - ) ,女 , 工程師 , 1992 年畢業(yè)于華東理工 大學(xué)化學(xué)系 ,現(xiàn)在中國石化上海高橋分公司煉油廠研究所 ,主要從 事油品開發(fā)應(yīng)用工作 ,已公開發(fā)表論文數(shù)篇。潤 滑 油 2002 年第 17 卷 10因此腐蝕性

8、低 ,水解酸值較低 ,但抗磨性一般 ; 第二類為含硫化合物如 T321 、 T405 ,這類極壓劑或抗磨 劑抗磨性能良好 ,對銅的腐蝕也較緩和 ,水解酸值也 較低 ;第三類為 S2P2N 性化合物 ,此類極壓劑活性最 強(qiáng) ,因此極壓抗磨性最好 ,但對銅的腐蝕也最嚴(yán)重 ,水解酸值最高 。為了兼顧極壓抗磨性和水解 、 熱穩(wěn)定性 ,需要一種既具有一定活性 ,對銅腐蝕 、 水解酸值影響又較小的極壓抗磨劑 。國外無灰

9、抗磨液壓油 大都用 S/ P 劑作為極壓抗磨劑 ,因此在本項(xiàng)目研制 的同時(shí)開發(fā)了一種二烷基硫代磷酸酯類極壓抗磨 劑 。表 4 是包括研發(fā)的硫磷酸酯在內(nèi)的 8 種極壓抗磨劑在四球試驗(yàn)和水解試驗(yàn)中的結(jié)果 。表 4 無灰抗磨劑單劑的極壓抗磨性能考察項(xiàng) 目 試驗(yàn)方法 1 2 3 4 5 6 7 8AW21/ % AW22/ % AW23/ % AW24/ % AW25/ % AW26/ % AW27/ % AW28/ %四球 PB/

10、 N磨斑直徑( 392N ,30 min ,1200r/ min) / mm水解水層總酸度/ mg KO H0 . 60 . 61 . 01 . 00 . 60 . 60 . 60 . 67700 . 4715 . 917000 . 5410 . 467000 . 4410 . 076500 . 533 . 997700 . 423 . 114500 . 801 . 915000 . 91

11、1 . 215000 . 61 . 56G B/ T 3142SH/ T 0189SH/ T 0301從表 4 看出 : A W21 、 A W22 這類 S2P2N 劑和磷酸酯 A W28 的極壓性能好 ,但水解酸值太高 ;其它劑 的水解酸值較低但極壓性能都較差 ,硫磷酸酯類添 加劑 A W23 和 A W24 即使加量為 1 . 0 %時(shí)極壓性也 不是很高 。因此必須對極壓抗磨劑進(jìn)行復(fù)配 ,才能 達(dá)到研制

12、指標(biāo)提出的要求 。下面對以 A W23 為主劑與其它極壓劑復(fù)配后的性能進(jìn)行考察 。(2) 無灰極壓抗磨劑復(fù)配性能考察 抗磨劑的選擇主要是要平衡好極壓抗磨性 、 水解安定性 、 熱穩(wěn)定性之間的關(guān)系及對油品外觀的影 響 ,就這幾方面對 A W23 復(fù)合其它抗磨劑進(jìn)行了考 察 ,結(jié)果見表 5～表 7 。表 5 無灰極壓抗磨添加劑的復(fù)合性能 (1)項(xiàng) 目 試驗(yàn)方法 98212 98210 98219 98224 98215AW

13、21/ % AW22/ % AW23/ % AW26/ % AW25/ % PB/ NFZ G 失效級(jí)/ 級(jí)貯存 4 個(gè)月外觀0 . 1 0 . 10 . 10 . 4 0 . 60 . 40 . 4 1 . 0 0 . 80 . 390011透明0 . 390011渾濁0 . 37707透明0 . 3950101100 G B/ T 3142SH/ T 0307目測 渾濁從表 5 的試驗(yàn)結(jié)果看 ,研發(fā)

14、的 S2P 劑 A W23 與磷酸酯化合物 A W25 復(fù)合須將 A W23 的量提高至1 . 0 % , 才能取得較好的極壓性 ; 而如與 S2P2N 劑A W21 復(fù)合只需加少量 A W21 就能使極壓性得到很大提高 ;與 A W26 復(fù)合雖然也能得到很好的極壓性能 ,但由于它是固體添加劑 ,因此存在溶解配伍性問 題 ,長期貯存后油品外觀變?yōu)闇啙?,A W23 在加量高 的情況下也會(huì)造成油品外觀渾濁問