液压油破乳化评价方法的优化

　　摘 要：

　　具有优秀的分水性能是液压油在实际工作过程中的重要性能需求。目前GB/T 7305抗乳化测试结果与实际过程中的分水性能有一定的差异，因而从液压油的实际使用工况角度出发，尝试采用多次分水、不同油水比和高温氧化等模拟方法来评价国内外四种液压油的分水性能，结合终端用户的反馈，最终确定液压油抗乳化的模拟条件。

　　关键词：液压油；抗乳化性能；模拟方法

　　引言

　　液压油在液压系统中起着传递静压能、润滑、密封、冷却等作用，随着液压技术的飞速发展，对液压油的要求也越来越高[1]。由于作业环境恶劣，尤其在工程机械中，液压油经常处于高温、高负荷状态，在工作中不可避免地通过泄漏或者呼吸混入水分，进入油箱的水，受到油泵等液压元件的剧烈搅动后，容易形成乳化液[2]。如果这种乳化液是稳定的，则会加速液压油的变质，降低润滑性、抗磨性，生成沉淀物而堵塞过滤器和阀门（孔）。油品的抗乳化性的乳化性能，

　　1、试验仪器及参比油

　　1.1 试

　　验仪器

　　分水性能测试

　　油品的分水性能由润滑油抗乳化性能测定仪BF-25A（大连北方仪器厂），在专用抗乳化管中，加入40ml试样和40ml蒸馏水。在54℃下以一定的速度搅拌5min，开始测量，并记录40-37-3（油-水-乳化层）的时间。

　　氧化测试

　　油品的氧化测试由日本的ISOT-6型润滑油氧化安定性测试仪完成，每次抽样350ml，铜片、铁片催化，25~200℃。

　　1.2 参比油

　　表1为国内外液压油A、B、C、D四种液压油的主要理化性能分析，油品的抗乳化性能优异，但是在实际使用过程中，国外竞品从市场占有率到使用性能都具有非常好的表现；终端客户反馈A油的分水性能相对最好，而D油使用一段时间后，油品乳化非常严重，所以GB/T 7305的试验方法评价液压油使用过程中的分水能力。

　　2、结果与讨论

　　2.1 多次分水

　　油品在机器设备中与水混合，在油箱中与水分离，并且不断在两者之间进行循环，油箱定期切水。为了模拟这种工况，将对油品进行反复分水试验，即多次重复油水混合-分水-油水混合-分水的过程。该模拟试验为：每次抗乳化试验后的油和水全部倒入分液漏斗中，切掉下层水后，油品倒回抗乳化管并加入新蒸馏水继续测试。A油经多次切水后抗乳化结果优异，与国外竞品和实际应用过程中的分水性能一致；B和D油经一次切水后，抗乳化大于30min；C油经三次切水后，抗乳化性能略差于A油。

　　三次切水后的抗乳化变化规律是递增的，见表2。鉴于试验的便捷性，规定进行一次切水即可。

　　2.2 不同油水比

　　通过对油品中混入水分的途径分析，油品接触到的水量与油品的量相比是较少的，也就是说油多水少，而GB/T 7305试验中的油水比是1：1，这与大部分的实际工况不吻合。为了模拟这种实际工况，改变油水比例，分别在油水比为3:1、5:1、7:1等比例下进行试验。国标GB/T 7305为40ml油和40ml水，总体积为80ml，鉴于仪器的限制，不同油水比的总体积尽量接近或等于80ml，其比例如表3所示。液压油在不同油水比下的分水性能如表4所示。

　　因不同比例下的水量不同，暂定以乳化层小于等于3ml的时间来衡量液压油的分水性能，由表4看出，A油的分水性能最佳。随着油水比由3:1增大到7:1，液压油的分水速度呈变慢趋势，因而选油水比为3:1即有区分性。油品A在三个比例下的分水时间与竞品相当，好于B、C和D油品。

　　在油多水少条件下由于水量相对较少，水会以油包水的状态分散留存于油层中，水滴的聚合沉降速度进一步减慢，如果按国标的乳化层小于3ml为标准，过于苛刻，分水时间较长，尤其是在分水在16ml到17ml阶段，分水时间较长，试验过程中微量的水即引起较大的误差，因而模拟方法将分出16ml水的时间定为标准。油水比为3:1时（油为60ml，水为20ml），总体积与国标GB/T 7305相同，方便操作，因而暂定该油水比条件下进行试验。

　　2.3

　　高温氧化

　　通过日本ISOT-6型润滑油氧化安定性测试仪的高温氧化试验，模拟液压油高温氧化一段时间后，用国标GB/T 7305评价其抗乳化性能的变化情况。如表5和表6所示。

　　由表5可以看出，在温度150℃下，油品氧化程度较大，条件过于苛刻，对油品分水性能评价区分性较差。表6为120℃高温氧化模拟试验，通过在96h和168h取样测试可知，随氧化时间的增加，油品的抗乳化性能越来越差。D油氧化168h后，分水时间大于30min；A油、C油和国外竞品氧化之后分水能力相当；B油相对最好。氧化时间96h后的抗乳化具有较好的区分性，因而模拟氧化试验条件定为120℃×96h。

　　以上模拟破乳化方法的试验条件下：

　　（1）多次分水：分水一次后，油品按国标GB/T 7305方法所需要的分水时间；

　　（2）不同油水比：油水比为3:1时，分出16ml水的时间；

　　（3）高温氧化：120℃温度下氧化96h后，按国标GB/T 7305方法所需要的分水时间。

　　该模拟方法可以在实验室内尽可能地模拟液压油使用过程中的分水保持性，A油在三种测试条件下，其抗乳化综合性能最优，分水性能比肩国外竞品。

　　3、结论

　　在国标GB/T 7305下，考察了国内外A、B、C、D四种液压油的抗乳化性能，四种新油的抗乳化性相当，但A油实际使用过程中分水性能最优。通过采用多次分水、不同油水比和高温氧化等模拟方法，有效地区分出油品实际使用过程中的分水性能，模拟破乳化方法的试验条件最终确定为：（a）多次分水：分水一次后，油品按国标GB/T 7305方法所需要的分水时间；（b）不同油水比：油水比为3:1时，分出16ml水的时间；（c）高温氧化：120℃温度下氧化96h后，按国标GB/T 7305方法所需要的分水时间。该方法可以为在配方开发阶段能高效的筛选出实际使用过程中破乳化性能优异的液压油。