总酸值

由于清漆和油泥的形成,润滑油中的酸性化合物浓度会升高,进而导致设备部件的腐蚀和过滤器的堵塞。在热力和空气作用下,润滑会产生老化,滑油的基础油和添加剂的分解会产生酸性副产物。总酸值(酸值)是润滑油中酸性物质的浓度。润滑剂的酸浓度取决于添加剂、酸性污染和氧化副产物的含量。有时,添加剂耗尽可能会导致新油的总酸值在一开始的时候出现下降。然而,随着时间的推移,油中的氧化副产物和酸性污染物的积累将会导致总酸值的增加。虽然在发动机应用中推荐使用总碱值(TBN),但总酸值的检测对工业机械应用来说也是非常重要的。

总碱值

总碱值是对润滑油碱浓度的测量。发动机润滑油是由碱性添加剂配制的,用来对抗润滑油分解时聚集的酸性物质。润滑油总碱值水平测量是为了其能得到更好的应用。汽油机润滑油配制时,通常初始总碱值大约在5-10 mg KOH/g,而柴油机润滑油的工作条件比较苛刻,因此初始总碱值较高(15-30 mg KOH/g)。特殊的应用,如船用发动机,可能需要大于30 mg KOH/g。随着润滑油的使用,碱性添加剂逐渐被耗尽。一旦碱性添加剂的消耗超过一定限度,润滑油就不再发挥作用,而发动机也就存在产生腐蚀、油泥和清漆的危险。此时,就需要添加或更换润滑油。

TAN

对TAN的测量,普遍应用的检测方法是ASTM D664,主要步骤包括将油样溶解在甲苯和加入少量水的异丙醇中,形成甲苯异丙醇溶液,以含酒精的氢氧化钾作为滴定剂对溶液进行电位滴定。在溶液中放置一个玻璃电极和参比电极,并连接到电压表/电位计。当明确的拐点出现或者电压表的读数对应一个缓冲溶液时,滴定终点就会达到。

TBN

不管是新的还是在用的润滑油,ASTM D2896总碱值测量方法都是适用的。将油样溶解在苯和冰醋酸溶液中,然后用冰醋酸中的高氯酸进行滴定。滴定终点通过电位滴定法来确定,用于滴定的电极由溶液内的玻璃指示电极和通过盐桥与油样连接的参考电极组成。

ASTM D4739是润滑油总碱值测量的另一种方法。D4739的滴定剂是一种比D2896的滴定剂更温和的酸,盐酸。如果油样中存在盐酸不能中和的弱碱,则TBN值就会较低。碱性添加剂是一种相对较强的碱,所以在检查润滑油剩余寿命时,弱碱的存在并不重要。

FLUIDSCAN – 红外光谱

红外光谱利用辐射源、探测器和计算机来研究物质和光的相互作用。通过红外光谱的变化可以检测润滑油老化和氧化所引起的酸的积聚。氧化和硝化物在红外光谱图中的峰值介于1600-1800cm-1之间 。由于润滑油老化产生的是酸性混合混合物,所以在光谱图中不存在与总酸值相关的单一峰值。

随着与发动机机油碱性添加剂相关的吸收峰的降低和老化峰的变化,总碱值的变化也可以通过添加剂吸收峰的减小检测出来。最常用的碱性添加剂包括钙、镁硫酸盐、酚盐和水杨酸。润滑剂的特定碱性添加剂中可能含有任何这些物质的混合物,它们在红外光谱图中均有峰值,它们的峰值介于1000-1900 cm-1。

FluidScan是用于检测油液状态和化学成分的便携式手持光谱仪。在FluidScan上,数百种不同类型、不同级别的新的和在用的润滑剂被集中到一个样品库中。使用ASTM标准滴定技术(D4739为TBN和D664为TAN)可以将它们的红外光谱连同总酸值和和总碱值记录下来。另外,在TAN或TBN与红外光谱的关系上还采用了多变量数据分析技术与已知的总酸、总碱值红外光谱相关联。最终结果是可以实现红外光谱仪对TAN和TBN定量读数。

检测TAN和TBN是判断润滑状态的一个重要步骤。从昂贵的实验室到快速的现场实验,有多种方法可以选择。在实验室环境中,要选择精度和可重复性最高的方法,以获得最佳结果。在现场,最重要的是要得到一个快速、可信的结果,在故障发生之前采取预防和纠正措施。具体选择哪个方法取决于实际应用的需要。