tái sinh dầu nhờn thải

tái sinh dầu nhờn thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

MỤC LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

“ không bôi trơn thì không đi được”

Tái sinh dầu nhờn cho phép không những tiết kiệm đáng kể nhiên liệu mà còn giảiquyết được vấn đề ô nhiễm môi trường, một vấn đề mà cả thế giới đang quan tâm Vì vậyngay cả khi việc cung ứng dầu nhờn đảm bảo thì vấn đề tái sinh dầu thải vẫn phải được

đề cập đến

Hiện nay trên thế giới có tới 15 – 20 công nghệ tái sinh khác nhau từ đơn giản nhấtnhư phương pháp axit cổ điển đến hiện đại như phương pháp đa tầng sử dụng kiểu tẩybằng những dung môi lựa chọn hoặc bằng hidro Các phương pháp đa tầng tạo ra dầu gốcrất hoàn hỏa nhưng vốn đầu tư xây dựng dây chuyền tái sinh lớn, công nghệ phức tạp, đòihỏi kỹ thuật cao

Việt Nam nhu cầu về dầu bôi trơn hiện nay vào khoảng 60.000 tấn/năm với nhiềuchủng loại khác nhau trong đó dầu động cơ chiếm hơn 50% Toàn bộ lượng dầu nhớt nàyphải nhập từ nước ngoài dưới dạng lỏng chứa nhiều chất phụ gia, đòi hỏi bảo quản đặcbiệt Với đặc điểm như vậy việc tái sinh dầu nhớt thải đối với nước ta là vô cùng cần thiết

và quan trọng

Đứng trước tình hình đó chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu rõ quy trình tái chế dầu nhớtthải để giảm thiểu ô nhiễm môi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế

1.2 Mục tiêu đề tài

Ta có thể thấy được vai trò và tầm quan trọng không thể thiếu của dầu nhớt trong quátrình hoạt động của các loại máy móc, thiết bị và động cơ cũng như ý nghĩa và mục đích

sử dụng của dầu nhớt

Hơn thế nữa, ngày nay chúng ta đang sống trong thời đại của khoa học và côngnghệ, với nền công nghiệp ngày càng phát triển và xâm nhập vào mọi hang cùng ngõ hẻmtrên toàn thế giới, cũng như xu hướng quốc tế hóa đời sống kinh tế diễn ra mãnh liệt trêntoàn cầu, thì dầu nhớt đòi hỏi cần phải được nghiên cứu nhiều hơn để cho ra các chuẩnloại dầu nhớt khác nhau với chất lượng và số lượng ngày càng đáp ứng được nhu cầu sửdụng

Do đó việc tái sinh dầu nhớt sẽ hạn chế ô nhiễm môi trường do lượng dầu thải thải

ra, cũng như phát triễn kinh tế

1.3 Phương pháp thực hiện

Từ trước tới nay, việc tái sinh dầu thải của ta vẫn được thực hiện bằng phương phápaxit Do đặc điểm của phương pháp cũng như việc chưa hoàn chỉnh của công nghệ nênhiệu quả tái sinh thấp, ô nhiễm môi trường nghiêm trọng

Hiện nay, trên thế giới có nhiều phương pháp và công nghệ tái sinh dầu nhờn khácnhau dựa trên các thiết bị phức tạp như : xử lý bằng hóa chất, chưng cất chân không, trích

ly và hidro hóa làm sạch Tất cả những phương pháp tái sinh dầu nhờn hiện đại đều cho

ra dầu nhờn hoàn toàn có thể thay thế dầu nhờn gốc ban đầu Tuy nhiên nó đòi hỏi phải

có chi phí xây dựng tái sinh lớn, kỹ thuật cao và công nghệ phức tạp

Do điều kiện hiện tại, không có khả năng thực nghiệm, tiếp xúc với các chuyên gianên nhóm chúng em có thể đưa ra những phương pháp dưạ trên những tài liệu đã có sẵn

Khi con người lần đầu tiên chế tạo ra những chiếc xe có bánh và xe cổ kéo thì chấtbôi trơn cũng được tìm ra và sử dụng Và kỹ thuật cùng với chất bôi trơn đã trở thànhnhững yếu tố không thể tách rời nhau Màng dầu mỏng được bôi lên trên bề mặt làm việc

đã tạo ra khả năng hoạt động nhịp nhàng và lâu bền cho các cơ cấu do con người chế tạora

Nhà bác học Nga nổi tiến D.l.Mendeleep chính là một trong những người đầu tiên đặtvấn đề dùng mazut để sản xuất ra dầu nhờn

Từ năm 1867, người ta đã bắt đầu chế biến dầu mỏ thành dầu nhờn Năm 1870 ởCream (Nga), tại nhà máy Xakhanxkidơ bắt đầu chế biến dầu nhờn từ dầu mỏ Năm 1876– 1877, Ragorin đã xây dựng ở Bulakhan nhà máy chế biến dầu nhờn đầu tiên trên thếgiới có công suất 100.000 put/năm Nhà máy này đã sản xuất được 4 loại dầu nhờn: dầucọc sợi, dầu máy, dầu trục cho toa xe mùa hè và mùa đông Đến năm 1879 thì Ragorzincho xây dựng ở Conxtantinop nhà máy thứ hai chuyên sản xuất dầu nhờn để xuất khẩu.Chúng ta đang sống trong thời đại của khoa học và công nghệ, nền công nghiệp hiệnđại đã và đang xâm nhập vào mọi hang cùng ngỏ hẽm trên toàn thế giới và xu hướngquốc tế hóa nền kinh tế thế giới cũng ngày còn phát triển mạnh mẽ Tất cả những đặcđiểm đã nêu trên của thời đại đã đặt ra sự cần thiết là phải có nền công nghiệp bôi trơntiên tiến, hiện đại và nó đang được đặt ra một nhiệm vụ hết sức to lớn cho các quốc gia làphải xây dựng cho được một nền công nghiệp dầu mỏ hiện đại, đáp ứng, thỏa mản nhucầu ngày càng tăng của nền kinh tế quốc dân đang không ngừng phát triển

Hiện nay, để đáp ứng được nhu cầu đa dạng và ngày càng tăng trưởng của nền kinh

tế phát triển, trên thế giới đã sản xuất ra nhiều loại dầu nhờn khác nhau

2.1.1.2 Định nghĩa

Dầu nhờn là loại dầu dùng để bôi trơn cho các động cơ Dầu nhờn là hỗn hợp baogồm dầu gốc và phụ gia, hay người ta thường gọi là dầu nhờn thương phẩm Phụ giathêm vào với mục đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những tính chất phùhợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được

2.1.1.3 Tầm quan trọng của dầu nhờn

Ngày xưa, các bậc thiên tài đã tìm ra một nguyên lý rằng:

“Khi các bề mặt được bôi trơn so với không được bôi trơn thì tính trược sẽ dễ dàng

hơn và bề mặt ít nóng hơn khi làm việc”.

Quả thật vậy, tất cả các bộ phận máy móc lớn hay nhỏ dù có tinh chế kỹ đến thế nàothì những bề mặt của chúng vẫn không khỏi không có những chổ gồ ghề rất nhỏ mà mắtthường không nhìn thấy được Khi hai bề mặt phẳng chuyển động thì những chổ lồi lõm

vô cùng bé đó cũng sẽ ngăn cản nhau, tạo ra một lực cản gọi là lực ma sát, chính lực này

đã làm cho các bộ phận máy móc bị nóng lên, và khi nhiệt độ lên quá cao làm cho cácmặt tinh chế chảy dính lên trên các mặt của vật bị cọ sát Do đó, lực ma sát tăng lên vàlàm cho các bộ phận máy móc bị hư hỏng Và có lực ma sát thì làm cho các chi tiết máymóc bị mài mòn dẫn đến độ chính xác của máy móc giảm sút, đồng thời ảnh hưởng đến

cả tính chính xác của công việc và năng suất của máy móc đồng thời lại tiêu hao nănglượng (vì muốn vận hành được máy móc cần phải có năng lượng nhưng do có ma sát nênmột phần năng lượng bị tiêu hao vào việc chống lại lực ma sát) Như vậy, lực ma sáttrong những trường hợp này là những lực ma sát có hại Muốn giảm bớt lực ma sát này

và hậu quả của nó thì nhất thiết phải có dầu mỏ bôi trơn

Tổn thất do ma sát và do mài mòn gây ra chiếm tới vài phần trăm tổng thu nhập quốcdân Chẳng hạn như:

• CHLB Đức: Thiệt hại do mài mòn và do ma sát các chi tiết hàng năm từ 32 – 40

tỷ DM Trong đó ngành công nghiệp là 8,3 – 9,4 tỷ, ngành năng lượng là 2,67 –3,2 tỷ Ngành giao thông vận tải là 17 – 23 tỷ

• Canada: Tổn thất hàng năm do ma sát là lên đến hơn 5 tỷ USD Canada Chi chí

sửa chữa và bảo dưỡng thiết bị tăng nhanh, chiếm 46% so với chi phí đầu tư banđầu Riêng trong ngành lâm nghiệp, chi phí sửa chữa gấp 3,5 chi phí ban đầu đầutư

• Việt Nam: Theo ước tính của các chuyên gia cơ khí thiệt hại do ma sát, mài mòn

và chi phí bảo dưỡng hàng năm lên vài triệu USD

Chính vì vậy, việc làm giảm tác động của lực ma sát luôn là mục tiêu quan trọng củacác nhà sản xuất máy móc, thiết bị cũng như người sử dụng chúng Để thực hiện điều nàyngười ta đã dùng dầu bôi trơn Khi hai mặt phẳng của chi tiết chuyển động thì chúngđược cách ly hoàn toàn bằng một lớp màng dầu, nếu sử dụng loại dầu nhờn phù hợp vớicác điều kiện làm việc của máy móc thì hệ số ma sát sẽ giảm đi 100 – 1000 lần so với khichưa có lớp dầu ngăn cản

2.1.1.4 Chức năng của dầu nhờn :

Khi cho dầu nhờn vào động cơ ta nhận thấy rằng động cơ hoạt động êm hơn, máy ítnóng hơn, lâu mài mòn hơn vậy dầu nhờn có chức năng như thế nào??? Chức năng dầunhờn như sau:

 Làm giảm ma sát, chống mài mòn và chống xước:

Đây là mục đích chính của dầu nhờn, bởi vì khi máy móc làm việc thì các bộ phậnmáy móc có các bề mặt chi tiết cọ sát nhau sinh ra sức cản làm cho máy móc hư mòn.Với sự có mặt của dầu nhờn thì hai bề mặt tiếp xúc nhau được tách ra chỉ còn ma sát nội

tại của dầu nhờn, ma sát này nhỏ hơn rất nhiều so với ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc củachỉ tiết máy Do đó, ma sát giảm đi đáng kể, dẫn đến độ mài mòn giảm và các bề mặt tiếpxúc được bảo vệ khỏi bị xước Như vậy, dầu nhờn trong động cơ có tác dụng làm chomáy trơn giảm đi sự cọ sát, giảm bớt sự mài mòn, bị xước của máy giúp máy hoạt động

êm hơn và đảm bảo cho máy móc làm việc có công suất tối đa

 Tác dụng làm mát máy:

Một tác dụng quan trọng nửa của dầu nhờn là làm mát máy và chống lại sự quá nhiệt ởcác chi tiết Khi động cơ làm việc thì nhiên liệu cháy và sinh nhiệt, một phần nhiệt năngsinh ra thì biến thành công, một phần nhiệt năng còn lại cần phải đưa ra ngoài, hơn nữa ở

bề mặt cọ sát giữa hai chi tiết vẫn sinh ra nhiệt, những phần nhiệt này cần phải đưa rangoài để tránh sự hư hỏng máy móc Người ta dùng dầu nhờn ngoài tác dụng bôi trơngiảm ma sát thì dầu nhờn phải thu hút nhiệt năng và truyền ra nước làm nguội

Một tác dụng quan trọng nửa của dầu nhờn là làm mát máy và chống lại sự quá nhiệt

ở các chi tiết Khi động cơ làm việc thì nhiên liệu cháy và sinh nhiệt, một phần nhiệt năngsinh ra thì biến thành công, một phần nhiệt năng còn lại cần phải đưa ra ngoài, hơn nữa ở

bề mặt cọ sát giữa hai chi tiết vẫn sinh ra nhiệt, những phần nhiệt này cần phải đưa rangoài để tránh sự hư hỏng máy móc Người ta dùng dầu nhờn ngoài tác dụng bôi trơngiảm ma sát thì dầu nhờn phải thu hút nhiệt năng và truyền ra nước làm nguội

 Tác dụng làm kín, khít:

Cho dù cố gắng đến mấy thì người ta cũng không thể nào khắc phục những chỗ hởtrong quá trình gia công và dù cố gắng đến mấy thì con người vẫn không thể nào làmđược cho bề mặt kim loại hoàn toàn nhẳn, và rồi khi hoạt động thì các bề mặt chi tiếtcũng không thể nhẵn được mãi Chính những chỗ hở này đã gây nên hiện tượng xì hơi ởbuồng nổ của động cơ Và ta hình dung rằng nếu trong xilanh không có dầu nhờn thì hơithừa sẽ từ buồng nổ qua các khe hở nhỏ đưa vào trong cacte Khi ta cho dầu nhờn vào thìdầu nhờn sẽ lắp đầy kít những khe hở nhỏ thành màng dầu có tác dụng ngăn hơi thừakhông đi qua được và đảm bảo được công suất cho động cơ

Dầu nhờn có độ bám dính cao thì tính năng làm kín sát càng cao

 Tác dụng tẩy rửa:

Khi động cơ làm việc, do sự tiếp xúc của hai bề mặt kim loại sinh ra các hạt mịn kimloại đồng thời khi máy móc hoạt động thì luôn luôn hút không khí vào, bụi cát cũng theo

không khí mà vào động cơ, khi hổn hợp đốt cháy sẽ hình thành mụi than, bản thân dầunhờn ở những nơi có nhiệt độ cao sẽ sinh ra hiện tượng bốc hơi, tách ly tạo thànhhydrocacbya như keo Những chất sinh ra này luôn luôn thanh trừ khỏi bề mặt cọ sát.Công việc này sẽ do dầu nhờn đảm nhiệm Nhờ vào trạng thái chảy lỏng dầu được lưuchuyển qua các bề mặt chi tiết và cuốn theo các tạp chất có hại nêu trên và đưa cào cactedầu, rồi từ cacte đưa vào bầu lọc, dầu nhờn qua bầu lọc được biến thành dầu sạch còn cácchất cặn bẩn thì ở lại trong bầu lọc.

 Bảo vệ bề mặt kim loại:

Bề mặt chi tiết, máy móc khi làm việc thường tiếp xúc với oxy, hơi nước làm cho kimloại bị ăn mòn Nhờ dầu nhờn tạo thành màng mỏng phủ kín lên bề mặt kim loại nênngăn cách được kim loại với tác nhân gây ăn mòn, nhờ vậy mà bảo vệ bề mặt kim loạikhỏi bị ăn mòn Dầu nhờn còn được dùng để bảo quản dụng cụ kim loại trong bảo quản

 Các hydrocacbon Naphten và Parafin:

Các hydrocacbon này được gọi chung là nhóm hydrocacbon Naphten – Parafin làthành phần chủ yếu có trong dầu nhờn gốc Hàm lượng nhóm này tùy thuộc vào bản chấtcủa dầu mỏ và khoảng nhiệt độ sôi mà chúng chiếm từ 41 – 68 % trong thành phần hóahọc của dầu nhờn

Hàm lượng n – parafin và iso – Parafin có ít hơn so với các thành phần hydrocacbonkhác ngay cả khi đi từ nguồn dầu mỏ họ parafinic để chế biến dầu nhờn Các iso –Parafin thì lại có số lượng ít hơn cả n – parafin, chúng có cấu trúc mạch nhánh dài, ítnhánh phụ và các nhánh hầu như là nhóm metyl

Các hợp chất n – parafin thường có khoảng 20 cacbon, những hợp chất n-parafin cóphân tử lượng lớn thường là những Parafin rắn (gọi là sáp), chúng làm giảm độ linh độngcủa dầu nhờn cho nên cần phải làm giảm tới mức tối thiểu Nhưng ngược lại, các iso –parafin lại là những cấu tử tốt cho dầu nhờn vì chúng có độ nhớt thích hợp và tính nhớtnhiệt rất tốt

Bảng: Chỉ số độ nhớt của iso-Parafin C 21-24 Hydrocacbon Số nguyên tử C trong phân tử Chỉ số độ

Thành phần hydrocacbon naphten trong nhóm hydrocacbon naphten – parafin này cócấu trúc chủ yếu là các hợp chất vòng naphten, có kết hợp các các nhánh alkyl hoặc isoalkyl và có nguyên tử cacbon trong phân tử có thể từ 20 – 40, hoặc có khi lên đến 60, sốvòng có thể từ 1 đến 5 vòng (cũng có loại dầu đã phát hiện có số vòng đến 7 hoặc 9) Cấutrúc có thể ở 2 dạng: cấu trúc không ngưng tụ (phân tử có thể chứa từ 1 – 6 vòng) và cấutrúc ngưng tụ (phân tử có thể chứa từ 2 – 4 vòng ngưng tụ) Cấu trúc nhánh của các vòngnaphten cũng rất đa dạng, chúng khác nhau bởi số nhánh, chiều dài mạch, mức độ phânnhánh của mạch và vị trí phân nhánh của mạch trong vùng

• Phân đoạn nhớt nhẹ có chứa chủ yếu là các dãy đồng đẳng của xyclohexan vàcyclopentan

• Phân đoạn nhớt trung bình chứa chủ yếu là các vòng naphten có các mạch nhánhalkyl, iso alkyl với số vòng từ 2-4 vòng

• Phân đoạn nhớt nặng chứa các hợp chất vòng ngưng tụ với số vòng từ 2 đến 4vòng

Bảng: Thành phần Naphten và iso-Parafin trong phân đoạn dầu nhờn đã loại

n – Parafin và thơm của dầu họ trung gian Loại hydrocacbon % thể tích

 Nhóm hydrocacbon thơm và hydrocacbon naphten - thơm:

Thành phần và cấu trúc của nhóm này có ý nghĩa quan trọng đối với dầu nhờn gốc.Một loạt các tính chất sử dụng của dầu nhờn như tính ổn định chống oxy hóa, tính bềnnhiệt, tính chống mài mòn, độ hấp thụ phụ gia phụ thuộc chủ yếu vào tính chất và hàmlượng của nhóm hydrocacbon này Tuy nhiên hàm lượng và cấu trúc của chúng còn phụthuộc vào bản chất dầu gốc và nhiệt độ sôi của các phân đoạn

• Phân đoạn nhớt nhẹ (350 - 400o C) có mặt chủ yếu các hợp chất dãy đồng đẳngbenzen và Naphten

• Phân đoạn nhớt nặng hơn (400 - 450 o C) có chứa các hydrocacbon thơm đa vòngdạng đơn hay dạng kép

• Phân đoạn có nhiệt độ sôi cao hơn chứa các chất thuộc dãy đồng đẳng của

naphten, antraxen, và một lượng lớn các hợp chất hydrocacbon đa vòng.

Các hydrocacbon thơm là những loại có 1, 2, 3 vòng thơm, còn loại có 5 vòng thơmtrở lên rất ít Tuy nhiên, đại bộ phận hợp chất thơm trong dầu nhờn là loại lai hợp, lai hợpnaphten và hydrocacbon thơm hay parafin

Nhìn chung, các hydrocacbon naphten hay hydrocacbon thơm 1 vòng hoặc 2 vòng vớimạch nhánh parafin dài khi có cùng nhiệt độ sôi thì độ nhớt của chúng cũng xấp xĩ nhau.Khi tăng chiều dài mạch nhánh thì độ nhớt tăng lên rõ rệt và chỉ số độ nhớt cũng tốt, đặcbiệt nhánh alkyl lại phân nhánh Còn naphten và hydrocacbon cacbon nhiều vòng hoặcdạng lai hợp naphten-hydrocacbon thơm thường có độ nhớt rất cao song chỉ số độ nhớtlại rất thấp

Như vậy, những hợp chất này không phải là những cấu tử cần thiết cho dầu gốc đểchế tạo dầu bôi trơn có chất lượng tốt, mặt khác trong quá trình làm việc thì các hợp chấtnày có xu hướng tạo nhựa mạnh làm giảm nhanh chóng tính năng sử dụng của dầu nhờn.Tóm lại, những hợp chất hydrocacbon có cấu trúc gồm naphten hay hydrocacbonthơm một vòng có nhánh iso-Parafin dài, các hợp chất iso-parafin là những cấu tử tốt chodầu nhờn vì chúng không chỉ có độ nhớt đảm bảo mà chúng còn có chỉ số độ nhớt caolàm cho dầu nhờn có chất lượng tốt.

• Parafin là hổn hợp chủ yếu của các phân tử n-alkan với khối lượng khá cao ( lớnhơn 20 cacbon)

• Xerexin là hổn hợp chủ yếu của hydrocacbon naphten rắn có mạch nhánh dạngthẳng hoặc dạng iso, trong đó iso là chủ yếu

Bảng: Thành phần hydrocacbon trong dầu

Hydrocacbon thơm 1 vòng + Naphten 10.5

Hydrocacbon thơm 2 vòng + Naphten 8.1

Hydrocacbon thơm 3 vòng + Naphten 6.6

Hydrocacbon thơm nhiều vòng ngưng tụ

với các chất Phi hydrocacbon

nhiệt đô cao thì các hợp chất này cũng rất dễ bị oxi hóa tạo nên các sản phẩm có trọnglượng phân tử lớn hơn tùy theo mức độ bị oxi hóa Những hợp chất này làm tăng độ nhớtnhưng cũng tạo cặn không tan và đọng lại trong dầu nhờn.Khi sản xuất dầu nhờn thìngười ta tiến hành loại bỏ chúng

 Các hợp chất phi hydrocacbon:

Các hợp chất này dưới tác dụng của oxi cũng dễ tạo ra những hợp chất giống nhưnhựa Những hợp chứa lưu huỳnh trong dầu nhờn thường là: các sunfua, diunfua cácsunfua dị vòng hoặc các sunfua nối với vòng thơm 1 vòng hay nhiều vòng ngưng tụ vớivòng Naphten, các thiophen và các thiophen nhiều vòng v.v khi sử dụng để bôi trơn thìchúng sẽ tạo ra những hợp chất SO2 và SO3 gây ăn mòn các chi tiết của động cơ

Các hợp chất chứa nitơ có mặt trong dầu nhờn thường là cacboazol, pirol và các đồngđẳng của chúng, ngoài ra thì còn có các hợp chất pridin, quinon

Các hợp chất chứa oxi chủ yếu là các hợp chất axit naphtenic gây ăn mòn đường ốngdẫn, các bể chứa hợp kim Pb, Cu, Zn, Fe ngoài axit naphtenic ra thì còn có rất ít axitasphantenic

Ngoài những hợp chất phi hydrocacbon nêu trên thì trong dầu nhờn còn có cácnguyên tố kim loại như là: Ni, Va, Cu, Fe v.v với số lượng không nhiều Tuy nhiên, sự

có của những hợp chất này không hoàn toàn có hại mà nó làm tăng khả năng bám dínhcủa dầu nhờn lên bề mặt kim loại Nguyên nhân có thể là do sự hấp phụ hóa học của phần

có cực của chúng lên bề mặt kim loại, trong quá trình đó các axit có thể tọa lớp với kimloại bề mặt 1 hợp chất kiểu như xà phòng và nhờ đó mà bám chắc vào bề mặt kim loại

2.1.1.6 Các tính chất sử dụng của dầu nhờn

Để dầu nhờn có được những chức năng vừa nêu trên thì dầu nhờn cần phải có nhữngtính chất sau:

2.1.1.6.1.Tính chất bôi trơn làm giảm ma sát

Khi một vật chuyển động lên một vật khác thì xuất hiện lực ma sát Chính lực ma sátnày cản trở chuyển động của các chi tiết đó Để giảm đi sự cản trở này người ta dùng dầunhờn có tính bôi trơn tốt, tức là khả năng chảy loãng ra trên bề mặt các chi tiết Tính chấtphức tạp này gọi là tính chất bôi trơn của dầu nhờn Theo nguyên lý bôi trơn , thì khi dầuđược đặt vào giữa hai bề mặt tiếp xúc nhau, chúng sẽ chảy loang và bám chắc vào bềmặt tạo nên một màng dầu rất mỏng đủ sức tách riêng hai bề mặt tiếp xúc nhau Khi hai

bề mặt này chuyển động chỉ có các phân tử trong lớp dầu tiếp xúc trượt lên nhau tạo nên

ma sát chống lại lực tác dụng gọi là lực ma sát nội (hay ma sát lỏng của dầu nhờn) Nhờthế làm giảm ma sát của các chi tiết hoạt động trong động cơ máy móc

Đặc trưng cho ma sát nội là độ nhớt, vì vậy việc nghiên cứu đến tính chất sử dụng dầunhờn phải bắt đầu từ độ nhớt và đây cũng là yêu cầu cơ bản nhất đối với dầu nhờn

Độ nhớt của dầu nhờn, đặc biệt là dầu nhờn động cơ là rất quan trọng ở nhiều khíacạnh Nó có ảnh hưởng đến độ kín khít, tổn hao công ma sát, khả năng chống mài mòn,

và khả năng tạo cặn Do vậy, trong các động cơ chuyển động khứ hồi, độ nhớt của dầu

có tác động chính đến lượng tiêu hao nhiên liệu, khả năng tiết kiệm dầu, và hoạt độngchung của cả động cơ

2.1.1.6.2.Tính lưu động

Dầu nhờn, khi họat động trong môi trường nhiệt độ thấp thì nhất thiết phải có đượctính lưu động phù hợp để dầu nhờn có thể di chuyển từ nơi này sang nơi khác, chẳng hạnnhư dầu nhờn động cơ thì duy chuyển từ thùng chứa sang cacte và chảy ngay được vàobơm khi động cơ khởi động Trong trường hợp này, nhiệt độ đông đặc của dầu nhờnkhông phải là một chỉ tiêu tin cậy để cho biết là liệu dầu này có thể chảy được vào bơmdầu hay không mà cần phải tiến hành thử nghiệm trực tiếp trên các thiết bị mô phỏng sựkhởi động nguội và thiết bị thử nhiệt độ giới hạn của bơm Tuy nhiên trong điều kiện khíhậu Việt Nam thì tính chất này không quan trọng lắm

2.1.1.6.3.Tính ổn định chống oxi hóa

Tính chất này rất đáng được lưu tâm vì các sản phẩm dầu nhờn do bị oxi hóa nên sinh

ra các chất tạo cặn, tăng cường ăn mòn các ổ đỡ kim loại, hợp kim Pb/Cu Hơn nữa, cácsản phẩm của quá trình oxi hóa xuất hiện làm cho dầu nhờn thay đổi màu và thay đổi một

số tính chất hóa lý của dầu nhờn như: không khí sẽ làm khuấy trộn dầu trong cacte (đốivới dầu nhờn động cơ), độ axit tăng lên, độ nhớt tăng lên, màu của dầu nhờn tối đi, trongdầu nhờn xuất hiện các chất lắng ở dạng nhủ v.v Đây là nguyên nhân chính làm cho cácchi tiết máy móc, động cơ và hệ thống bôi trơn bị bẩn do các lớp cặn cacbon

Khi động cơ làm việc ở nhiệt độ cao là điều kiện cho quá trình oxi hóa xảy ra mạnh.Ngoài ra, còn một vài yếu tố khác cũng làm cho dầu nhờn bị oxi hóa là:

• Lượng dầu chứa được trong cacte ít

• Thời gian thay dầu lâu

• Công suất ra của động cơ rất cao

Do vậy, khả năng chống oxi hóa là một yêu cầu quan trọng đối với dầu nhờn, đặc biệt

là dầu nhờn động cơ đốt trong Khả năng chống oxi hóa của dầu nhờn thường được tăngcường bằng cách cho thêm vào dầu các loại phụ gia chống oxi hóa

2.1.1.6.4.Tính phân tán, tẩy rửa

Trong quá trình làm việc, các loại cặn cơ học sinh ra luôn là mối hiểm họa đối với cácthiết bị các thiết bị máy móc đặc biệt là các động cơ đốt trong, chúng là bụi, muội than,

và các mạt kim loại Các cặn này có thể bám trên bề mặt cần bôi trơn làm tăng ma sátgiữa các bề mặt và là nguyên nhân gây nên hiện tượng mài mòn mạnh Không những thế,

mà lượng nhiệt do ma sát gây ra có thể gây quá nhiệt cục bộ dẫn đến động cơ hoạt độngthiếu chính xác, hiệu suất cũng giảm.

Để chống lại những hiện tượng vừa nêu trên thì người ta cho vào dầu nhờn các chấtphụ gia tẩy rửa và phân tán phù hợp Các phụ gia này ngăn ngừa khả năng tạo cặn và duytrì hoạt động của động cơ

Các phụ gia tẩy rửa có chức năng giữ cho bên trong động cơ được sạch sẽ, còn cácphụ gia phân tán giữ cho các cặn cứng ở dạng keo, ngăn không cho chúng tạo thành cặnvecni, cặn lắc hay cặn bùn Hơn nữa, các phụ gia này còn có khả năng trung hòa, có trị sốkiềm tổng TBN đạt tới 50 - 70, để trung hòa các sản phẩm axit trong quá trình cháy nhiênliệu

• Chống lại mài mòn do các sản phẩm axit trong quá trình cháy gây ra

• Bảo vệ các ổ đỡ hợp kim đồng - chì khỏi sự ăn mòn do các sản phẩm oxi hóa dầugây ra

Chỉ cần thiếu một trong các yếu tố trên cũng gây ra sự ăn mòn trong các chi tiết máymóc động cơ, thiết bị Do đó, các loại dầu nhờn cần phải được pha chế bảo đảm tốt mọitính năng chống mài mòn, ăn mòn Đặc biệt trong các trường hợp dầu nhờn động cơxăng, khả năng chống ăn mòn - nhất là ăn mòn ổ đồng- chì và chống gỉ do nước ngưng tụ

và các sản phẩm không cháy được hoặc không cháy hết trong nhiên liệu gây ra là hết sứcquan trọng Dầu sử dụng cho động cơ điezel phải có khả năng chống lại sự ăn mòn các ổ

đỡ hợp kim do các axit và các sản phẩm cháy gây ra Trong trường hợp này thì các chứcnăng chống ăn mòn gắn liền với độ kiềm các phụ gia tẩy rửa

2.1.1.6.6.Khả năng chống lại sự tạo muội than, tạo cặn

Trong buồng đốt của động cơ, nhiệt độ tăng lên rất cao và mọi hợp chất hữu cơ đều cóthể rất dễ bị cháy, nhưng thường thì động cơ không đủ thời gian (quá trình xảy ra trongkhoảng thời gian 1% giây) và không đủ oxi để cháy hoàn toàn nhiên liệu và dầu lọt vàobuồng đốt luôn có điều kiện tạo thành mồ hóng, các hạt cốc, các sản phẩm chưa cháy hết.Việc tạo thành muội than trên các chi tiết động cơ bắt đầu từ việc hình thành lớpmàng keo trên các chi tiết đó Trong động cơ khi làm việc thì những phân tử dầu mới, mồhóng và các hạt cốc không ngừng rơi vào màng keo Sự thay đổi đáng kể do màng dầu bị

các sản phẩm cháy làm bẩn dẫn đến tạo thành lớp than rắn trên bề mặt kim loại gọi làmuội than.

Bề dày của lớp muội than không ngừng tăng lên và chỉ tăng lên đến một độ dày nhấtđịnh vì khi bề dày lớp muội than tăng thì mép trên của nó sẽ gần vùng nhiệt độ cao hơn

và do bị nóng nhiều hơn, những phân tử dầu mới sẽ gây ra sự thay đổi cũng nhiều hơn vàcũng không có khả năng bám chắc trên bề mặt muội Đến một lúc nào đó lớp muội khôngtăng lên được nửa và sẽ xuất hiện thế cân bằng cho tới khi do một số nguyên nhân nào đó

mà vùng nhiệt độ cao hoặc sẽ không tiến đến gần sát bề mặt lớp muội hoặc không tách ra

xa bề mặt đó

Việc tạo muội trong buồng đốt làm giảm hoạt động lâu bền của động cơ, tăng chi phí

sử dụng do những nguyên nhân sau:

• Nhiệt độ các chi tiết phủ muội than tăng lên và khi lượng muội than tăng lên thìthể tích buồng đốt bị thu hẹp, làm tăng tỷ lệ nén của động cơ, khả năng trao đổinhiêt kém đi sẽ tạo điều kiện xảy ra cháy kích nổ

• Khi có muội than trên các chi tiết buồng đốt sẽ hạn chế lượng hổn hợp nhiên liệu

đi vào động cơ làm giảm công suất động cơ

• Muội than có thể phá vỡ quá trình đốt cháy bình thường nhiên liệu trong bộ chếhòa khí động cơ, các hạt muối bị đốt cháy đỏ lên buồng đốt sẽ có thể là nguyênnhân làm nguyên liệu cháy sớm

• Muội đóng ở đế supap sẽ làm supap khó đóng, làm cháy supap

• Muội than ở bugi đánh lửa sẽ làm cho nó không đánh lửa được

• Các hạt muội than từ buồng đốt rơi xuống đáy cacte dầu sẽ làm nóng vòng găng,tăng độ mài mòn các chi tiết làm việc và các chất lắng đọng khác nhau trên các chitiết động cơ cũng như trong hệ thống bôi trơn

Như vậy, muội than rất có ý nghĩa quan trọng đối với dầu nhờn, chúng gây ra rấtnhiều tác hại Khi dầu nhờn có chất lượng tốt thì trong quá trình sử dụng sẽ không cóhoặc ít có muội than hình thành trên bề mặt các chi tiết Do đó, dầu nhờn cần phải có tínhchống lại sự tạo thành muội than

Ngoài sự tạo muội than của dầu nhờn thì chúng còn có khả năng tạo cặn Việc tạo cặncủa dầu nhờn cũng gây ra rất nhiều tác hại cho động cơ như là: làm tắc các rãnh dầu,đường dầu và các bầu lọc, làm cho các dầu mới bị giảm phẩm chất, cặn có thể quánh vàrắn lại đến mức không thể dùng phương pháp cơ học để làm sạch do vậy dầu nhờn phải

có tính chống lại sự tạo cặn

2.1.1.7 Các chỉ tiêu chất lượng của dầu nhờn và cách xác định các chỉ tiêu đó

2.1.1.7.1.Trị số axit và kiềm

• Chỉ số kiềm mạnh TBN (Total Base Number): là lượng axit đã được tính chuyển

ra số mg KOH tương ứng, cần thiết để trung hòa lượng kiềm có trong 1g mẫu vàđược xác định theo phương pháp ASTM – D.2896

• Chỉ số axit mạnh TAN (Total Acid Number): là số mg KOH cần thiết để trung

hòa lượng axit có trong 1g mẫu và được xác định theo phương pháp ASTM –D.664

Các chất mang tính axit có mặt trong dầu nhờn là: axit vô cơ, axit hữu cơ, este, keo,nhựa và các chất phụ gia Các chất mang tính kiềm có mặt trong dầu nhờn là: các phụgia tẩy rửa, muối kim loại

Sự có mặt của axit trong dầu nhờn gây ra những tác hại như sau: khi có nhiệt độ caothì chúng gây ăn mòn các chi tiết kim loại của máy móc, động cơ và ống dẫn, làm giảmtính ổn định chống oxi hóa của dầu Ngoài ra, chúng còn là những chất có hại cho chấtlượng của dầu

 Có 3 phương pháp dùng để xác định trị số trung hòa:

• Phương pháp I: ASTM – D.974 (xác định trị số axit và kiềm bằng phương pháp chuẩn

độ có dùng chất chỉ thị màu) đây là phương pháp chủ yếu thích hợp với các loại dầumàu sáng

• Phương pháp II: ASTM – D.664 (xác định trị số axit của các sản phẩm dầu mỏ bằngphương pháp chuẩn độ điện thế) phương pháp này được dùng cho các sản phẩm tốimàu

• Phương pháp III: ASTM – D.2896 (xác định trị số kiềm của các sản phẩm dầu mỏbằng phương pháp chuẩn độ điện thế dùng axit Percloric) phương pháp này đượcdùng để xác định các hợp chất kiềm có trong các sản phẩm dầu mỏ

2.1.1.7.2.Độ nhớt

Nhìn chung, mọi người đều công nhận rằng độ nhớt là một tính chất quan trọng và cơbản đối với các loại dầu bôi trơn Độ nhớt là ma sát nội tại trong lòng chất lỏng cản trở sựchảy của chất lỏng, được sinh ra bởi áp lực cơ học giữa các hạt cấu tạo nên chất lỏng

Độ nhớt, nó là một yếu tố quan trọng quyết định trong việc tạo thành màng dầu bôitrơn ở hai điều kiện thủy động (màng dày) và bôi trơn thủy động đàn hồi (màng mỏng).Thêm vào đó độ nhớt còn có thể xác định khả năng khởi động động cơ dễ dàng ở điềukiện lạnh và khả năng chịu được sự sinh nhiệt trong ổ bi, bánh răng, xylanh, nó cũngđánh giá khả năng làm kín khít của dầu cũng như mức độ tiêu hao và thất thoát

Thông thường sử dụng 3 loại độ nhớt sau: độ nhớt động học, độ nhớt động lực, độnhớt quy ước

Đơn vị độ nhớt động lực thông thường là Pa.s

Công thức tính độ nhớt động lực như sau:

η=ρ×νt

Trong đó: -ρ

là mật độ dầu ở cùng nhiệt độ đo trong thời gian chảy t, g/cm3

- t là thời gian chảy, s

Độ nhớt động học tính theo công thức sau:

- t là thời gian chảy, s

• Độ nhớt quy ước: là tỷ số giữa thời gian chảy qua nhớt kế (tính bằng giây) của

200 ml sản phẩm dầu cần thử nghiệm ở nhiệt độ cần thiết, và thời gian chảy của

200 ml nước cất ở 20oC Giá trị của tỷ số này biểu thị thành dộ nhớt quy ước Engle(0E) Nhớt kế Engle được dùng để đo độ nhớt qui ước

Nguyên tắc: dựa trên cơ sở so sánh thời gian chảy của 200ml chất lỏng cần xác địnhvới thời gian chảy của 200ml nước cất ở 20oC qua nhớt kế Engle

Giữa độ nhớt quy ước và độ nhớt động học có mối quan hệ thực nghiệm, nó đượcbiểu thị bởi công thức gần đúng như sau:

- Nếu độ nhớt động học ν

từ 1 đến 120 mm2/s thì:

E

E o

o t

31 , 6 31

• ASTM – D.1532: dùng để xác định độ nhớt của những chất lỏng bôi trơn hàngkhông ở nhiệt độ thấp và số % chuyển đổi độ nhớt sau khoảng thời gian là 3h và72h mẫu được đặt ở nhiệt độ thấp

• ASTM – D.2893: đo độ nhớt ở nhiệt độ thấp của các chất bôi trơn hay dùng choôtô, dùng nhớt kế quay Brookfield

• Đồ thị sự phụ thuộc độ nhớt động học vào nhiệt độ được dẫn ra trong tiêu chuẩn D– 341 (các độ nhớt – nhiệt độ dùng cho các sản phẩm dầu lỏng) là những phươngtiện thuận lợi để xác định chính xác độ nhớt động học của một loại dầu khoánghay hydrocacbon lỏng ở bất kỳ nhiệt độ nào nằm trong vùng giới hạn đã cho Các

đồ thị của sự phụ thuộc độ nhớt động học vào nhiệt độ sẽ được thiết lập khi ta biết

độ nhớt động học ở hai nhiệt độ khác nhau

• ASTM-D.2162: hướng dẫn dùng những nhớt kế mẫu và dầu có độ nhớt chuẩn đểkiểm tra các nhớt kế đo hàng ngày

• Thông thường người ta xác định độ nhớt của dầu nhờn ở nhiệt độ là 40 và 100oCthì người ta có thể đánh giá được là loại dầu nhờn đó là tốt hay xấu, có còn được

sử dụng được hay không Người ta còn dùng độ nhớt để phân loại dầu bôi trơn nóichung và dầu nhờn động cơ nói riêng

2.1.1.7.3.Chỉ số độ nhớt

Độ nhớt của dầu nhờn thay đổi theo nhiệt độ, áp suất Chỉ số độ nhớt cao chứng tỏ làdầu đó ít thay đổi theo nhiệt độ, và ngược lại Đối với dầu bôi trơn thì khi nhiệt độ càngtăng thì độ nhớt càng giảm Chỉ số nhớt kế VI (Viscosity Index) là con số ở trên thang đoqui ước, là một trị số chuyên dùng để đánh giá sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theonhiệt độ Mức độ giảm độ nhớt của dầu nhờn khi nhiệt độ tăng là phụ thuộc vào thànhphần hóa học của dầu nhờn

Trong quá trình sử dụng dầu có biểu hiện thay đổi chỉ số độ nhớt thì đó là dầu nhiễmbẩn có lẫn các sản phẩm khác Đôi khi quá trình oxi hóa cũng là nguyên nhân làm tăngchỉ số độ nhớt trong quá trình sử dụng Việc giảm chỉ số độ nhớt VI cũng có thể là cónhững lực phá vỡ cấu trúc phân tử của các phụ gia Polyme có mặt trong dầu bôi trơn.

2.1.1.7.4.Màu sắc

Màu dầu rất khác nhau: từ trong suốt đến màu sẫm hoặc màu đen kịt Sự khác nhau vềmàu sắc của dầu bôi trơn có nguồn gốc từ sự khác nhau về dầu thô dùng chế biến ra nó,

về khoảng nhiệt độ sôi, về phương pháp và mức độ làm sạch trong quá trình tinh luyện,

về hàm lượng và bản chất của phụ gia pha vào trong dầu

2.1.1.7.5.Khối lượng riêng và tỷ trọng

Khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích của một chất ở nhiệt độ tiêuchuẩn

Tỷ trọng là tỉ số giữa khối lượng riêng của một chất lỏng đã cho ở nhiệt độ qui địnhvới khối lượng riêng của nước ở cùng điều kiện nhiệt độ đó

Khối lượng riêng của một chất bôi trơn ít có ý nghĩa trong vịêc đánh giá chất lượng.Khối lượng riêng của dầu đã sử dụng cũng gần bằng khối lượng riêng của dầu mới Mộtgiá trị khối lượng riêng bất thường cho thấy rằng dầu bị lẫn các sản phẩm khác hay mộtdung môi hay một chất khí

 Có các phương pháp xác định khối lượng riêng và tỷ trọng:

• Tiêu chuẩn ASTM-D.1250 cung cấp những bảng cho phép tính chuyển khối lượngriêng và tỷ trọng đo được ở bất kỳ nhiệt độ nhiệt độ nào trong khoảng từ -17,8oC(oF) đến 160oC (500oF) về nhiệt độ tiêu chuẩn ở 15,6oC (60oF)

• Phương pháp đo ASTM-D.941 (khối lượng riêng và tỷ trọng của chất lỏng đobằng Pycnomet Lipkin có hai capila) dùng cho các phép đo khối lượng riêng củachất lỏng bôi trơn bất kỳ có độ nhớt nhỏ hơn 15 mm/s ở 12oC

• Phương pháp ASTM-D.1298 thường dùng trong phòng thí ngiệm Người ta sửdụng một tỷ trọng kế bằng thủy tinh để xác định khối lượng riêng, tỷ trọng, haytrọng lượng API của tất cả các sản phẩm dạng lỏng

2.1.1.7.6.Điểm chớp cháy và bắt lửa

Điểm chớp cháy của dầu được định nghĩa là nhiệt độ thấp nhất mà tại áp suất khíquyển là 101,3 kPa, mẫu được nung nóng Khi có ngọn lửa thì sẽ chớp cháy và lan truyềntức thì trên bề mặt mẫu

Nhiệt độ thấp nhất mà ở đó mẫu tiếp tục cháy trong 5 giây được gọi là điểm bắt lửa.Điểm bắt lửa và điểm chớp cháy của dầu mới thay đổi theo độ nhớt Dầu có độ nhớt caothì sẽ có điểm chớp cháy và bắt lửa cao hơn Thông thường độ bắt cháy phụ thuộc vào

loại dầu thô Dầu naphten thường có điểm chớp cháy và bắt lửa cao hơn dầu parafin cócùng độ nhớt Quy luật chung là đối với các hợp chất như nhau thì có điểm chớp cháy vàbắt lửa tăng khi mà trọng lượng phân tử tăng.

Để xác định điểm chớp cháy và bắt lửa của dầu bôi trơn người ta thường dùngASTM-D.92 (xác định điểm chớp cháy và bắt lửa cốc hở) và ASTM-D.93 (xác định điểmchớp cháy và bắt lửa cốc hở) Phương pháp này còn được dùng để xác định độ nhiễm bẩncủa dầu bôi trơn bởi những lượng nhỏ các chất dể bay hơi

2.1.1.7.7.Điểm Anilin

Một hổn hợp gồm hai thành phần là hổn hợp hydrocacbon và anilin không tan trongnhau chia thành hai lớp, khi tăng nhiệt độ lên thì hổn hợp thành đồng nhất (tan hoàntoàn) Khi làm nguội từ từ đến một nhiệt độ xác định nào đó thì hổn hợp lại bắt đầu phânlớp, biếu hiện bằng hiện tượng đục lên của dung dịch Nhiệt độ ứng với thời điểm xuấthiện hiện tượng đục này thì được gọi là điểm anilin

Điểm anilin thường được sử dụng để xác định hàm lượng aromat, naphten và parafin

có trong hổn hợp, ngoài ra còn xác định hiệu ứng hòa tan của dầu vào các chất hữu cơ,

mà các chất này làm kín trong hệ thống thủy lực, các chất cách điện

Điểm anilin được xác định theo phương pháp ASTM – D.661 bằng cách trộn lẫn cácthể tích tương đương của dầu, anilin và n – heptan, gia nhiệt cho đến khi hỗn hợp tantrong đồng thể sau đó làm lạnh từ từ, nhiệt độ mà tại đó hổn hợp tách thành hai pha chính

là điểm anilin

2.1.1.7.8.Cặn cacbon

Cặn cacbon được tạo ra khi cho bay hơi và nhiệt phân một sản phẩm dầu mỏ Cặn nàykhông phải là cặn cacbnon hoàn toàn mà nó là một loại cốc và còn bị biến đổi của quátrình nhiệt phân Cặn cacbon chính là sản phẩm cháy trong điều kiện thiếu không khí.Hàm lượng cặn cacbon còn dùng để đánh giá mức độ tinh luyện của dầu và nó cũnggiúp cho việc lựa chọn các loại dầu nhờn cho những mục tiêu thích hợp khác nhau Nếuchúng ta sử dụng dầu nhờn có hàm lượng cặn cacbon lớn có thể sẽ gây mài mòn và làmtắc nghẽn kim phun, tắc nghẽn hệ thống Lượng cặn cacbon trong dầu nhờn động cơ màcao thì nó có thể gây ra hiện tượng kích nổ hay làm tắc kim phun trong động cơ điezelhay có thể làm giảm thể tích của buồng đốt do nó bám dính vào thành xylanh xupap Cácphụ gia có mặt trong dầu nhờn cũng góp phần làm ảnh hưởng đến hàm lượng cặn

 Có hai phương pháp xác định hàm lượng cặn cacbon:

• Phương pháp ASTM – D.524 (xác định hàm lượng cặn cacbon của các sản phẩmdầu mỏ theo Ramsbottom) mẫu được nung nóng ở nhiệt độ nhất định trong một

quả cầu thủy tinh có lỗ nhỏ để cho các thành phần bay hơi bốc hết đi Phần cặnnặng trong bóng thủy tinh tiếp tục cracking hóa và cốc hóa Phần còn lại đem cân

và xác định hàm lượng cặn cacbon theo Ramsbottom

• Phương pháp thứ hai là ASTM – D.189

Hai phương pháp này chỉ khác nhau ở dụng cụ tiến hành là chính còn về nguyên tắc làđun nóng để thực hiện quá trình cracking và cốc hóa rồi cân lượng cặn còn lại

2.1.1.7.9.Hàm lượng tro và tro sunfat

Hàm lượng tro được định nghĩa là lượng cặn không cháy hay các khoáng chất còn lạisau khi đốt cháy một mẫu dầu nhờn.Thành phần chính của tro là: những oxit kim loại của

Ca, Mg, Al, Fe, V, Ni, Na, và oxit Silic do các muối thủy phân tạo thành

Tro sunfat là hàm lượng cặn còn lại sau khi than hóa mẫu, sau đó phần cặn được xử lýbằng axit sunfuric và đun nóng đến khối lượng không đổi

Hàm lượng tro lớn hơn quy định thì có thể nói rằng dầu bị nhiễm tạp chất, hoặc dosản phẩm của quá trình mài mòn hoặc do các kim loại tan trong dầu và các loại tạp chấtkhác Nếu dầu nhờn thải có hàm lượng tro quá lớn thì khi thải ra ngoài môi trường sẽ gây

ô nhiễm môi trường

 Có hai phương pháp xác định hàm lượng tro:

• Phương pháp ASTM – D.482 dùng để xác định hàm lượng tro của các loại dầunhờn không có chứa phụ gia tạo tro (dầu tuabin và nhiều loại tuần hoàn có độ nhớtcao) hoặc là có chứa phụ gia không tạo tro (dầu máy nén, dầu bánh răng, dầu động

cơ khí)

• Phương pháp ASTM – D.874 dành riêng cho các loại dầu có chứa các phụ gia tạotro Phương pháp này không nên dùng cho các dầu nhờn gốc cũng như các loạidầu nhờn không có phụ gia

2.1.1.7.10 Hàm lượng lưu huỳnh

Lưu huỳnh có thể có sẵn trong dầu khoáng hoặc dầu gốc hay là trong các phụ gia Nó

có thể hoạt động hóa học hay ở dạng tương đối trơ ở dạng liên kết với các hợp chất hữu

cơ Dạng lưu huỳnh hoạt động gây ăn mòn, đặc biệt đối với đồng và các hợp chất chứađồng Ngược lại, một ít hàm lượng lưu huỳnh ở dạng trơ thì có tác dụng tốt, bởi vì nó làmtăng khả năng bám dính trên bề mặt vật liệu bôi trơn

 Các phương pháp xác định:

• ASTM – D.129 (phương pháp dùng bom) được áp dụng để xác định tổng hàmlượng trong mọi loại dầu bôi trơn với điều kiện hàm lượng lưu huỳnh ít nhất phảibằng 1% Nguyên tắc của quá trình là bật tia lửa điện để đốt cháy một lượng nhỏ

mẫu trong môi trường oxi hóa ở áp suất cao Sản phẩm cháy thu hồi, lưu huỳnh ởdạng kết tủa với BaSO4 và được đem cân.

• ASTM – D.1266 (phương pháp đèn) dùng để xác định hàm lượng lưu huỳnh tổngcộng có nồng độ từ 0,01 đến 0,4% trong các sản phẩm dầu Để xác định hàm lượnglưu huỳnh có trong dầu bôi trơn hay các sản phẩm dầu mỏ có hàm lượng lưu huỳnhcao không thể đốt trực tiếp mà dùng phương pháp pha trộn

• ASTM – D.1552 (phương pháp nhiệt độ cao) xác định tổng hàm lượng lưu huỳnh

có trong dầu bôi trơn, có hàm lượng lưu huỳnh lớn hơn 0,06%

2.1.1.7.11 Chỉ số khúc xạ

Chỉ số khúc xạ là tỷ số của tốc độ một sóng ánh sáng trong không khí so với tốc độsóng ánh sáng đó trong dầu ở điều kiện nhất định Do chỉ số khúc xạ phụ thuộc vào thànhphần của dầu nhờn cho nên phép đo này rất hiệu dụng trong việc kiểm tra tính đồng nhấtcủa dầu gốc cũng như các dầu bôi trơn khác Đối với phân đoạn hydrocacbon hay các loạidầu có phân tử lượng tương đương thì chỉ số khúc xạ sẽ tăng từ các hợp chất parafin,naphten, rồi đến aromat

2.1.1.7.12 Hàm lượng nước

Hàm lượng nước có trong dầu nhờn là lượng nước được tính bằng % theo trọng lượngthể tích hay theo ppm Hàm lượng nước trong dầu nhờn là một đặc trưng quan trọng đốicác loại dầu: dầu thủy lực, dầu ôtô, dầu bánh răng công nghiệp, dầu tuabin, dầu xylanh,dầu công nghiệp, đặc biệt là nó rất quan trọng đối với dầu biến thế Nước có trong dầubiến thế sẽ làm giảm điện áp đánh thủng gây nguy hiểm cho máy biến thế

Nước có trong dầu không những đẩy nhanh sự ăn mòn và sự oxi hóa mà nó còn tạonên nhủ tương Trong một vài trường hợp thì nước thủy phân các phụ gia tạo nên bùnmềm và xốp Có thể loại nước trong dầu nhờn bằng phương pháp lọc, ly tâm, chưng cấtchân không

2.1.1.7.13 Sức căng bề mặt

Sức căng bề mặt được định nghĩa là lực bên trong tác dụng lên bề mặt chất lỏng dosức hút của các phân tử nằm dưới bề mặt Phương pháp tiêu chuẩn ASTM-D.971 đo sứccăng bề mặt bằng cách xác định lực cần thiết để nhất một vòng dây bạch kim ra khỏi bềmặt chất lỏng có sức căng bề mặt lớn hơn, nghĩa là hướng lên từ mặt phân chia nước -dầu

Sức căng bề mặt của dầu nhờn ít có ý nghĩa so với việc dùng nó để kiểm tra chấtlượng của dầu Tuy nhiên, phương pháp rất có ích trong việc đánh giá chất lượng của dầu