Tổng quan về Dầu nhờn tổng hợp và Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng

Độ nhớt động học

+ Độ nhớt quá lớn sẽ làm giảm công suất máy do tiêu hao nhiều công để thắng lực cản của dầu, khó khởi động máy nhất là vào mùa đông nhiệt độ môi trờng thấp, giảm khả năng làm mát máy, làm sạch máy do dầu lu thông kém. + Độ nhớt quá nhỏ dầu sẽ không tạo đợc lớp màng bền vững bảo vệ bề mặt các chi tiết máy móc, nên làm tăng sự masat, gây h hại máy, giảm công suất, tác dụng làm kín kém, lợng dầu hao hụt nhiều trong quá trình sử dụng.

Chỉ số độ nhớt.[4]

Khi dầu bôi trơn lẫn nhiên liệu sẽ làm giảm độ nhớt, do đó trong bảo quản cần tuyệt đối tránh điều đó nhằm bảo đảm chất lợng của dầu đáp ứng yêu cầu bôi trơn các loại máy móc động cơ. Có nhiều phơng pháp và thiết bị đợc dùng để đo độ nhớt, nhng quan trọng là những dụng cụ mao quản mà trong mao quản đó thời gian chảy của dầu tỷ lệ với độ nhớt động học.

Hàm lợng lu huỳnh

Theo ASTM D 1662 lu huỳnh hoạt động trong các chất lỏng cắt gọt thì mẫu đợc đun với bột đồng đến 1500C sau đó bột đồng đợc lọc ra khỏi hỗn hợp. Lợng lu huỳnh hoạt động là hiệu số giữa hàm lợng lu huỳnh của mẫu trớc và sau khi xử lý với đồng xác định theo phơng pháp ASTM D 129(Lu huỳnh trong các sản phẩm dầu mỏ – phơng pháp dùng bom), dùng để xác định tổng hàm lợng lu huỳnh trong mọi loại dầu bôi trơn với điều kiện hàm lợng lu huỳnh ít nhất phải là1%.

Điểm đông đặc

Tuy nhiên do những hiệu ứng cực áp có lợi điều tiết quá trình chạy máy đã bù trừ tác dụng ăn mòn này.

Trị số axit và kiềm

Độ kiềm trong dầu bôi trơn đợc xác định bằng trị số kiềm tổng (TBN) cho biết lợng axit clohydric hay percloric đợc quy chuyển sang lợng KOH tơng đơng tính bằng miligam cần thiết để trung hoà các hợp chất mang tính kiềm có trong một gam mẫu dầu. TAN có giá trị ban đầu nhỏ và tăng dần trong quá trình sử dụng, do một số phụ gia chống mài mòn có tính axit cao nên TAN ban đầu không dùng để đánh giá chất lợng của dầu.

Độ bền ôxy hóa

Chỉ số axit tổng của dầu là đại lợng đánh giá mức độ biến chất của dầu do quá trình oxy hóa.Đối với tất cả các loại dầu bôi trơn. Axit tan trong n- ớc biểu thị sự có mặt của axit vô cơ đợc phát hiện định tính theo sự đổi màu của chất chỉ thị đối với lớp nớc tách khỏi dầu nhờn khi làm kiểm nghiệm.

Hàm lợng tro

Hàm lợng cacbon

Phơng pháp xác định cặn cacbon đợc sử dụng chủ yếu cho các loại dầu gốc dùng vào việc sản xuất dầu động cơ và một vài sản phẩm dầu xylanh nặng. Phơng pháp này giúp cho việc chọn các loại dầu hydrocacbon dùng vào mục tiêu thích hợp nh dùng cho máy nén khí, các quá trình xử lý nhiệt, các ổ.

Màu sắc

Các loại dầu chng cất có lợng cặn cacbon nhỏ hơn các loại dầu cặc có cùng độ nhớt. Dầu bôi trơn càng đợc tinh chế nghiêm ngặt bao nhiêu thì hàm lợng cặn càng thấp đi bấy nhiêu.

Khối lợng riêng và tỷ trọng

Vì vậy hàm lợng cặn cacbon để tính mức độ tinh luyện của một loại dầu. Các phụ gia có mặt trong dầu nhờn ảnh hởng lớn đến lợng cặn mà ta xác.

Điểm bắt cháy - chớp cháy

Hàm lợng cặn không tan

Sức căng bề mặt

Bất kỳ sự thay đổi nào của sức căng bề mặt cũng đều đợc xem xét cùng với các thuộc tính khác và chủng loại dầu.

Chỉ số kết tủa

Chỉ số khúc xạ tán sắc ánh sáng

Chỉ số xà phòng hoá

Hàm lợng tro sunfat

Hàm lợng nớc

Kiểm nghiệm ăn mòn mảnh đồng

Theo phơng pháp này mảnh đồng đợc đánh bóng và ngâm ngập trong mẫu dầu, gia nhiệt tới nhiệt độ nhất định và giữ trong thời gian qui định. Khi kết thúc thử nghiệm mảnh đồng đợc lấy ra, rửa sạch đem so với bảng tiêu chuẩn ASTM về ăn mòn mảnh đồngvà sẽ kết luận cụ thể về tính ăn mòn của mẫu dầu thí nghiệm thuộc mức độ nào.

Đặc tính của phụ gia

Chất ức chế oxy hoá

Những gốc hoạt động đầu tiên đợc hình thành từ những phân tử dầu không bền, chịu tác động của ôxy không khí tạo ra những gốc peroxyt (ROO.) sau đó lại tác động với dầu cha bị ôxy hoá tạo thành những hạt nhân phản ứng mới và hydro peroxyt (ROOH). Bản chất và hàm lợng của chúng phụ thuộc vào chủng loại dầu thô, phơng pháp và mức độ xử lý dậu Tuy nhiên phần chủ yếu các chất ức chế là các hoá chất tổng hợp.

Chất khử hoạt tính kim loại

Nh vậy các phụ gia này làm giảm các peroxyt hữu cơ duy trì phản ứng chuỗi và làm giảm lợng ôxy hoá tích luỹ trong dầu.

Các chất ức chế ăn mòn

Một vài phụ gia ức chế ăn mòn trong một số môi trờng có thể gây ăn mòn trong các môi trờng khác nh ZnDDP, thông thờng nó đợc dùng với nồng độ từ 0,2 ÷ 3%.

Phụ gia chống gỉ bảo vệ bề mặt kim loại

Phụ gia chịu điều kiện khắc nghiệt(HD)

Thông thờng những loại phụ gia này là loại kiềm cao có chứa Cacbonat kim loại phân tán trong dầu, do đó chúng có khả năng trung hòa axit tạo thành trong quá trình lu huỳnh cháy và tiếp xúc với nớc. Tạo điều kiện làm tan rã các kết tủa xốp và các khối kết tụ do đó cho phép từng tiểu phân có thể tồn tại nh một thực thể riêng biệt.

Chất hạ điểm đông

Hậu quả của chất phân tán là kết quả của sự tác động qua lại đặc biệt giữa các tác nhân đợc chọn và các chất phân tán. Nhờ công nghệ kiềm cao ngời ta có thể gắn vào các phân tử xà phòng một lợng kim loại kiềm thổ 10 ữ 12 lần tính theo hệ số tỷ trọng.

Phụ gia cải thiện chỉ số nhớt

Điều này có ý nghĩa là chúng làm tăng tối thiểu độ nhớt của dầu ở nhiệt độ thấp nhng làm tăng đáng kể ở nhiệt độ cao. Một trong những phụ gia để tăng độ nhớt mà ngời ta biết nhiều là Polyizobutylen có trọng lợng phân tử 15.000 ữ 25.000 là tốt nhất.

Phụ gia tạo nhũ – khử nhũ

Ví dụ: Trong xà phòng natri của một axit béo mạch dài thì phần mạch dài hydrocacbon là phần tan trong dầu, còn đầu a nớc tạo nên một lớp định hớng nằm trên bề mặt của các hạt nhỏ. Bởi vì chiều dài của mạch a nớc và a dầu có thể thay đổi chất tạo nhũ không nhạy cảm với nớc cừng, hầu hết các chất tạo nhũ quan trọng loại này có chứa gốc polyoxyetylen làm cho sản phẩm tan trong nớc và có tính chất hoạt động bề mặt.

Phụ gia chống tạo bọt

Các tác nhân này thờng là các este đợc tạo bởi phản ứng của một axit béo, mạch dài a dầu với một ancolpolyhydric a nớc hoặc axit béo với polyoxietylen (- CH2- CH2- O-)n. Chúng đợc pha với tỷ lệ thấp hơn so với bất kỳ chất phụ gia nào (0,001 ữ 0,0001) nói chung ngời ta cho rằng các phân tử phụ gia chống tạo bọt bám vào bọt không khí làm giảm sức căng bề mặt, các bọt bong bóng nhỏ vì thế mà tụ lại tạo thành các bọt sóng lớn nổi lên trên bề mặt lớp bọt và vỡ ra làm thoát không khí ra ngoài.

Phụ gia diệt khuẩn

Tác nhân bám dính

Tác nhân làm kín

Nhiều chất bôi trơn đợc pha chế sao cho đệm trơng tới mức vừa đủ đảm bảo làm kín mà không bị qúa mềm. Tính trơng nở đệm kín thờng phụ thuộc vào hàm lợng hydrocacbon thơm chứa trong dầu gốc.

Phô gia Tribology

Phụ gia EP tác dụng với bề mặt kim loại ma sát tạo ra các hợp chất mới có ứng suất thấp hơn kim loại gốc nên lớp phủ vừa mới hình thành chịu cắt trớc tiên và nhiều hơn. Phụ gia FM đợc mô tả nh là chất giảm hệ số ma sát và đặt đợc sự trợt phẳng nhẵn hoặc làm tăng hệ số ma sát để đạt đợc sự dừng trợt.

Pha chế

Nếu khuấy quá nhẹ sẽ làm phân tử dầu gốc và phụ gia khó có thể kết hợp đợc với nhau, nếu khuấy mạnh quá sẽ làm gây hiện tợng sủi bọt trong phân tử dầu điều này sẽ làm tăng khả năng oxy hoá của dầu và làm giảm đáng kể chất lợng của dầu nhờn. Vì vậy quy trình pha chế dầu nhờn cần phải có sự quản lý, kiểm tra nghiêm ngặt, áp dụng quản lý chất lợng vào từng khâu, từng bớc và đồng bộ mới có thể sản xuất ra dầu nhờn có chất lợng cao.

Bảo quản dầu

Nếu tăng nhiệt độ lên quá nhiệt độ giới hạn vào khoảng 800C sẽ làm cho phụ gia của dầu bị biến mất các đặc tính và làm cho dầu bị biến đổi màu. Luôn luôn giữ các thiết bị, máy móc, cacte dầu, bầu lọc, đờng ống, kho chứa sạch sẽ tránh bụi bẩn nh vậy sẽ đảm bảo cho dầu tránh đợc sự ôxy hoá tốt hơn.

Thành phần hoá học của dầu nhờn.[2]

• Các hợp chất hydrocacbon
• Các thành phần khác

Trong thành phần dầu nhờn chng cất ra từ dầu mỏ còn có các hydrocacbon rắn bao gồm các hydrcacbon dãy parafin có cấu trúc và khối lợng phân tử khác nhau, các hydrocacbon naphten có chứa từ 1- 3 vòng trong phân tử và có mạch nhánh dài với cấu trúc dạng thẳng hoặc dạng iso, các hydrcacbon thơm có số vòng, số mạch nhánh khác nhau, chúng đều có tính chất là dễ đông đặc lại ở dạng rắn khi ở nhiệt độ thấp. Các hợp chất này dới tác dụng của oxy cũng dễ tạo những chất giống nh nhựa, ngoài ra những hợp chất chứa lu huỳnh nằm lại trong dầu nhờn chủ yếu là lu huỳnh dạng sunfua khi đợc dùng để làm bôi trơn các động cơ đốt trong sẽ bị cháy tạo nên SO2 và SO3 gây ăn mòn các khi tiết động cơ.