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文章專欄 / ARTICLE

水對潤滑油的危害


水分是常見的污染物,雖然危害沒有顆粒物嚴重,但是水分會破壞潤滑效果、使油變質、造成設備磨損,水分也會引起金屬鏽蝕。潤滑油里的水分有三種形式:溶解水、乳化水、游離水,其中,乳化水的危害最大。

溶解水就是已經溶解在潤滑油里的水分,潤滑油具有吸濕性,會吸收空氣里的水分,因此會含有少量的水分。一般來說,少量的溶解水不會造成什麼危害,除非某些情況對潤滑油的含水量要求特別嚴格。潤滑油可以允許的溶解水含量最大值為吸水飽和點,在達到吸水飽和點之前,潤滑油里雖然含有水分,但是不會表現出有水的跡象,例如乳化、或者渾濁、透明度降低等。


 
潤滑油里進入水後,如果沒有和油分離開,微小的水滴懸浮在油液里成為懸濁液,就成為乳化水,乳化水的危害最大。當潤滑油乳化時,含水量已經超過了飽和點。油里含有乳化水時,潤滑油的透明度會降低、渾濁,顏色發白甚至變成奶白色。乳化水的危害很大,因為它們可以自由地流動,污染整個潤滑系統里的油,另外,水分會破壞油的潤滑性。乳化水到達設備運轉的承壓區域後,這些區域會潤滑不良、摩擦加劇而磨損。

當水和潤滑油完全分離開後,就成為游離水。游離水的危害相對較小,但是也會引起問題。首先,游離水也可能隨著潤滑油循環,引起油乳化。另外,油里的水會削弱潤滑油的破乳化性,導致泡沫增加,消耗潤滑油里的添加劑,縮短潤滑油的使用壽命,並且容易滋生細菌。

水分對設備的危害除了引起潤滑不良,還有氫脆、鏽蝕。潤滑油能防止金屬鏽蝕,如果油里進水,容易引起金屬鏽蝕。

氫脆又稱為氫損傷,可以引起軸承損壞。水會分解為氫和氧,電解和腐蝕也會產生氫,水會促進電解和腐蝕,高強度鋼尤其容易遭受這種問題。另外潤滑油、潤滑脂里加入的添加劑裡面含有硫(極壓添加劑、抗磨劑等等),礦物油本身也含有一定的硫雜質,會促進金屬的腐蝕和裂化。潮濕的大氣和游離的水分都可能引起金屬的氫脆問題。


 
水分會破壞油膜的強度和油膜的完整性,潤滑是依靠油在金屬接觸面之間形成一層油膜,油膜隔開金屬之間的直接摩擦,防止金屬直接接觸。如果水分進入軸承的金屬接觸受力區域,就會破壞油膜的完整性,降低油膜強度,導致潤滑不良或者金屬之間直接摩擦,會引起金屬疲勞損傷、形成金屬刮擦、碎裂。

水會縮短潤滑油的使用壽命,另外水還會造成潤滑油里的抗氧化劑流失、消耗,導致潤滑油氧化變質。潤滑油氧化會形成酸性物質、油泥和漆膜、使油的黏度增加,影響噴濺潤滑的效果等等。

在現場,可以觀察潤滑油的外觀,如果潤滑油透明度降低、發白、渾濁或者乳化,就說明油里進水。另外,加熱法也是簡單易行的方法。這個方法可以進行最基本的判斷,操作簡單,使用一塊鐵片,在火上加熱到130℃左右,在鐵片上滴入一滴潤滑油,如果有水分會觀察到氣泡,是因為油里的水分受熱蒸發引起的氣泡,氣泡越大、數量越多,說明含水量越多。如果看見氣泡還能聽見劈啪的爆裂聲,說明含水量相對較多,可能已經達到了2000ppm以上。不過,加熱法只適用於測定乳化水和游離水。
 
卡爾費休水分檢測是最為精準的水分檢測方式,游離水、乳化水、溶解水均可檢測,操作得當的情況下,對水分的檢測可以量化到10ppm(0.001%)的級別,一般的工業監測和精準的工業監測都可以使用。

當發現潤滑油進水時,正確的處理方法是首先找到水分來源,切斷來源,然後採取除水措施,嚴重時最好換油,最好通過油液檢測來確定。