潤滑油的氧化和危害以及抗氧化性能檢測方法（旋轉(zhuǎn)氧彈）

潤滑油在工作使用中，多處于較高溫度并接觸到空氣。這使得油品難以避免地會(huì)與空氣中氧相接觸并發(fā)生作用，引起氧化反應(yīng)而導(dǎo)致油品變質(zhì)，對(duì)使用帶來不良影響。潤滑油的主要成分是烴類，其氧化過程是一個(gè)通過活性中心自由基為載體的氧化鏈反應(yīng)。在鏈反應(yīng)中首先生成自由基，然后由活潑的自由基與空氣中氧氣作用生成各類含氧化合物。反應(yīng)方程式如下：

自由基與氧氣作用生成的化合物與所處溫度有很大關(guān)系，在不同溫度下油品氧化產(chǎn)物有很大差異。潤滑油在常溫時(shí)的氧化又稱厚油層氧化，其特征是油品所處溫度不高，一般不超過100℃，與氧氣的接觸面積較小，金屬的催化作用不顯著，反應(yīng)速度和反應(yīng)深度均較低。中間產(chǎn)物主要是烴類生成的醇、醛、酮、酸等，最終產(chǎn)物則主要是醇與酸酯化反應(yīng)形成的大分子類聚合膠狀物。潤滑油常溫氧化可使其顏色變深、粘度增大、酸值增加、出現(xiàn)沉淀物等。其危害主要是酸性成分腐蝕金屬和膠狀物影響供油與機(jī)件正常工作。潤滑油抵抗常溫下氧化的能力通常稱為氧化安定性。液壓油、變壓器油、工業(yè)齒輪油、汽輪機(jī)油等出現(xiàn)的氧化大多是這種類型。某電梯減速箱使用的齒輪油經(jīng)過一年的變化如下圖所示。

油品經(jīng)過一年的使用，顏色明顯變暗，說明油品抗氧化性能較差。

潤滑油在高溫下的氧化又稱熱氧化或薄油層氧化，這種情況多出現(xiàn)在對(duì)高溫部件的潤滑中，如內(nèi)燃機(jī)氣缸活塞之間，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)軸承中等。熱氧化由于接觸到高溫金屬部件，因此油品溫度高、空氣接觸面大、受金屬催化作用強(qiáng)，使得氧化速度加快，反應(yīng)程度變深，產(chǎn)物中殘留碳含量升高。氧化產(chǎn)物除了醇、醛、酮、酸等中間產(chǎn)物外，結(jié)果產(chǎn)物大多是縮合生成的瀝青質(zhì)、焦質(zhì)、積炭等漆膜狀物和固體沉底。其危害除了粘度增大影響潤滑和酸性成分的腐蝕外，在金屬表面形成的漆膜和固體沉淀對(duì)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)工作影響極大。漆膜類可使活塞環(huán)發(fā)生粘連；積炭類則影響氣缸散熱；在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的固體沉淀則影響潤滑、造成擦傷，同時(shí)會(huì)堵塞過濾器和影響潤滑油噴口供油。下圖為發(fā)動(dòng)機(jī)不同部位的積炭。

潤滑油抗氧化性能檢測方法

各種機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)離不開潤滑油的潤滑，在設(shè)備使用過程中潤滑油會(huì)發(fā)生氧化現(xiàn)象，導(dǎo)致其性能下降而不能滿足機(jī)械潤滑要求。因此對(duì)各類潤滑油都有抗氧化性能的要求，相應(yīng)的有不同的抗氧化性能評(píng)價(jià)方法。如評(píng)價(jià)工業(yè)齒輪油抗氧化性能的SH/T 0123（極壓潤滑油氧化性能測定法）方法；評(píng)價(jià)車輛齒輪油抗氧化性能的烘箱氧化的CEC L-60-1（車輛齒輪油熱氧化安定性評(píng)定法）方法；評(píng)價(jià)液壓油抗氧化性能的SH/T 0193（潤滑油氧化安定性的測定旋轉(zhuǎn)氧彈法）和GB/T 12581（加抑制劑礦物油氧化特性測定法）方法；評(píng)價(jià)自動(dòng)變速器油抗氧化性能的CEC L-48-A-00（DKA氧化試驗(yàn)）方法等。

旋轉(zhuǎn)氧彈法簡介

SH/T 0193（潤滑油氧化安定性的測定旋轉(zhuǎn)氧彈法）是中華人民共和國石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)利用一個(gè)氧壓力容器（氧彈），在水和銅催化劑存在的條件下，在150℃評(píng)定具有相同組成（基礎(chǔ)油和添加劑）新的和使用中的汽輪機(jī)油的氧化安定性。該標(biāo)準(zhǔn)也可在140℃條件下快速評(píng)定含2，6-二叔丁基對(duì)甲酚和（或）2，6-二叔丁基苯酚抗氧劑的新礦物絕緣油的氧化安定性。
該標(biāo)準(zhǔn)的方法概要是將試樣、水和銅催化劑線圈放入一個(gè)帶蓋的玻璃盛樣器內(nèi)，置于裝有壓力表的氧彈中。氧彈充入620kPa壓力的氧氣，放入規(guī)定的恒溫油浴中（汽輪機(jī)油150℃，礦物絕緣油140℃），使其以100r/min的速度與水平面成300°角軸向旋轉(zhuǎn)。試驗(yàn)達(dá)到規(guī)定的壓力降所需的時(shí)間（min）即為試樣的氧化安定性。圖3是傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)氧彈試驗(yàn)儀示意圖。