如何检测油液粘度、酸值、水分含量和金属磨粒?
从常规油液分析中收集的信息有助于提升润滑油的使用寿命，保证在用润滑油视情况更换，避免浪费。
油样实验室报告通常包含大量测试数据以及评论和建议。这些陈述虽然清晰易懂，但它们可能无法讲体现油液的整体变化的故事。下面介绍一些常见油液分析测试，将让您更轻松、更容易地理解检测报告。
一、如何检测油液粘度、酸值、水分含量和金属磨粒?
1、粘度测试：测量润滑剂的流动阻力
背景：粘度可以说是检测润滑剂最重要的指标之一，它衡量油的流动阻力。粘度与温度成反比变化，因此应用的操作和环境温度成为润滑剂选择的重要因素。毕竟，润滑剂需要足够低的粘度以确保及时流向润滑点，并且需要足够高的粘度以在运动部件之间保持足够的膜层，从而使它们在应用速度、负载和压力下保持分离。如果润滑剂的粘度过高或过低，通常会出现过度摩擦、磨损和发热等问题，从而可能导致设备损坏或故障。
除了温度波动之外，如果使用中的润滑剂粘度增加，这通常表明氧化和/或热降解。粘度降低可能是由于多种原因造成的，例如剪切(将油分子切成较小的分子)或粘度较低的物质对润滑剂的污染。
测试：大多数油液分析测试符合美国材料与试验协会 (ASTM) 标准。对于粘度，常用的测试 ASTM D445 测量润滑剂在玻璃粘度计中并保持在严格控制的温度(通常为 40°C)下，通过以下力在校准毛细管中的特定点之间流动所需的时间：重力。结果通常以厘沲 (cSt) 为单位报告。
结果：在大多数情况下，粘度与“纯净”条件下(即油品制造时)的润滑剂粘度相差 10% 以内，被认为是合格的。通常认为，高于或低于净粘度至少 10% 的粘度差异至关重要，这意味着应密切监测或更换油。在任何一种情况下，都可能需要进行其他类型的测试来确定粘度变化的原因，以便进行纠正。
2、测试总酸值 (TAN)：评估润滑剂氧化
背景：氧化是润滑油因与氧气发生化学反应而随时间降解的过程，会缩短润滑油的使用寿命。它通常会导致润滑剂的粘度增加，并产生有害的副产品，例如酸和污泥。这些变化会妨碍润滑剂功能并对设备运行产生不利影响。氧化进行得越快，油的寿命就越短。过多的热量、空气和水暴露是加速这一过程的催化剂。
测试：由于氧化会在润滑剂中产生酸性成分，因此可以通过 ASTM D664 或 ASTM D974 等测试测试油的总酸值 (TAN) 来评估润滑剂的氧化情况。通过这两种测试(根据所使用的测量设备来区分)，将氢氧化钾(一种碱溶液)添加到 1 克润滑剂中，直到油中的酸性成分被中和。TAN 是氢氧化钾的量，以毫克为单位。高酸度需要更多的氢氧化钾进行中和，从而转化为更高的 TAN。
结果：大多数纯净形式的润滑剂的 TAN 小于 0.1。如果此类液体的 TAN 达到约 0.5 至 0.8 的水平，则应对其进行密切监测。有些润滑油的初始(纯)TAN 水平相对较高;对于这些人来说，任何显着的增长都应该受到关注。如果润滑剂达到了其报废限度，通常应该更换。对于大多数润滑剂，谴责的 TAN 限值为 1.0。
3、测试含水量：监测进水污染及乳化状态
背景：润滑剂中过多的水会促进氧化(如上所述)。它还会导致生锈和腐蚀，并且可能会稀释油的粘度，从而使流体无法有效润滑。润滑剂中被认为“过量”的水量取决于润滑剂本身——某些配方比其他配方更能抵抗水的不利影响。
测试：卡尔费休水测试 (ASTM D6304) 以发明它的化学家的名字命名，可以准确测量低至百万分之十 (ppm) 或 0.001% 的水含量。通过此过程，将与水发生反应的化学试剂以仔细测量的量逐渐添加到油中，直到试剂与水的反应停止。试剂的用量与油中的水量成正比。
结果：纯润滑剂的水含量因一种配方而异，而另一种配方则差异很大。对于许多人来说，它低于 50 ppm(0.005%)，而对于一些人来说，它接近 100 ppm(0.01%)。在许多情况下，大约 250 至 500 ppm(0.025 至 0.05%)的范围被认为是警告水平，超过 500 ppm(0.05%)的水可能被认为严重到需要更换机油。
4、元素分析测试：监测油中的金属含量
背景：润滑剂中的金属可能是部件磨损的不良结果，也可能是有意作为配方中添加剂组合物的一部分而存在。评估润滑剂中金属的类型及其数量可以帮助评估添加剂的性能以及磨损活动。异常情况可能表明需要更换机油。
测试：一种常用的测试是通过电感耦合等离子体 (ICP) 光谱法 (ASTM D5185) 进行元素分析。通过此过程，油与惰性气体混合，形成气溶胶雾，然后暴露在高温下。热量导致雾中的金属离子(带电粒子，也称为等离子体)吸收并释放能量。光谱仪检测并测量每种金属的能量，确定其在润滑剂中的浓度。
不同油液检测的实验室所测试的具体金属可能有所不同。通常，实验室会测试：
磨损金属，如铁、铬、镍、铝、铜、铅、锡、镉、银和钒;
硅、钠和钾等金属污染物;
添加金属，例如镁、钙、钡、磷和锌;
多源金属，如钛、钼、锑、锰、锂和硼;
结果：关于磨损金属，纯油中通常不存在它们。铝、铜、铁、铅和锡等元素的含量如果达到 10 至 20 ppm，通常应予以密切关注。其他元素，如铬、镍、银和钛，通常应在达到 5 至 10 ppm 范围时予以关注。高于这些各自警告限值的磨损金属通常被认为处于危险区域。
大多数其他金属的“可接受”、“警告”和“严重”水平因具体润滑剂而异。例如，如果制造商在配方中使用锌基添加剂，则润滑剂中可能会含有一定量的锌。但锌含量超过预期水平，或者不含此类添加剂的润滑剂中含有任何锌，可能表明镀锌部件出现磨损。在得出结论之前，考虑纯流体的金属含量以及润滑剂对每种相关金属的耐受性至关重要。润滑剂制造商或供应商应该能够提供此信息。
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