Các thiết bị ngành nhiệt cần phải sử dụng nhiều loại nhớt bôi trơn khác nhau. Tùy vào nhiệt độ làm việc, công suất - tốc độ thiết bị, môi chất làm việc mà ta phải chọn nhớt có đặc tính khác nhau. Để phần nào nắm bắt được ý nghĩa của các thông số cơ bản của nhớt chúng ta cùng thảo luận về một vài thông số cơ bản của nhớt.
Ví dụ ta có thông số của nhớt VILUBE MATOLA 320 như sau
1. Khối lượng riêng: 0.89 (Kg/l - 15oC)
2. Độ nhớt động học ở 40oC: 320 (cSt)
3. Chỉ số độ nhớt: 95
4. Độ chớp cháy cốc hở COC: 260 oC
5. Nhiệt độ đông đặc: -5 oC
I. KHỐI LƯỢNG RIÊNG: là khối lượng của nhớt trên 1 đơn vị thể tích.
II. ĐỘ NHỚT ĐỘNG HỌC: chỉ sự đậm đặc
Độ nhớt của một lưu chất là thông số đại diện cho sự ma sát trong của dòng chảy. Tải trọng cao, tốc độ chậm thì dùng nhớt có độ nhớt cao và ngược lại.
III. CHỈ SỐ ĐỘ NHỚT (Viscosity Index – VI): Là sự thay đổi độ nhớt của dầu nhờn trong khoảng nhiệt độ cho trước
Dầu nhờn có độ nhớt biến đổi lớn theo nhiệt độ khi chỉ số độ nhớt thấp.
Dầu nhờn có độ nhớt biến đổi nhỏ theo nhiệt độ khi chỉ số độ nhớt cao.
IV. NHIỆT ĐỘ CHỚP CHÁY/ĐIỂM CHỚP CHÁY CLEVELAND (cốc hở)
a. Định nghĩa nhiệt độ chớp cháy (NĐCC), điểm chớp cháy (ĐCC):
- NĐCC là nhiệt độ thấp nhất mà tại áp suất khí quyển (101, 3 KPa), mẫu dầu nhớt được nung nóng đến bốc hơi và bắt lửa. Mẫu sẽ chớp cháy khi có ngọn lửa và lan truyền tức thì ra khắp bề mặt của mẫu dầu.
- Như vậy: Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ mà tại đó lượng hơi thoát ra từ bề mặt của mẫu dầu nhờn sẽ bốc cháy khi có ngọn lửa đưa vào.
- Và: Nhiệt độ thấp nhất mà tại đó hơi thoát ra từ mẫu dầu nhờn vần tiếp tục cháy được trong 5 giây gọi là điểm bắt lửa.
- Điểm chớp cháy và điểm bắt lửa phụ thuộc vào độ nhớt của dầu nhờn:
- Dầu nhờn có độ nhớt thấp thì điểm chớp cháy và điểm bắt lửa thấp, ngược lại, dầu nhờn có độ nhớt cao điểm chớp cháy và điểm bắt lửa cao.
- Điểm chớp cháy và điểm bắt lửa cũng phụ thuộc vào loại dầu gốc:
- Dầu gốc loại Napthenic có điểm chớp cháy và điểm bắt lửa nhỏ hơn dầu gốc Paraffinic khi có cùng độ nhớt.
- Nói chung, đối với các hợp chất tương tự nhau thì điểm chớp cháy và điểm bắt lửa tăng khi trọng lượng phân tử tăng.
Ví dụ: dầu nhờn, dầu FO, DO, dung môi…
b/ TẠI SAO PHẢI CẦN THỬ NGHIỆM VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM CHỚP CHÁY?
Vì:
- Phòng chống cháy nổ khi dầu nhờn làm việc ở nhiệt độ cao.
- Tránh tổn thất hoặc hao hụt (bay hơi) nghĩa là dầu nhờn phải làm việc trong môi trường mà nhiệt độ cao nhất tại đó phải thấp hơn nhiệt độ chớp cháy của dầu để tránh tổn thất của dầu nhờn do bay hơi cũng như cháy nổ.
- Thông thường nhiệt độ chớp cháy của dầu đã sử dụng không thay đổi nhiều so với dầu mới. Nếu thấp hơn nhiều là do trộn lẫn vô số chất có điểm chớp cháy thấp (nhiên liệu). Nếu cao hơn là do dầu bị nhiểm bẩn hoặc do lẫn với dầu nhờn có độ nhớt cao hơn.
c/ Để xác định nhiệt độ chớp cháy có 02 phương pháp:
- Phương pháp cốc hở Cleveland (COC + Cleveland Open Cup)
- Phương pháp cốc kín Pensky – Marsten (PMCC – Pensky Martens Closed Cup)
Như:
- Sự trộn lẫn dầu DO của động cơ Diesel vào dầu nhờn làm điểm chớp cháy giảm và độ nhớt cũng giảm.
- Hoặc đối với những loại nhớt tổng hợp dùng cho động cơ 02 thì để xác định chính xác điểm chớp cháy không thể dùng điểm chớp cháy Cleveland, cũng như dầu thắng (HBF3/4) mà phải dùng phương pháp PMCC. Vì PMCC có điểm chớp cháy thấp hơn COC do nó có tính an toàn cao hơn.
Phương pháp làm thí nghiệm xác định điểm chớp cháy:
- Ngọn lửa thử: D = 5/32 ” (4mm)
- Khuấy đều mẫu
- Tốc độ tăng nhiệt độ từ 5 oC – 6 oC/phút (9 oF – 11 oF)
- Và cứ khi nhiệt độ tăng lên được 1 oC (2 oF) thì ta đưa ngọn lửa vào cho đến khi đạt 104 oC (220 oF).
- Khi trên 104 oC thì ta đưa ngọn lửa thử vào mỗi khi nhiệt độ tăng được 2,7 oC (5 oF). Đến khi ngọn lửa phựt cháy trên bề mặt bốc hơi của mẫu thì nhiệt độ tại đó gọi là nhiệt độ chớp cháy (điểm chớp cháy) và nếu sự phựt cháy kéo dài trong 5 giây thì nhiệt độ tại đó gọi là điểm bắt lửa.
V. Nhũ hóa và tại sao phải chống nhủ hóa (khử nhủ)?
+ Nhũ hóa là hiện tượng xảy ra khi dầu bôi trơn bị lẫn nước. Lúc này dầu bôi trơn có màu trắng đục, độ nhớt giảm, các tính năng quan trọng của nhớt bị giảm gây ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ thiết bị.
+ Nguyên nhân do:
- Nước có trong không khí ngưng tụ do quá trình nén (dầu thủy lực, máy,nén khí)
- Dầu tiếp xúc với hơi nước (tuabin hơi nước)
- Hoặc do nước văng vào (dầu cho hộp số kiểu hở)
+ Tác hại:
- Nếu lượng nước không hoàn toàn tách ra thì nhủ sẽ được tạo thành và nước được giữ trong dầu ở dạng nhủ tương.
- Chính nhủ tương này sẽ gây ra:
. Han rỉ các bộ phận kim loại.
. Tăng khả năng oxy hóa của dầu nhờn và giảm khả năng bôi trơn của dầu.
. Đối với dầu turbin: tạo nên cặn bùn, làm tắc ống dẫn, đẩy nhanh quá trình hư hỏng ổ bạc lót và các chi tiết cần bôi trơn (hộp giảm tốc)
. Đối với dầu thủy lực và máy nén khí: do ngưng tụ sẽ gây hư hỏng các chi tiết chuyển động cần bôi trơn.
. Đối với dầu hộp số hở và kín: do nước văng tóe vào các chi tiết trên sẽ giảm tuổi thọ chuyển động.
+ Tuy nhiên trong 1 số trường hợp chúng ta cần tạo nhủ cho dầu như:
- Dầu bôi trơn cho các máy khoan đá vỉ luôn phải tiếp xúc với nước do đó việc tạo nhủ là cần thiết nhằm giúp cho việc tạo màn dầu bảo vệ kim loại và chống mài mòn.
- Dầu gia công cắt gọt kim loại cần phải dễ dàng hòa trộn với nước làm tăng khả năng làm mát của dầu và những phụ gia đặc biệt giúp dầu có tính bôi trơn tốt.
- Dầu thủy lực pha với nước nhằm tránh cháy nổ khi sử dụng các hệ thống thủy lực ở hầm mỏ hoặc nơi có nhiệt độ cao nhưng vẫn được bảo đảm tính năng bôi trơn và đặc tính của dầu thủy lực.
VI. CÁC TRỊ SỐ KHÁC:
1. TRỊ SỐ KIỀM TỔNG TBN (ASTM D 2896)(Đồ thị tương quan giữa TBN & %S)
Phương pháp thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D 2895 rất thông dụng đối với dầu động cơ Diesel
Định nghĩa:
Trị số TBN là độ kiềm trong dầu bôi trơn cho biết lượng Acid Percloric (HCLO4) được quy đổi tương đương lượng KOH (tính bằng mg) cần thiết để trung hòa hết các hợp chất mang tính kiềm có trong 1 gram mẫu dầu nhờn.
2. TRỊ SỐ AXÍT TỔNG (TAN)
Định nghĩa:
Là lượng kiềm KOH (tính bằng mg) cần thiết để trung hòa hết tất cả các hợp chất mang tính axit có trong 1g mẫu dầu nhờn.
sưu tầm Intẻnet
Ví dụ ta có thông số của nhớt VILUBE MATOLA 320 như sau
1. Khối lượng riêng: 0.89 (Kg/l - 15oC)
2. Độ nhớt động học ở 40oC: 320 (cSt)
3. Chỉ số độ nhớt: 95
4. Độ chớp cháy cốc hở COC: 260 oC
5. Nhiệt độ đông đặc: -5 oC
I. KHỐI LƯỢNG RIÊNG: là khối lượng của nhớt trên 1 đơn vị thể tích.
II. ĐỘ NHỚT ĐỘNG HỌC: chỉ sự đậm đặc
Độ nhớt của một lưu chất là thông số đại diện cho sự ma sát trong của dòng chảy. Tải trọng cao, tốc độ chậm thì dùng nhớt có độ nhớt cao và ngược lại.
III. CHỈ SỐ ĐỘ NHỚT (Viscosity Index – VI): Là sự thay đổi độ nhớt của dầu nhờn trong khoảng nhiệt độ cho trước
Dầu nhờn có độ nhớt biến đổi lớn theo nhiệt độ khi chỉ số độ nhớt thấp.
Dầu nhờn có độ nhớt biến đổi nhỏ theo nhiệt độ khi chỉ số độ nhớt cao.
IV. NHIỆT ĐỘ CHỚP CHÁY/ĐIỂM CHỚP CHÁY CLEVELAND (cốc hở)
a. Định nghĩa nhiệt độ chớp cháy (NĐCC), điểm chớp cháy (ĐCC):
- NĐCC là nhiệt độ thấp nhất mà tại áp suất khí quyển (101, 3 KPa), mẫu dầu nhớt được nung nóng đến bốc hơi và bắt lửa. Mẫu sẽ chớp cháy khi có ngọn lửa và lan truyền tức thì ra khắp bề mặt của mẫu dầu.
- Như vậy: Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ mà tại đó lượng hơi thoát ra từ bề mặt của mẫu dầu nhờn sẽ bốc cháy khi có ngọn lửa đưa vào.
- Và: Nhiệt độ thấp nhất mà tại đó hơi thoát ra từ mẫu dầu nhờn vần tiếp tục cháy được trong 5 giây gọi là điểm bắt lửa.
- Điểm chớp cháy và điểm bắt lửa phụ thuộc vào độ nhớt của dầu nhờn:
- Dầu nhờn có độ nhớt thấp thì điểm chớp cháy và điểm bắt lửa thấp, ngược lại, dầu nhờn có độ nhớt cao điểm chớp cháy và điểm bắt lửa cao.
- Điểm chớp cháy và điểm bắt lửa cũng phụ thuộc vào loại dầu gốc:
- Dầu gốc loại Napthenic có điểm chớp cháy và điểm bắt lửa nhỏ hơn dầu gốc Paraffinic khi có cùng độ nhớt.
- Nói chung, đối với các hợp chất tương tự nhau thì điểm chớp cháy và điểm bắt lửa tăng khi trọng lượng phân tử tăng.
Ví dụ: dầu nhờn, dầu FO, DO, dung môi…
b/ TẠI SAO PHẢI CẦN THỬ NGHIỆM VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM CHỚP CHÁY?
Vì:
- Phòng chống cháy nổ khi dầu nhờn làm việc ở nhiệt độ cao.
- Tránh tổn thất hoặc hao hụt (bay hơi) nghĩa là dầu nhờn phải làm việc trong môi trường mà nhiệt độ cao nhất tại đó phải thấp hơn nhiệt độ chớp cháy của dầu để tránh tổn thất của dầu nhờn do bay hơi cũng như cháy nổ.
- Thông thường nhiệt độ chớp cháy của dầu đã sử dụng không thay đổi nhiều so với dầu mới. Nếu thấp hơn nhiều là do trộn lẫn vô số chất có điểm chớp cháy thấp (nhiên liệu). Nếu cao hơn là do dầu bị nhiểm bẩn hoặc do lẫn với dầu nhờn có độ nhớt cao hơn.
c/ Để xác định nhiệt độ chớp cháy có 02 phương pháp:
- Phương pháp cốc hở Cleveland (COC + Cleveland Open Cup)
- Phương pháp cốc kín Pensky – Marsten (PMCC – Pensky Martens Closed Cup)
Như:
- Sự trộn lẫn dầu DO của động cơ Diesel vào dầu nhờn làm điểm chớp cháy giảm và độ nhớt cũng giảm.
- Hoặc đối với những loại nhớt tổng hợp dùng cho động cơ 02 thì để xác định chính xác điểm chớp cháy không thể dùng điểm chớp cháy Cleveland, cũng như dầu thắng (HBF3/4) mà phải dùng phương pháp PMCC. Vì PMCC có điểm chớp cháy thấp hơn COC do nó có tính an toàn cao hơn.
Phương pháp làm thí nghiệm xác định điểm chớp cháy:
- Ngọn lửa thử: D = 5/32 ” (4mm)
- Khuấy đều mẫu
- Tốc độ tăng nhiệt độ từ 5 oC – 6 oC/phút (9 oF – 11 oF)
- Và cứ khi nhiệt độ tăng lên được 1 oC (2 oF) thì ta đưa ngọn lửa vào cho đến khi đạt 104 oC (220 oF).
- Khi trên 104 oC thì ta đưa ngọn lửa thử vào mỗi khi nhiệt độ tăng được 2,7 oC (5 oF). Đến khi ngọn lửa phựt cháy trên bề mặt bốc hơi của mẫu thì nhiệt độ tại đó gọi là nhiệt độ chớp cháy (điểm chớp cháy) và nếu sự phựt cháy kéo dài trong 5 giây thì nhiệt độ tại đó gọi là điểm bắt lửa.
V. Nhũ hóa và tại sao phải chống nhủ hóa (khử nhủ)?
+ Nhũ hóa là hiện tượng xảy ra khi dầu bôi trơn bị lẫn nước. Lúc này dầu bôi trơn có màu trắng đục, độ nhớt giảm, các tính năng quan trọng của nhớt bị giảm gây ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ thiết bị.
+ Nguyên nhân do:
- Nước có trong không khí ngưng tụ do quá trình nén (dầu thủy lực, máy,nén khí)
- Dầu tiếp xúc với hơi nước (tuabin hơi nước)
- Hoặc do nước văng vào (dầu cho hộp số kiểu hở)
+ Tác hại:
- Nếu lượng nước không hoàn toàn tách ra thì nhủ sẽ được tạo thành và nước được giữ trong dầu ở dạng nhủ tương.
- Chính nhủ tương này sẽ gây ra:
. Han rỉ các bộ phận kim loại.
. Tăng khả năng oxy hóa của dầu nhờn và giảm khả năng bôi trơn của dầu.
. Đối với dầu turbin: tạo nên cặn bùn, làm tắc ống dẫn, đẩy nhanh quá trình hư hỏng ổ bạc lót và các chi tiết cần bôi trơn (hộp giảm tốc)
. Đối với dầu thủy lực và máy nén khí: do ngưng tụ sẽ gây hư hỏng các chi tiết chuyển động cần bôi trơn.
. Đối với dầu hộp số hở và kín: do nước văng tóe vào các chi tiết trên sẽ giảm tuổi thọ chuyển động.
+ Tuy nhiên trong 1 số trường hợp chúng ta cần tạo nhủ cho dầu như:
- Dầu bôi trơn cho các máy khoan đá vỉ luôn phải tiếp xúc với nước do đó việc tạo nhủ là cần thiết nhằm giúp cho việc tạo màn dầu bảo vệ kim loại và chống mài mòn.
- Dầu gia công cắt gọt kim loại cần phải dễ dàng hòa trộn với nước làm tăng khả năng làm mát của dầu và những phụ gia đặc biệt giúp dầu có tính bôi trơn tốt.
- Dầu thủy lực pha với nước nhằm tránh cháy nổ khi sử dụng các hệ thống thủy lực ở hầm mỏ hoặc nơi có nhiệt độ cao nhưng vẫn được bảo đảm tính năng bôi trơn và đặc tính của dầu thủy lực.
VI. CÁC TRỊ SỐ KHÁC:
1. TRỊ SỐ KIỀM TỔNG TBN (ASTM D 2896)(Đồ thị tương quan giữa TBN & %S)
Phương pháp thử nghiệm theo tiêu chuẩn ASTM D 2895 rất thông dụng đối với dầu động cơ Diesel
Định nghĩa:
Trị số TBN là độ kiềm trong dầu bôi trơn cho biết lượng Acid Percloric (HCLO4) được quy đổi tương đương lượng KOH (tính bằng mg) cần thiết để trung hòa hết các hợp chất mang tính kiềm có trong 1 gram mẫu dầu nhờn.
2. TRỊ SỐ AXÍT TỔNG (TAN)
Định nghĩa:
Là lượng kiềm KOH (tính bằng mg) cần thiết để trung hòa hết tất cả các hợp chất mang tính axit có trong 1g mẫu dầu nhờn.
sưu tầm Intẻnet
