影响液压油起泡性和放气性的原因及其解决办法

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泡沫形成的原因，一方面是液压油在循环使用中机械搅拌作用，另一方面是溶解于油中的空气在压力下降时释出。在常压下，矿物油中所能溶解的空气量约占其体积的8%-11%，空气在润滑油中的溶解量随压力增高而增大，其规律一般按下式表示：
& Z3 y$ O1 \# S7 `- F' i2 X. ~Ⅴg=ⅤoР
5 t$ J9 w8 h5 U2 w& W' }7 z9 w式中:Ⅴg——溶解在油中的空气容积（在大气压力和0℃时）；
9 P6 c7 ^: `$ B! \% xⅤo——油的容积；
5 A% {& |  a' H# A+ ZP——空气压力。
当降压时，多余的空气以气泡的形式从油中分离出来，使其达到新的平衡。特别是当油量过多，或在高压下的油急剧降压时，起泡情况更为严重。此外，在设备启动期间，运转温度较低，泡沫不易破裂。润滑油中存在某些极性化合物时，生成的泡沫稳定。
气泡分离的快慢称为空气释放性（简称放气性），如果油品放气性差，空气从油中分离出来就慢，在油中滞留时间长。空气在油中滞留，大大提高了油品的可压缩性，使传动反应迟缓，降低了液压系统的准确性，导致控制系统失灵；在高压下被压缩，在低压下又会突然膨胀，引起机械的强烈振动和噪声加大；降低了油品的密度，增大了油品的粘度，造成液压系统驱动不良，在0℃以下，使得液压装置的启动性能变差；加快了油品氧化的速度，导致生成沉淀，加速机械系统零件的腐蚀和磨损，同时油品本身的使用寿命也将缩短；降低了设备的效率。为了避免以上不良现象，对于液压油不仅要求具有良好的抗泡性，而且还要求具有良好的空气释放性。
降低油品起泡性的方法，一般是在油品中加入抗泡沫添加剂。目前，广泛应用的抗泡沫剂是二甲基硅油。在液压油中加入抗泡沫剂的作用，并不能预防润滑油的生泡倾向，而只能降低泡沫吸附膜的稳定性，缩短泡沫存在的时间。硅油的表面张力很小，由于表面能量的降低，硅油分子聚集在油与空气的交界面上，这样很容易使气泡膜破裂，所以，硅油的消泡效果好，同时，用量很少、挥发性低、抗氧化性与抗高温性好。但硅油不溶于润滑油，硅油、润滑油的乳状液是一种不稳定体系，很易分层而失去消泡作用。硅油的消泡效果及其持久性，决定于它在润滑油中分散程度的大小。一般说，硅油粒子小于100µm才显示消泡作用，几个微米较稳定。为了提高硅油的分散稳定性，可将硅油配制成溶液，在高速搅拌下（3000-6000r/min）滴加于润滑油中，也可用胶体磨处理等方法，使硅油粒度达1-3µm，甚至0.5µm以下。
$ Y/ X8 i, @" Z$ ^9 g( h# _( z1 @硅油对于提高油品的抗泡性虽然具有良好的效果，但它同时又使油品的空气释放性能严重变差。
5 C9 [/ g7 c  `/ [0 Z1 J影响液压油空气释放（放气）性的因素有以下几方面：
（1）基础油的粘度和精制深度
. Y( U" R- e3 m  b基础油的空气释放性是随着其粘度的增高而变差的，粘度越大，放气值越大；在相同粘度情况下，精制深度浅的油，比精制深度深的油放气值大。因此，对液压油的基础油要求精制深度要深。
4 ]" b& A; ~7 B( v（2）添加剂
迄今为止，还未发现任何一种添加剂的应用改善了放气性，不过，它们的影响程度有区别。抗氧剂对油品的放气性没有影响，硅油及某些降凝剂对放气性影响较大，特别是硅油，甚至零点几个ppm的含量，就会极大影响放气性。
' j6 s8 d9 e$ o( r（3）污染
油中加入的酸性防锈剂T746，若被强碱物质污染，由于相互作用，生成大量不溶性皂，这些皂类物质增强了气泡的稳定性，使油品的放气性变差。
9 f/ n8 Z( N& K6 n/ q. E& [, b改善油品放气性的方法：
8 Z2 k5 `9 w0 ^9 ?) p（1）提高基础油的精制深度。芳烃、氮及硫化合物等组分均影响油品的放气性，提高基础油精制深度，就会比较多地除去影响放气性的组分，改善其放气性。
（2）减少污染。对于可能与碱接触的油品，可考虑不用酸性防锈剂，而用中性或碱性防锈剂。
（3）如果使用硅油抗泡剂，加入量尽量少。
  }3 o" A3 x" E  ]5 M: k（4）使用非硅抗泡剂。非硅抗泡剂对油品放气性的不利影响比硅油抗泡剂小。
5 Q( R- }" E, a0 D3 K) g2 N1 @聚丙烯酸酯型非硅抗泡剂T911和T912。两者技术性能比较如下：
& j3 n  r6 d8 E- u) h" KT911的分子量小，在重质油中抗泡性好，在轻质油中差，因此，T911不适合于用作轻质抗泡剂。
T912的分子量大，在轻质润滑油和重质润滑油中均有较好的抗泡性，但在重质油中分散性不如T911好，因此，T912最适用于轻质润滑油。
0 L: Z. E: s4 u8 p7 }2 s在以轻质油料为基础油的油品中，油品的抗泡性能在一定范围内是随着T912用量的提高而增加。其中在低温区域时，抗泡效果随着抗泡剂用量的提高有显著的增加，而在高温区域这种效果就减弱了。
T912在油品中的消泡持久性也与其用量有关。当用量较大时，在静置贮存试验中，消泡持久性好；用量较低时，前24℃消泡性变差，但在一定的温度下重新搅拌后，其抗泡性能又恢复到调油初期的良好水平。国外进口的非硅抗泡剂Lz889B等也有类似性质。
T912与T911一样，与大多数添加剂均有良好的配伍性，但与T601（聚乙烯基正丁基醚）、T705（二壬基萘磺酸钡）、T109（烷基水杨酸钙）三种添加剂复合使用时抗泡性差。美国同类非硅抗泡剂Lz889、Lz889A、Lz889B均存在同样问题。因此，在使用T912和T911时，应当避免与T601、T705、T109复合使用，否则，油品的抗泡性差。
4 K1 x- Q% ?. T4 H9 ~' m非抗泡剂T912及硅油抗泡剂，都是随着用量的增加，对油品放气值的不利影响也增加，不同的是，T912的影响是逐步增加的，变化比较平缓。而硅油抗泡剂对放气性的不利影响，不但在程度上比非硅抗泡剂大，而且，油料对硅油抗泡剂特别敏感，即使很小的用量，对油料放气性的恶化也相当明显。
文章关键词： 液压油