潤滑油基本概念篇

潤滑油基本概念篇

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潤滑油

黏度 潤滑油的判定 潤滑油脂 如何選擇潤滑油脂
潤滑油與潤滑油脂之比較 了解油脂號數 油品分析的重要性 合成油 合成油使用時的溫度問題
原油蒸餾製程 全氟潤滑油之認識      


Q:
  何謂潤滑油 " LUBRICANT " 及潤滑油功能 ?

A:
  假定在兩物體接觸界面滑動,其所降低的摩擦的程度, 即稱為潤滑。而此潤滑 "LUBRICANTS" 可以是任何材質、液體、半液體、固體或瓦斯等。
  潤滑的定義在於降低摩擦 換言之降低磨損、節省動力、降低摩擦熱、防止生鏽及腐蝕。

潤滑油內容:

  一般而言潤滑油係由基礎油(Base Oil)及添加劑(Additive)所構成。如:車用機油、液壓油、空壓機油、齒輪油、切削油、沖壓油等。皆由此所衍生出來。
  一般常見的基礎油有礦物油(mineral oil)合成油(synthetic oil),而添加劑則有抗氧化劑、抗腐蝕劑、抗磨劑、清淨劑、防鏽劑、極壓劑、消泡劑、乳化劑等。


  

Q:
  油品的黏度對機器的運作有什麼影響?

A:
  選擇正確的黏度有助於機械的適當潤滑避免產生機件過熱、耗電(油)過高、油耗增加、潤滑不足等現象。

 

 

常用黏度對照表   下載(按右鍵後點選另存目標)


Q:
  我要如何能看懂潤滑油之基本物性以及潤滑油判定有無指標 ?

A:
  潤滑油之基本物性(常見於物性表Technical data中)
   VISCOSITY (黏度)::測量潤滑油流動性的指標 目前常以 ( SUS 或 cSt ) 判定。
    可參考潤滑油黏度對等比較表以了解各種油黏度相對應之黏度等級。
   VISCOSITY INDEX (黏度指數) : 在油溫度愈高時黏度愈低,高黏度指數的油較不易因油溫升高而變稀薄。合成油的VI值較礦物油高。
   SAE No.:美國汽車工程協會 (S℃iety of Automotive Engineers) 常用於表示機油黏度 如:10W40 20W50。
   AGMA No.:美國齒輪製造協會 (American gear manufacturers ass℃iation) 常用於表示齒輪油耐極壓號數。
   ISO No.:國際標準組織 (International Standards Organization) 用來表示工業潤滑油黏度 如:ISO 32 46 68... 。
   POUR POINT (流動點):潤滑油會流動的最低溫度(以表示此油能至最低下限,但不表示是最低使用溫度) 。
   FLASH POINT (閃火點):潤滑油加溫至會閃火(明火)的最高溫度即稱之(通常表示此油能耐之最高上限,但不表示是最高使用溫度)。


Q:
  何謂潤滑油脂 "GREASE" 及潤滑油脂的內容:

A:

  油脂 (GREASE) 的英文係由拉丁文 〝CRASSUS〞 與法文 〝GRAISSE〞 合併產生而來。潤滑油結合增稠劑 (皂基) 成為半固體或固體的性狀,即為油脂。任何一種油脂都含有三個主要成分:基礎油 (礦物油或合成油)、添加劑增稠劑 (或皂基)成為固體或半固體之稠狀,常用於培林潤滑。
  油脂中的潤滑係倚靠潤滑油的潤滑性,而 增稠劑 (thickener) 或 皂基 (soap) 可視為 海綿 (sponge) ,其將潤滑油吸附住,以利潤滑油來潤滑,並有時增進潤滑性。而 添加劑 (Additive) 則為增進油脂的效能。如抗氧化、抗腐蝕、抗磨性、甚至提供較佳脂附著性、及黏著力。
  常見的 增稠劑 (皂基) 有 鋰基 (Lithium Soap) 、 鈣基 (Calcium Soap) 、 鋁基 (Aluminum Soap) 、 鈉基 (Sodium Soap) 、 鋇基 (Barium Soap) 等。
  近年來更研發出 鋰複合基 (Lithium Complex Soap) 、 鈣複合基 (Calcium Complex Soap) 、 鋁複合基 (Aluminum Complex Soap) 、 鈉複合基 (Sodium Complex Soap) 、 鋇複合基 (Barium Complex Soap )、 磺酸鈣(Calcium Sulfonates complex  )、尿素基 (Polyurea, 非金屬皂基) 等更高性能之增稠劑。
  油脂的稠度 (Consistency) 以 NLGI (NATIONAL LUBRICATING GREASE INSTITUTE) 所訂定的黏度號數表示之。
  NLGI No. 000、 00、 0、 1、 2、 3、 4、 5、 6 以 000 最軟(幾乎接近於油類),而 6 號最硬(如柏油般)。一般常用的號數為 2 號 而 0、 1 號則常使用於自動潤滑系統中


Q:
  潤滑油與油脂的差異性為何?

A:
  油脂提供與潤滑油相同的性能,但由於其性狀為半固體(固體),因此能提供:對培林有較好的油封效果、較潤滑油少的上油次數、油滴漏或油污染的情形發生、較長時間的潤滑油膜、抗震動型潤滑、減少灰塵水分的入侵。相對的潤滑油則提供較佳的散熱性。


Q:
  NLGI NO.2 是什麼意義?

A:
  其係判斷油脂的軟硬度黏度,以針入度的距離為量測 (ASTM D218) 油脂的軟硬度。其號數有000, 00, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 ,號數愈低油脂愈軟,號數愈高油脂愈硬。一般常見用於工業上的號數為 NLGI NO. 2 & NLGI NO. 3,而 0, 1 號則常用於中央供油式油脂幫浦機。重要的一點是號數的高低不影響其耐溫性。通常視作業的環境 、給油的方式來判斷號數的選擇。


關於油品分析(Oil Analysis)

Q:
  何以要做油品分析?

A: 

油品分析如同人體做健康檢查一樣。 藉由檢查中得知人體有如任何潛在性問題, 而設備也得知其狀況,而非只是檢驗油品,了解油品堪用性
正確觀念應是藉由油品分析中得知設備磨損狀況。
在設備故障前先發現是最有效率的設備檢測唯有了解設備的健康狀況才能最迅速的將故障排除
防範於未然就是油品分析的精神!
 

Q:
  常見的油品分析有哪些項目:

A:

測試項目

依據方式美國ASTM

測試解說及判斷

黏度40(cSt單位)

D445

一般測試潤滑油黏度的常溫單位

黏度100(cSt單位)

D445

一般測試潤滑油黏度的高溫單位,以了解油質在高溫下之流動性

比重

D1298

藉以了解油品數量與容量關係

閃火點

D92

了解油品在高溫的安全性

TBN總鹼價

D2896

測試車用柴油機油在引擎中的劣化(酸化)指數

TAN總酸價(中和值)

D664

了解油品的酸化指數 及油品可使用指數

水含量測試

D1744

預防設備腐蝕 瞭解油中水分含量

金屬磨耗分析

光譜儀

藉由了解油中鐵.铬.鉬.鋁.銅.鉛.錫含量來判斷污染物及設備磨損程度

 

如何做? 分析那些項目?  何種油分析哪些項目?

更多更詳細請參考   油品分析測試服務

 


Q:
  我要如何選擇適合的潤滑油脂 ?

A:
  油脂的選擇以下列八要點作為選擇的依據:軸承種類、軸承尺寸、DN value值、速度、操作溫度、周圍溫度、乾燥或潮濕、負荷重量及潤滑方式

 

我們得先了解油脂之物理性狀,才得以有效解決問題,並進一步選擇正確的油脂。

潤滑油脂所擔負的功能:

  降低摩擦
  降低磨損
  增進油封性 (sealing power)---以避免如水、酸、鹼、固體物之滲透污染
  增進抗腐蝕性

常見潤滑油脂物性表之規範要求如下所列:
  DROP POINT (滴點)
  DYNAMIC VISCOSITY (動黏度)
   OXYDATION STABILITY (抗氧化性)

  CONSISTENCY OF THE GREASE (油脂稠度)
   MECHANICAL STABILITY (機械穩定性)
  OIL SEPARATION (油、脂分離性)
  RESISTANCE TO CORROSION (抗腐蝕性)
  RUBBER COMPABILITY (橡膠油封相容性)
  RESISTANCE TO WATER AND CHEMICAL AGENTS (抗水性及抗化學性)
  ANTIWEAR AND EXTREME PRESSURE PROPERTIES (抗磨及耐極壓性)

 


Q:
  何謂合成油? 我要如何選擇適合的合成油 ?

A:
 合成油係由化學合成方式製成,故其性狀亦有所不同,合成潤滑油 (Synthetic Lubricant) 是藉由化學反應,來混和較低分子量成分以形成較高分子量成分程序,所製造出來的流體。在某些狀況條件下此一類的流體可以與一些經過選擇的添加劑合成,即為常見之合成油。在先天受到控制的條件下,合成油為含有純淨的成分或純淨成分的混合物。也因此合成油亦被稱作為人造油 (MAN-MADE) 。

  礦物油是由石油提煉出來,其成分較多雜質,也因此較易產生油泥及積碳。合成油具有比礦物油更高之閃火點及更低流動點,常被使用於較嚴苛操作機件及工作環境,近年來常被使用於車輛引擎油、高壓空氣壓縮機油、工廠齒輪箱油、及特殊用途油脂中。

一般常見合成油之基礎油種類。如:   

  Synthetic hydr℃arbons (PAO SHC)合成碳化氫 常見應用於:車輛機油、齒輪油、空壓機油、液壓油等
  Organic esters (Dibasic Acid Esters, Polyol Esters) 有機酯基(常見;雙酯 及多元醇酯) 常見於:空壓機油、高溫鏈條油、含油軸承油、軸受油 等需耐高溫環境
  PolyGlycol (PAG)聚醇基 常見於:空壓機油 、長壽型耐高溫齒輪油   
  Phosphate Esters 磷酸酯基   常見於:防火型液壓油

  Silicones 矽油  離型脫膜用 食品級用途 
  Flour 氟油(PFPE 聚四氟乙烯...) 特殊應用用途
  然而其其彼此相容性並不完全相同,在使用時需注意油品相容置換性。


Q:
  合成油使用時的溫度問題?

A:
  一般情況下,潤滑劑隨溫度每升高10℃,油品老化程度加倍。而加入抗氧劑的PAO型合成油具有更好的氧化安定性。在低溫下,尤其是當你因為其他原因換用PAO合成油時,其氧化安定性可能並不明顯;但是在高溫環境下,合成油的氧化安定性卻可以變得相當突出。
  將PAO合成油置於70℃以上時,其使用壽命開始顯現出與礦油有差別。在80℃以上,尤其是到90℃,油品的氧化壽命的差異性變得相當明顯。
  然而,單以此下結論還不充分,判斷是否應換用合成油的標準可能還要依靠另外一些潤滑管理方面的參數,例如:
  1.為了使齒輪油使用的時間更長,你是否能定期地對油品進行過濾,並分析油品以確定使用週期?
  2.你是否能根據變化進行油品分析,確定條件?
  3.你是否與實驗室就警示即將發生氧化安定性問題的臨界標誌進行了溝通?
  4.你的設備操作溫度變化大嗎(PAO高的粘溫指數使其可以在更寬的溫度範圍中使用)?
  5.你是否具備了有效控制污染物的手段,以便充分利用PAO的長壽命?
  採用了適當的管理手段,使用高性能產品的引起的費用會比同檔的礦物油產品更少。除了以上考慮因素,作者認為在油溫超過75℃以上,如果不是從可靠性角度,也應從潤滑劑的長壽命角度考慮使用合成油。


Q:
  原油如何變成汽油等等的產品,
其製程又是如何?

A:
  請參考蘋果日報所做的精美圖解

(下載大圖)

Q:
  何謂全氟聚醚 PFPE 潤滑油?  何謂氟素油脂? 應用範圍與效能?

A:  

  氟素潤滑劑 (又稱全氟聚醚 PFPE) FLUORINATED LUBRICANT 係由碳、氟、氧三種分子組合而成,其為非常穩定的物質,尤其是在需要抗持續高溫、抗高氧化環境、抗強酸鹼、抗化學性、抗溶劑的嚴苛要求。耐持續高溫250℃。

  常見到的性狀為平滑、白色、不產生塵粒,不汙染產品,故其廣泛應用於半導體製程、高溫設備、嚴苛環境作業等。

氟素油的基本特性為:

  • 耐化學藥品性、抗腐蝕

  • 抗輻射(X-RAY)

  • 卓越的潤滑、抗磨耗性能

  • 極優的抗放射線性能

  • 極低的低揮發性

  • 在空氣中無閃火點與著火點

  • 極低的油分離率

  • 不燃性:與高壓氧氣不發生爆炸

  • 極低蒸氣壓

  • 潤滑真空chamber 軸承潤滑、Chamber 密封用、優良的抗氧化性

  • 無塵室傳動及轉動結構機件潤滑用

  • 極佳密封性

  • 極佳的熱穩定性

  • 極佳材料相容性

  • 極佳的抗水、抗蒸氣性不易揮發

  • 高阻抗不易導電、耐低溫性佳

  • 被稱為長壽命終身潤滑油

常見使用於:

  • 貝殼機轉軸、滑蓋機輪軸、各式手機潤滑應用

  • 核能發電廠、石油化學工業、航太工業、機件、儀表

  • 抗化學儀表油、塑膠膜成型、機鍊條、軸承

  • 飛機燃料幫浦、化工廠用隔離液

  • 輪胎工業滑動元件、  陀螺儀支撐液

  • 化工用傳導液、噴桿、侵蝕作業、機件潤滑

  • 高抗氧化潤滑劑、腐蝕性氣體用差壓變送器

  • 樹脂定型機高溫鍊條軸承、無張力烘乾機高溫軸承

  • 反應槽攪拌棒潤滑與密封

  • 高真空乾式幫浦 高真空設備:O型環 、半導體業

  • 鋼鐵連續鑄造機高溫軸承

  • 液氧指示液 、液氧幫浦的潤滑、氧氣系統壓差計、氧氣管路電動閥門

  • 無油式空壓機軸承、   氧氣壓縮機

  • 汽機車、烤漆爐、鍊條與軸承

  • 齒輪潤滑劑、無塵室、滑動元件軸承

  • 合成纖維抽絲設備、氧氣、氯氣設備閥門    

  • 電腦設備齒輪齒條潤滑、乾式潤滑劑

  • 氧氣瓶及維生系統、電接點潤滑劑

  • 橡、塑膠擠出潤滑    汽車天窗密封墊潤滑


  

 

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