潘跃明 翟艳军 王洪臣 王广明
中石化胜利工程公司渤海钻井总公司，山东东营257000
摘要：随着技术的进步与成熟，液压油在工业及机械设备上发挥着越来越重要的作用。多级液压油具有良好的粘温性和较好的承载能力，但是影响其性能的因素有很多，本文通过分析探究造成影响的可能因素，从而为实验室以及工业生产提供帮助，使其性质稳定。
关键词：液压油; 性质; 基础油; 粘度调节剂
随着社会的发展和科技的进步，液压技术在现阶段所使用的机械设备上得到了广泛的应用。同时液压机械工作环境的多样性以及复杂性，对液压油的质量提出很高的要求，要求液压油在高温，高压下可以正常使用，与此同时，就需要有优良的粘温性能和较高的承载能力，从而让机械可以正常工作，延长它的使用寿命[1]。影响多级液压油粘温性能的因素有很多，本文我们主要探究多种基础油和粘度调节剂对多级液压油的影响，从而为今后的实验室小试以及工业生产提供帮助，拓宽液压油的使用范围。
1、多级液压油介绍
多级液压油(Multigradehydraulicoil)也称为高粘度指数液压油(HighVIhydraulicoil), 是具有良好的粘温性能和低温性能的液压油。国内通常使用的液压油只规定了油品在40℃时的粘度级别, 属于单级液压油, 其分类定义由ISO3448和ASTM D2422 -97给出。多级液压油的分类定义由ASTMD6080 -02确定,该方法不仅给出了40℃的粘度级别, 还规定了液压油的低温性能, 粘度指数以及剪切稳定性。
多级液压油一般是用高粘度指数的基础油加入粘度指数改进剂和功能剂调配而成。基础油可以选用矿物油或合成油。第III类油具有较高的粘度指数, 是调配多级油的理想选择, 但由于加氢基础油与添加剂的配伍性较差, 在选择功能剂时一定要十分谨慎, 确保添加剂能够与基础油互溶。粘度指数改进剂一般选择聚甲基丙烯酸酯类。多级液压油对剪切有较高要求, 需要提供经过ASTMD5621剪切后油品的40℃运动粘度和粘度指数。因此, 一般选择分子量较小, 剪切稳定性指数(SSI)较低的粘指剂。多级液压油除了优异的粘温性外, 还必须加入优良的抗氧剂、抗磨剂、防锈剂、抗泡剂、抗乳化剂等等。
2、基础油的影响
2.1 基础油的筛选
我们目前使用的润滑油中，基础油在润滑油成分中占据了很大的比重。而在基础油的选用当中，矿物油占据了主要的位置，通过以矿物油为基础油研制的润滑油，可以达到很高水平的要求。基础油的分类方法有很多种，其中美国石油学会和欧洲润滑油工业技术协会在20 世纪90 年代后期共同提出的润滑油基础油分类法得到了国际社会的广泛认可和实际应用。原油加工方案中，有关润滑油生产的方案也是多种多样的，曾经的“老三套”润滑油加工工艺生产的API Ⅰ类基础油已经不能满足高品质润滑油的要求。所谓“老三套”工艺是指减压蒸馏得到的各种润滑油组分，因其中含有氧化物、硫化物、胶状物质、蜡、沥青等非理想组分，必须进行处理而采用的溶剂精制、溶剂脱蜡和白土精制工艺。“老三套”装置加工润滑油受到了原油性质的很大局限，已经不能满足我们对于高端润滑油产品的需要，所以有了现在发展的加氢技术，对不理想的原油组分进行破坏加工，生产出Ⅱ类、Ⅲ类基础油。加氢基础油综合性能好，污染少，为润滑油产品的升级换代提供了很大的帮助，在润滑油的研制过程中发挥了不可磨灭的作用。
基础油在液压油中所占到的比例高达99%，所以基础油性能的好坏直接影响液压油的质量。异构脱蜡是使直链的正构烷烃在催化剂的作用下异构化反应，变成异构烷烃，降低了倾点；链烷烃的粘度指数比较高，粘温性能比较好，低温流动性能比较差；环烷烃粘温性能比较差；芳香烃各种性能都非常差，是润滑油的非理想组分。
对比以上这几种烃类，我们发现，异构化烷烃极性物很少、粘度指数高、氧化稳定性好、挥发性比较低、倾点低、低温性能好、对抗氧剂的感受性好。因此，本文所采用的矿物基础油均为异构烷烃含量较高的加氢基础油。
合成基础油一般具有倾点低、粘度指数高等特性，由于其稳定的性质，使得其在润滑油中得到了广泛的应用，合成酯和合成烃都属于比较常见的合成油。
为了探究我们所需要的多级抗磨液压油，我们在实验室选用了1# 和2# 两种加氢基础油和3#、4# 两种合成油，并且对这几种基础油的基本性质进行了测试，其结果如图表1 所示。从表1 可以看到，3# 和4# 综合性能最好，但是考虑到合成油成本比较高，边界润滑性比较差；2# 加氢基础油粘度指数比较高，倾点比较低，1# 加氢基础油，粘度指数高、倾点低，综合性能比较好，并且价格较低，因此选用1# 加氢基础油作为我们分析多级液压油的基础油。并且选用同系列5# 加氢基础油也作为分析多级液压油的基础油。
3、粘度调节剂的测试
我们在实验室选用两种粘度调节剂作为本文探究多级液压油的粘度调节剂，粘度调节剂A 和粘度调节剂B 的理化性质如表2。
3.1 粘度调节剂对粘度指数的影响
将粘度调节剂A 以1%、2%、3%、4% 的质量百分比加入到1# 和5# 加氢基础油中，同时将粘度调节剂B 也按上述比例加入加氢基础油中，配制油样，测试其40℃和100℃粘度，并计算粘度指数。
从分析可以看出，不同类型粘度调节剂对基础油的粘度和黏温性能有比较大的影响。同时通过表格可以分析得出粘度调节剂B 比粘度调节剂A 增粘效果好很多。充分说明，粘度调节剂B 可以更好的调节1# 加氢基础油的粘度，从而提高粘温性能。
3.2 粘度调节剂对低温性能的影响
选择两种加氢基础油分别添加2%、4% 粘度调节剂A 和粘度调节剂B，测定其倾点，以研究不同的粘度调节剂对加氢基础油低温性能的影响。可以看出，加入粘度调节剂A 后的加氢基础油，发现倾点升高，说明粘度调节剂A 并不可以改善加氢基础油的低温性能。添加粘度调节剂B，明显发现倾点得到了降低，加入量适合即可达到国家标准对抗磨液压油的要求，充分说明了粘度调节剂B 可以很好的改善加氢基础油低温性能。
4、结语
(1) 通过实验发现，粘度调节剂B 可以很好的改善加氢基础油的黏温性能和低温性能。(2) 通过实验研究发现，通过选择合适的基础油以及粘度添加剂，可以有效提高加氢基础油粘度指数，降低倾点，为工业生产多级液压油生产提供帮助。
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