Tại sao dầu mỡ bôi trơn bị ăn mòn?
Dầu mỡ bôi trơn được sử dụng nhằm mục đích giảm thiểu sự ma sát, tiếng ồn, làm mát máy... Tính chất quan trọng nhất của nó là độ nhớt, đặc tính cơ bản của nó là giảm độ mài mòn nhưng chính bản thân nó lại bị ăn mòn không mong muốn bởi các tác nhân khác nhau.
Dầu mỡ bôi trơn được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp
Tính chất ăn mòn của Dầu nhờn :
• Khái niệm: Dầu nhờn có chứa các chất có tác dụng ăn mòn kim loại như các axit, bazơ, muối, nước, các hợp chất của S, của xxi, S tự do, Oxi của không khí trộn lẫn vào, các tạp chất...; khi tiếp xúc với kim loại thì có khả năng ăn mòn kim loại, gây hoen rỉ và phá hủy kim loại. Chất có tác dụng ăn mòn mạnh nhất trong dầu nhờn phải kể đến các axit lẫn trong nó . Để dặc trưng cho tính chất ăn mòn của dầu nhờn ta sử dụng thông số kỹ thuật : trị số axit của dầu nhờn . Trị số axit của dầu nhờn là lượng mgKOH cần thiết để trung hòa 1g dầu nhờn , được xác định bằng chuẩn độ dung dịch dầu nhờn trong hỗn hợp rượu – benzen bằng dung dịch chuẩn KOH .
Dầu nhờn được sử dụng làm mát và bôi trơn trên thiết bị công nghiệp
Trị số kiềm tổng là chỉ tiêu về chỉ số kiềm của dầu nhờn , được biểu thị bằng mgKOH trong 1g dầu nhờn.
• Nguyên nhân: Bản thân dầu nhờn có chứa các axit hữu cơ tự do mà axit naptenic như : HCOOH , [CH3]2CH , n-C15H3COOH... và C10H7COOH , kiểu R – COOH. Nhưng khi tinh chế hóa dầu nhờn thường phải sử dụng H2SO4 qua tinh chế đã có phản ứng với các chất trong dầu nhờn cho 1 loạt sản phẩm có chứa S – nguyên nhân chính của khả năng ăn mòn kim loại của dầu nhờn . Nếu dầu nhờn có chứa axit , bazơ lẫn nước ăn mòn sẽ xảy ra , làm tăng tạp chất , dầu nhờn ko còn khả năng bôi trơn tốt và biến chất, gây đóng cặn bẩn trên các chi tiết , tắc vòi phun .Tác nhân ăn mòn đáng chú ý nhất là H2SO4 và H2S . H2S + Fe FeS + H2 H2SO4 + Fe FeSO4 + H2
• Khắc phục: Đối với dấu nhờn có tác nhân ăn mòn tính bazơ , nên dùng với động cơ dùng nhiên liệu Diesel có hàm lượng S cao và ngược lại . Tành phần của dầu nhờn này thường là 70% dầu nhờn , 25% nước , 5% chát xúc tác như xà phòng Canxi.
Tính chất ăn mòn của mỡ bôi trơn:
Các tạp chất ăn mòn axit , bazơ lẫn trong mỡ có khả năng gây ăn mòn kim loại và các chi tiết bôi trơn , được sinh ra trong quá trình sử dụng, bảo quản, vần chuyển. Tạp chất cơ học như cát, sỏi , mùn kim loại...cũng gây ra sự ăn mòn, tróc kim loại, làm bẩn và làm hỏng mỡ bôi trơn.
Mỡ bôi trơn được sử dụng nhiều trong vòng bi công nghiệp
Mỗi một môi trường hoạt động của máy móc đều làm ảnh hưởng ít nhiều đến nguyên nhân gây ra sự ăn mòn của dầu mỡ bôi trơn. Chúng tôi không phân tích dầu nhờn bị ăn mòn nhiều hơn hay mỡ bôi trơn bị ăn mòn nhiều hơn, mà chỉ đưa ra một số lời khuyên từ nguyên nhân khoa học của nó. Bạn cũng nên lưu ý đế yếu tố thay thế, làm vệ sinh theo định kỳ theo khuyến cáo của nhà sản xuất.
Trong nghành công nghiệp chế biến người ta thường hay trộn thêm vào các phụ gia nhằm làm giảm các tác nhân tính chất ăn mòn của dầu mỡ bôi trơn. Chúng tôi không phân tích những chất phụ gia nào được trộn mà chỉ mong muốn bạn tìm hiểu những yếu tố ăn mòn này để có biện pháp xử lý thích hợp kip thời cho hệ thống của bạn.
1. Chức năng giảm ma sát, chống mài mòn
Đây là chức năng cơ bản của tất cả các loại dầu nhờn. Dầu nhờn tạo màng dầu, phân tách bề mặt 2 vật liệu. Khi có sự chuyển động, các phân tử dầu trượt lên nhau, khi đó ma sát sinh ra chính là ma sát nội tại của dầu nhờn. Dầu có độ nhớt lớn thì ma sát nội tại lớn và ngược lại. Ma sát này rất nhỏ so với ma sát khô giữa 2 bề mặt kim loại, qua đó làm giảm đáng kể tổn hao công suất và phá hủy vật liệu. Nói chung màng dầu càng dày sẽ có khả năng bảo vệ chống mài mòn tốt hơn. Ngoài ra trong dầu nhờn có phụ gia chống mài mòn, các phân tử phụ gia này hấp phụ mạnh trên các oxit kim loại giúp giảm tối đa mài mòn giữa 2 chi tiết kim loại. Các loại phụ gia hiện nay cho phép sử dụng dầu có độ nhớt thấp và vẫn đảm bảo mức độ bảo vệ.
2. Chức năng làm sạch, chống tạo cặn
Trong quá trình vận hành của động cơ, thiết bị bị bụi bẩn từ mùn kim loại, bụi đất, cát sạn từ không khí, các chất bẩn sinh ra trong quá trình cháy… bám lên các chi tiết làm tăng tốc độ bào mòn, phá hủy vật liệu. Dầu nhờn ở trạng thái lỏng, kết hợp với các phụ gia tẩy rửa đi qua các chi tiết, kéo theo những cặn bẩn này đưa về carter. Phụ gia phân tán trong dầu nhờn giúp giữ những cặn bẩn này phân tán trong lòng chất lỏng, làm giảm sự đóng cặn trong carter.
Dầu nhờn cần có sự ổn định nhiệt và oxy hóa giúp giảm thiểu hình thành nên cặn lắng giúp giữ động cơ sạch sẽ. Tất nhiên muốn đạt được điều này cần có phụ gia tẩy rửa – phân tán có trong dầu nhờn. Ngoài ra, đối với dầu nhờn động cơ luôn có một phần nhỏ dầu lọt vào buồng đốt, xupáp qua thành cylanh sẽ được đốt cháy cùng với nhiên liệu. Do đó dầu nhờn cần phải cháy đủ sạch để không gây ra các vấn đề bởi cặn, bù hóng bám trên xupáp và trên đỉnh piston.
3. Chức năng làm mát
Trong động cơ, nhiệt được sinh ra do ma sát cũng như do quá trình cháy của nhiên liệu, ảnh hương đến sự vận hành ổn định của máy móc và gây tổn hao công suất, tuổi thọ của thiết bị. Dầu nhờn ở trạng thái lỏng, chảy qua bề mặt các chi tiết, nhận nhiệt, làm mát các chi tiết nóng này sau đó giải phóng nhiệt tại các nơi làm mát như các-te, hệ thống trao đổi nhiệt bằng nước hoặc không khí… Ít nhất 40% động cơ được làm mát bởi dầu nhờn. Dầu nhờn động cơ ngoài làm mát buồng đốt còn làm mát các vòng bi, các bánh răng, thanh truyền, trục khuỷu, ổ đỡ, trục cam, các chốt và nhiều chi tiết khác.
4. Chức năng làm kín
Trong động cơ, tại vị trí của piston – cylinder hoặc trong máy phát, bơm thủy lực… làm việc ở áp suất cao, đòi hỏi độ kín. Dầu nhớt, nhờ vào khả năng bám dính và tạo màng, sẽ lấp đầy các khe hở, đảm bảo thiết bị làm việc bình thường, không bị thất thoát năng lượng.
5. Chức năng bảo vệ bề mặt khỏi các tác nhân oxy hóa, ăn mòn
Khi làm việc, các chi tiết máy liên tục tiếp xúc với các tác nhân oxy hóa, tác nhân ăn mòn như axit hình thành do quá trình cháy, oxy không khí, hơi nước không khí, các chất thải từ quá trình cháy [NOx, SOx, ozon, CO, bồ hóng, nước…]. Môi trường làm việc ở áp suất cao, nhiệt độ cao, ứng suất cao… Ngoài ra, dầu nhờn bị thoái hóa sinh ra các hợp chất axit hữu cơ. Tất cả yếu tố trên làm tăng sự ăn mòn, oxy hóa vật liệu, phá hủy vật liệu. Dầu nhờn tạo lớp màng vững chắc bao phủ lên các chi tiết ngăn cản sự tiếp xúc với các yêu tố môi trường. Ngoài ra trong dầu nhờn động cơ các các phụ gia chống ăn mòn và phụ gia trung hòa axit để bảo vệ các chi tiết khỏi bị rỉ và ăn mòn.
6. Giảm tiếng ồn, giảm ô nhiễm, bảo vệ môi trường
Trong vận hành, động cơ, thiết bị công nghiệp sinh ra tiếng ồn lớn do sự ma sát, mài mòn. Tiếng ồn ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe con người, nhất là hệ thần kinh. Dầu nhờn giúp sự vận hành êm ái, ổn định, giảm thiểu tiếng ồn sinh ra. Các loại dầu có độ nhớt thấp hơn giúp động cơ, thiết bị giảm tiếng ồn nhưng cần có độ nhớt đủ để làm kín ở những nơi yêu cầu độ kín. Các động cơ, thiết bị nên sử dụng cấp độ nhớt phù hợp để vận hành ổn định và giảm thiểu tiếng ồn. Những động cơ hiện đại nhất là động cơ xe cộ có các hệ thống xử lý khí thải giúp giảm sự phát thải ra môi trường. Như đã nói ở trên, dầu nhờn động cơ luôn có một phần nhỏ dầu lọt vào buồng đốt qua xupáp, thành cylanh sẽ được đốt cháy cùng với nhiên liệu. Dầu động cơ khi cháy tạo cặn, tro và các thành phần gây ngộ độc hệ thống xúc tác của bộ xúc tác ống xả, giúp bảo vệ các hệ thống xử lý khí thải, bảo vệ môi trường. Những động cơ có yêu cầu khí thải EURO IV cần dùng dầu nhờn có tiêu chuẩn API CI-4 trở lên [động cơ diesel] và API SM trở lên [động cơ xăng].
Tags: chức năng dầu nhớt, dầu bôi trơn, dầu nhờn