润滑油的抗泡性和空气释放性有什么区别？

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发表时间：2021-02-14

我们都知道，润滑油里的气泡和泡沫会对润滑油和设备造成不良影响，但是在生产、储运和使用中，润滑油里不可避免的含有一些空气。只不过，有些空气是溶解在润滑油里的，外观上没有什么表现，因此看起来没有泡沫或者气泡。有些空气没有溶解在油里，游离出来，就产生了我们肉眼看见的气泡和泡沫。溶解在润滑油里的空气一般没有什么危害，有危害的主要是润滑油里游离的空气，也就是气泡和泡沫。

表1：润滑油里的空气与危害

溶解在润滑油里的空气：	润滑油里的泡沫和气泡：
说明：润滑油里可以溶解一定量的空气，一般情况下，矿物润滑油里一般溶有9%的空气	说明：没有被润滑油溶解的空气，也就是游离出来的空气
外观：溶解在润滑油里，没有什么外观表现	外观：浮在润滑油表面的是泡沫，有些滞留在润油液内部，成为气泡
产生原因：	产生原因：
润滑油与环境里的空气接触，空气会自然地溶解到油里。润滑油里可以溶解多少空气，取决于温度、压力、还有润滑油本身对空气的溶解度	一般是因为润滑油里卷入空气，形成气泡，例如机械运转中搅动，吸油管吸入空气，油路、密封漏气，回油管油流湍急发生搅动，卷入空气等等
影响：	影响：
一般情况下，不会造成不良影响当温度和压力发生较大变化时，溶解的空气会逸出，使本来没有气泡的油里产生气泡	泡沫和气泡会引发润滑问题，以及设备问题对润滑油的危害：加速润滑油氧化变质；破坏油膜的完整性，造成润滑不良；增加油的可压缩性，例如起到传动作用的液压油，液压油的可压缩性增加造成设备运行问题；气泡在高压区受到压缩，产生高温，使油因为高温变质（microdieseling）；造成润滑油溢出；造成设备气蚀；降低润滑油的冷却性；影响设备运行的稳定性等等

1润滑油泡沫的危害：

由于泡沫会产生诸多危害，因此润滑油的油箱不但起到储油、散热的作用，还起到释放气泡的作用。油箱的尺寸大有利于气泡释放，另外回油管和吸油管之间要有足够的距离，安装挡板隔开，有利于气泡释放、杂质沉降。必要的时候还可以在回油区和吸油区之间加装滤网，有助于释放气泡。润滑油里如果卷入气泡，应尽快从油里浮到油表面，如果释放速度较慢，就会造成泡沫增多。影响润滑油空气释放速度的因素有这些：

气泡的大小：较大的气泡容易逸出，而滞留在润滑油内部的小气泡则比较难释放，危害很大。
润滑油的粘度：粘度较高的润滑油，空气释放速度低于低粘度油。
温度：低温会使润滑油的粘度增加，降低气泡释放的速度。
润滑油氧化：油氧化变质包括基础油劣化、添加剂耗尽，这些因素都会影响润滑油的抗泡性。
润滑油受到污染：常见的比如油里进水，油里混入了水，油液的表面张力会降低，不能形成大的气泡漂浮到液面，而是碎裂成细小的气泡悬浮在油液内部。除了水，润滑油里混入其它油液、溶剂，都会影响空气释放性。

2润滑油的抗泡性和空气释放性：

游离在润滑油里的空气有两种形式：滞留在油液内部的是气泡，漂在油面上的是泡沫。气泡浮到油面上，就成为泡沫。气泡上升到油面上所需的时间，我们称之为润滑油的空气释放性。对于浮在油面上的泡沫，泡沫破裂、消失所需的时间，我们称之为泡沫特性，或者抗泡性。

润滑油的空气释放性不能通过抗泡剂来改善，而抗泡性则可以通过添加剂来改善。因此，用于消泡的硅油抗泡剂，或者油溶性PAG不能改善润滑油的空气释放性。相反，如果添加过多的抗泡剂，还会明显降低润滑油的空气释放性，使润滑油里的气泡不易释放出来。

表2：润滑油的抗泡性和空气释放性比较

润滑油的空气释放性	润滑油的抗泡性
说明：润滑油油液内部的气泡上升到油液表面所需要的时间	说明：油液表面的泡沫破裂、消失所需要的时间
合理设计油箱的循环倍率或者油箱尺寸，使润滑油在油箱里停留的时间大于润滑油空气释放所需的时间，让气泡有足够时间逸出排掉	泡沫应快速破裂、消失，避免泡沫长时间稳定存在，造成泡沫累积过多，形成溢油、影响散热
大的气泡上升速度快，更容易释放	小泡沫形成大泡沫后破裂
气泡在高粘度油里上升速度较慢	对于相同配方的润滑油，高粘度的油更容易生成稳定的泡沫，也就是说泡沫更难消散
使用添加剂不能改善空气释放性	抗泡性可以通过抗泡剂改善
危害：增加油液的可压缩性；在高压下气泡受到压缩瞬间产生高温，使润滑油变质；造成部件气蚀损坏；造成润滑不良	危害：影响散热、加速润滑油氧化变质

3润滑油里泡沫过多的原因：

润滑油里泡沫过多的原因可以分为两类：与设备相关的原因，还有润滑油本身的原因。

与润滑油相关的原因有：油的黏度较大，油温降低（也会使润滑油黏度增加）、润滑油受到污染（水、其他油类、液体、化学物质、杂质等）、润滑油氧化变质（油随着使用劣化）、添加剂被消耗——润滑油受到污染会造成添加剂过早耗尽，另外，还可能发生抗泡剂被滤芯滤掉的情况。
设备造成的原因：漏气、密封不严、油管吸入空气、机械运行中搅动卷入空气、油箱设计不当、油在油箱里停留的时间不足、润滑油的喷溅速度过猛等等。

在现实使用中，经常是多种原因造成泡沫过多，因此需要全面的分析。在解决润滑油泡沫过多的情况时，正确的方法是找到原因，从源头上解决，而不是盲目补充抗泡剂。

4润滑油的空气释放性检测标准：

润滑油空气释放性的标准常见的有这么几个：ASTM D3427， ISO 9120 ，IP 313。这几个标准采用的检测方法相同（the impinger method）。检测中，在一定压力和温度下，向一定量的油样里打入空气，让润滑油里充满气泡，然后让气泡消散。等到油里的气泡不再消散，保持在稳定的体积时停止计时。润滑油的空气释放性定义为：该实验中，油样里的气泡体积消散到只剩下0.2%（体积比）时，所需的时间（分钟），也就是一定条件下，润滑油能释放掉99.8%的空气时所需的时间，时间越短，说明空气释放性越好。

表3：常见润滑油的空气释放性要求

润滑油种类	润滑油粘度（ISO VG）
32	46	68	100	150	320以上
透平油/涡轮机油（包括汽轮机油、燃气轮机油、水轮机油）（根据DIN 51515，ISO 8068规定）	5	5	6	-	-	-
液压油HLP/HM （根据DIN 51524/2，ISO 11158规定）	5	10	13	21	32	-
齿轮油、循环系统油CKC/CLP （根据DIN 51517/3，ISO 12925/1规定）	-	-	-	-	-

上表是国际上对于各种润滑油空气释放性的要求，表格内的空气释放性是最低要求，实际使用中，应注意润滑油的空气释放性是否达到最低要求。

不同类型的设备对润滑油的空气释放性要求不同，有些设备对润滑油的空气释放性要求较高，例如液压油和汽轮机油，国际标准对这些油的空气释放性都给出了明确的要求。在投入使用后，空气释放性也是一项重要的检测指标。检测高粘度润滑油的空气释放性时，温度设定在75℃，高于一般润滑油的检测温度。

5润滑油的抗泡性检测标准：

常见的润滑油抗泡性检测标准（润滑油的泡沫生成特性）有ASTM D892，ISO 6247，IP 146。在一定温度、压力条件下，往油样中抽入空气，使润滑油里充满气泡。气泡浮到油面后，会形成泡沫。5分钟后停止充气，关闭气泵时立刻记录生成的泡沫量（体积），气泵关闭10分钟后，再次记录泡沫的体积，记录出来的体积记录下来，作为实验结果，因此实验结果包括两个数字，分别代表泡沫体积。

这个实验总共要在三个温度下分别测定润滑油的抗泡性：首先是在24℃，然后是93.5℃，最后在24℃再测一次，每一种润滑油的抗泡性检测都包括这三组实验，每组实验的步骤相同，都根据上面提到的检测方法进行。

每组实验都会给出实验结果，实验结果以两个数字表示，分别记录试验中产生的泡沫量。表4中的I,II,III分别代表相同的润滑油在三个不同温度下对应的泡沫特性数值。

表4：常见工业润滑油的抗泡性基本要求

润滑油种类	抗泡性检测的三组实验	不同粘度润滑油要求的抗泡性要求（ISO VG粘度等级）
透平油/涡轮机油（包括汽轮机油、燃气轮机油、水轮机油）（根据DIN 51515，ISO 8068规定）		32	46	68	100	150	＞320
I	450/0	-	-
II	50/0
III	450/0
液压油HLP/HM （根据DIN 51524/2，ISO 11158规定）	I	150/0 75/0 150/0
II
III
工业齿轮油;循环系统油CKC/CLP （根据DIN 51517/3，ISO 12925/1规定）	I	100/0;100/10 100/0;100/10 100/0;100/10	150/60
II
III