TÌM HIỂU VỀ PHỤ GIA DẦU NHỚT - [Phần 1]
Như những gì Bạn đã biết, dầu mỡ bôi trơn được cấu thành bởi dầu gốc và phụ gia.
Quay trở lại phần phụ gia, bài này sẽ giải thích tất cả các thông tin về phụ gia từ phân loại, vai trò, ứng dụng cũng như giải thích các câu hỏi thường gặp về phụ gia trong dầu mỡ bôi trơn.
Các chuyên gia bôi trơn thường rất quen thuộc với độ nhớt của dầu gốc tạo nên chất bôi trơn. Xét cho cùng, độ nhớt là tính chất quan trọng nhất của dầu gốc.
Việc thiết lập các tiêu chuẩn cho dầu và việc theo dõi sức khỏe của chất bôi trơn thường chỉ dựa trên độ nhớt. Tuy nhiên, có nhiều thứ để bàn về chất bôi trơn hơn là độ nhớt. Như những kiến thức chúng tôi đã mang đến ở các bài đăng trước trong nhóm, Dầu nhớt = dầu gốc+phụ gia. Ngoài dầu gốc, việc hiểu về vai trò và chức năng của các phụ gia trong chất bôi trơn là rất quan trọng.
Phụ gia bôi trơn là các hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ hòa tan hoặc lơ lửng dưới dạng chất rắn trong dầu. Chúng thường nằm trong khoảng từ 0,1 đến 30% thể tích dầu, tùy thuộc vào ứng dụng máy. Phụ gia có 03 vai trò cơ bản (Hình 2-bảng các loại phụ gia):
- Tăng cường tính chất dầu gốc hiện có: phụ gia chống oxy hóa, phụ gia ức chế ăn mòn, phụ gia chống tạo bọt và phụ gia khử nhũ tương.
- Loại bỏ các đặc tính dầu gốc không mong muốn: phụ gia làm giảm điểm đông đặc và tăng chỉ số độ nhớt (VI).
- Đưa thêm vào các đặc tính mới cho dầu gốc: phụ gia cực áp (EP), phụ gia tẩy rửa, phụ gia khử hoạt tính kim loại và phụ gia kết dính.
1. Phụ gia phân cực
Cực của phụ gia được định nghĩa là lực hút tự nhiên của các phân tử phụ gia hướng đến các vật liệu phân cực khác tiếp xúc với dầu. Trong hóa học thì có thể nói một cách đơn giản là chất phân cực là những chất có thể hòa tan trong nước (nước là dung môi phân cực, chất phân cực sẽ tan được trong dung môi phân cực*).
Một miếng bọt biển, một bề mặt kim loại, bụi bẩn, nước và bột gỗ đều có cực. Những thứ không có cực bao gồm sáp, Teflon, các loại gốc khoáng và các vật liệu chống nước.
Điều quan trọng cần lưu ý là phụ gia không tồn tại trong dầu mãi mãi, một khi chúng biến mất, chúng sẽ không thể phục hồi trở lại. Hãy suy nghĩ về môi trường mà chất bôi trơn làm việc, các sản phẩm sản xuất và các loại chất gây ô nhiễm xung quanh môi trường máy móc của bạn. Nếu bạn để các chất gây ô nhiễm như bụi bẩn, silica và nước,…tồn tại trong hệ thống của mình, các chất phụ gia sẽ phản ứng hoặc từ từ bám vào các chất gây ô nhiễm này và lắng xuống đáy hoặc sẽ được lọc ra và làm cạn kiệt hệ phụ gia của bạn.
2. Cơ chế cực
Có một vài cơ chế cực chính của phụ gia trong dầu thường là: Bao bọc hạt (particle enveloping), Nhũ hóa nước (water emulsifying) và Nhúng ướt kim loại (metal wetting), bạn cũng nên tìm hiểu để nắm thêm.
Cơ chế “bao bọc hạt”, nghĩa là phụ gia sẽ bám vào bề mặt hạt và bao bọc nó lại. Các chất phụ gia này là chất khử hoạt kim loại, chất tẩy rửa và chất phân tán. Chúng được sử dụng để peptize (phân tán) các hạt mạt nhỏ nhằm mục đích ngăn chặn sự kết tụ, lắng và đóng bám, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp đến trung bình.
Cơ chế nhũ hóa nước xảy ra khi đầu có cực của phụ gia bám vào một giọt nước có kích thước cỡ micro. Những loại phụ gia đó gọi là chất nhũ hóa. Hãy xem xét điều này vào lần tới khi bạn quan sát nước trong hồ chứa.
Mặc dù việc quan trọng là phải loại bỏ nước, xác định vị trí nước xâm nhập vào hệ thống và khắc phục nó từ gốc rễ vấn đề, nhưng bạn cũng phải lưu ý rằng hệ phụ gia đã bị ảnh hưởng. Trong thuật ngữ bôi trơn, điều này được gọi là sự suy giảm phụ gia.
Cơ chế nhúng ướt kim loại là khi phụ gia bám vào bề mặt kim loại như bên trong vỏ bánh răng, răng bánh răng, vòng bi, trục,…Các chất phụ gia thực hiện chức năng này là chất ức chế rỉ sét, chất chống mài mòn (AW) và phụ gia cực áp EP và chất ức chế ăn mòn.
Phụ gia AW hoạt động đặc biệt để bảo vệ bề mặt kim loại ở các biên. Chúng tạo thành một màng dẻo mịn ở nhiệt độ tiếp xúc trung bình đến cao (150 đến 230 độ F). Ở các biên này, phần bị mài mòn là màng AW thay vì vật liệu bề mặt.
Một chất phụ gia chống mài mòn phổ biến là kẽm dialkyldithiophosphate (ZDDP). Nó làm giảm nguy cơ tiếp xúc của kim loại với kim loại, dẫn đến giảm nguy cơ tăng nhiệt do ma sát, từ đó giảm sự oxy hóa và các ảnh hưởng tiêu cực đến độ bền của màng.
Cho dù chúng đang tăng cường tính chất tốt, triệt tiêu tính chất xấu hoặc đưa vào các tính chất mới cho dầu gốc, phụ gia cũng đang đóng vai trò rất quan trọng trong việc bôi trơn máy móc. Hãy nhớ rằng, khi các chất phụ gia biến mất, chúng sẽ không thể phục hồi và các tính chất của dầu sẽ theo đó bị ảnh hưởng, vì vậy đừng quên kiểm tra nồng độ phụ gia còn lại trong dầu của bạn để biết được tình trạng thực của dầu, trước khi chúng gây ra tác động xấu gì.
3. Liệu có phải thêm càng nhiều phụ gia tốt thì dầu sẽ càng tốt
Khi sử dụng phụ gia dầu, nên nhớ, nhiều hơn không hẳn sẽ tốt hơn. Khi nhiều phụ gia được pha trộn vào dầu, đôi khi chẳng đạt được thêm lợi ích nào mà lại làm giảm hiệu suất bảo vệ của dầu. Nhưng trong nhiều trường hợp khác, tuy hiệu suất của phụ gia không cải thiện, nhưng tuổi thọ dầu lại cải thiện.
Việc tăng tỷ lệ phần trăm của một chất phụ gia nhất định có thể cải thiện một tính chất của loại dầu này nhưng lại làm suy giảm tính chất của loại dầu khác. Khi nồng độ chất phụ gia quy định trở nên mất cân bằng, chất lượng dầu nói chung thường sẽ bị ảnh hưởng.
Một số chất phụ gia cạnh tranh với nhau trên cùng một không gian trên bề mặt kim loại. Nếu tăng nồng độ của phụ gia chống mài mòn kim loại trong dầu lên quá cao, hiệu quả của phụ gia ức chế ăn mòn kim loại có thể bị giảm. Kết quả có thể là sự gia tăng các vấn đề liên quan đến ăn mòn.
“63% các chuyên gia bôi trơn đã và đang tiến hành theo dõi sức khỏe phụ gia như là một phần của chương trình phân tích dầu của họ”, theo một cuộc thăm dò gần đây tại machinerylubrication.com
4. Các loại phụ gia bôi trơn
Như đã đề cập ở trên, có nhiều loại phụ gia hóa học trộn vào dầu gốc để tăng cường những tính chất tốt, triệt tiêu những tính chất không mong muốn của dầu gốc hoặc đưa vào một số tính chất mới. Phụ gia thường chiếm khoảng 0,1 đến 30 phần trăm dầu bôi trơn thành phẩm, tùy thuộc vào ứng dụng mục tiêu của chất bôi trơn.
Phụ gia bôi trơn là hóa chất đắt tiền, và việc tạo ra hỗn hợp hoặc công thức thích hợp của phụ gia là một công trình khoa học rất phức tạp. Như sự lựa chọn các chất phụ gia thêm vào dầu gốc để sản phẩm tạo thanh có thể phân biệt được về tính chất và chức năng giữa dầu tuabin (R & O) với dầu thủy lực, dầu hộp số và dầu động cơ.
Nhiều chất phụ gia bôi trơn có sẵn, và chúng được chọn để sử dụng dựa trên khả năng thực hiện chức năng dự định của chúng. Chúng cũng được chọn vì khả năng trộn dễ dàng với các loại dầu gốc được chọn, để tương thích với các chất phụ gia khác trong công thức và có hiệu quả về chi phí. Một số chất phụ gia thực hiện chức năng của chúng trong lòng khối dầu (ví dụ: chất chống oxy hóa), trong khi những chất khác lại làm việc trên bề mặt kim loại (ví dụ: chất phụ gia chống mài mòn và chất ức chế rỉ sét).
[CÒN NỮA]