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第三章 潤滑油‧脂的性狀與試驗

— 認識潤滑劑的各種規格 —

理化性質及試驗方法效能試驗及品質等級
黏度    黏度指數    閃火點    流動點    成溝點    殘碳份    顏色    比重    中和價    銅板腐蝕    苯胺點    沉澱價    正戊烷值    含水值    含水量    皂化量    硫酸灰份    透平油之防繡試驗    乳化試驗    抗氧化試驗    泡沫試驗    其他性狀    潤滑脂之點滴    潤滑油脂之針入度


一、理化性質及試驗方法

要辨別潤滑油、脂的品質優劣,適用與否,必須要膫解其規格(品質標準)的意義及規格的試驗方法。有關這些試驗方法,大致可分為物理、化學試驗,及性能試驗幾類。

同時為方便使用者,區別規格或判定品質,國際間制定一些分類法,亦在下面介紹。

(一)黏度(Viscosity)

黏度(Viscosity)為潤滑油最主要之性質。黏度為牛頓型流體流動時其應變與切應力之比例常數。簡而言之,黏度亦為流體流動時之阻力。一般所謂油料之厚薄(Light or Heavy Body),即指黏度之大小。

潤滑油油膜之強度與黏度大致呈正比例。黏度愈高,其潤滑油膜通常愈強韌。故黏度為機械選用正確油料必需考慮之最主要因素之一。

黏度之測定方法甚多,公制者多採用運動黏度、動力黏度或絕對黏度。過去我國與美國地區多採用賽氏黏度,日本與英國多用武氏(Redwood)黏度,德國用恩氏黏度(Engler Viscosity)。近年來,各國全力推行公制,多數已全部改用運動黏度或動力黏度。

茲就常用之黏度分述如下:

1.動力黏度(ASTM D445)/單位cSt(即mm2/s)

圖表15.動力黏度計

利用圖表15所示之Ostwald或Cannon-Fenske式玻璃製黏度計測定。以橡膠小球吸取油料樣品,使油面在「C」點上5mm處,在一定的溫度下(40℃或100℃)然後令油料受重力作用自毛細管向下流動,並記取油面由「C」點流至「E」點時所需之時間(秒),乘以黏度計之常數,即為該油之「動力黏度」(Kinemetic Viscosity,簡稱Kin. Visc.)其CGS制單位為「鐸」或「史」(Stoke),實用單位為其百分之一之「厘鐸」或「厘史」(Centi-Stock),或簡寫成cSt。

動力黏度與其他黏度對照第18圖所示。

 

 

2.絕對黏度(ASTM D445)/單位P或CP即 dyne s/cm2

絕對黏度(Absolute Viscosity 或 Dynamic Viscosity)可由動力黏度換算而得,其單位為「泊」(Poise)簡稱為P或其百分之一之「厘泊」(Centi-Poise),簡稱為CP:

〔絕對黏度〕(Centi-Poise)=〔動力黏度(cSt)〕×〔油料之密度(g/ml)〕

油料之密度可用ASTMD941,D1481等標準方法測定。

絕對黏度之英制單位為「Reyn」:

1Reyn=1.45×10Poise

Reyn之因次為 磅-秒/平方英吋(Lb-sec/sq.in)

3.賽氏通用黏度(ASTM D88)/單位SSU或SUS

圖表16.賽氏黏度計   src=

賽氏通用黏度(Saybolt Universal Viscosity)過去廣用於我國、美國及加拿大地區。測定時須使用特製之賽氏通用黏度計(Universal Viscometer),如圖表16所示。每次試驗,需油至少100ml。Saybolt賽氏通用黏度之單位為「秒」,但都以SSU(Second,SayboltUniversal)、SUS(Saybolt Universal,Second)或SUV(Saybolt Universal Viscosity)來表示。

測定溫度過去多為100℉及210℉,現多改成公制之40℃及100℃。如需求122℉,130℉,或0℉之黏度,須用ASTM之黏度溫度關係圖,見圖17,及黏度換算表,見圖18來查出。

 

 

 

 

圖表17.黏度溫度變化表

圖表18.黏度換算表  
Saybolt Unversal
(Seconds)
SUS/SSU
Saybolt
Furol
(Seconds)
Redwood No.1
Seconds
Engler
(Degrees)
Redwood No.2
(Seconds)
Kinematic
Viscosity
(Centistrokes)
cSt
32
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
30.8
32.2
36.2
40.6
44.9
49.1
53.5
57.9
62.3
67.6
71.0
1.14
1.18
1.32
1.46
1.60
1.75
1.88
2.02
2.15
2.31
2.42
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
1.8
2.7
4.2
5.8
7.4
8.9
10.3
11.7
13.0
14.3
15.6
85
90
95
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
220
240
260
280
300
325
350
375
400
425
450
475
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
5500
6000
6500
7000
7500
8000
8500
9000
9500
10000
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
23.0
25.3
27.0
28.7
30.5
32.5
35.0
37.2
39.5
42.0
44.2
47.0
49
51
56
61
66
71
76
81
86
91
96
100
121
141
160
180
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
75.1
79.6
84.2
88.4
97.1
105.9
114.8
123.6
132.4
141.1
150.0
158.8
156.5
176.4
194.0
212
229
247
265
287
309
331
353
375
397
419
441
485
529
573
617
661
705
749
793
837
882
1058
1234
1411
1587
1763
2204
2646
3087
3526
3967
4408
4849
5290
5730
6171
6612
7053
7494
7934
8375
8816
2.55
2.68
2.81
2.95
3.21
3.49
3.77
4.04
4.32
4.59
4.88
5.15
5.44
5.72
6.28
6.85
7.38
7.95
8.51
9.24
9.95
10.7
11.4
12.1
12.8
13.5
14.2
15.6
17.0
18.5
19.9
21.3
22.7
24.2
25.6
27.0
28.4
34.1
39.8
45.5
51
57
71
85
99
114
128
142
156
170
185
199
213
227
242
256
270
284
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
104
122
138
153
170
215
255
300
345
390
435
475
515
560
600
645
690
730
770
815
855
16.8
18.1
19.2
20.4
22.8
25.0
27.4
29.6
31.8
34.0
36.0
38.4
40.6
42.8
47.2
51.6
55.9
60.2
64.5
69.9
75.3
80.7
86.1
91.5
96.8
102.2
107.6
118.4
129.2
140.3
151
162
173
183
194
205
215
259
302
345
388
432
541
650
758
866
974
1082
1190
1300
1405
1515
1625
1730
1840
1950
2055
2165

4.賽氏重油黏度(ASTMD 88)

賽氏重油黏度(Saybolt Furol Viscosity)專供測定極高黏度油料之用。所用之黏度計與第16圖表相似,僅流油之小孔較大而已。其單位以SFS(Saybolt Furol,Second)或SSF(Second,Saybolt Furol)來表示,一個SFS約等於10 SSU。

5.Redwood黏度

本法以往多用於英國及日本,有Redwood No.1及No.2兩種。分別以Redwood 黏度計(Viscometer)來測定。其單位為秒。Redwood No.1之黏度通常以RW1表示,而Redwood No.2則以RW2來表示。

  1個RW2」約等於10 RW1」

  1個RW1」約等於1.25 SSU」

以上各種常用黏度之對照如圖表18所示。但須注意者,其值均以同一溫度為準,不同溫度者,須設法求其同一溫度之黏度後,再作比較。

6.各種常用黏度級數(SAE/ISO VG/AGMA)

如前所述,潤滑油膜之強度幾乎與動力黏度成正比,故機件潤滑用油之黏度,必須正確而合適,過厚或過薄均非所宜。商業上為使用戶便於選擇正確之黏度,故有研究單位規定出一定編號,按黏度之稀稠,標示於油品包裝上,或其產品名稱,或規格說明上。

其中最重要而廣為採用者如SAE 黏度級數、ISO VG黏度級數、AGMA黏度級數等,茲分別介紹如下:

A. 通用黏度區分

過去流行於美國之分類,以厚(Heavy),薄(Light)之程度而區分。

輕級(Light,簡稱L),

約為SAE 10,ISO VG32

中輕級(Light Medium,簡稱LM),

約為SAE 10,ISO VG46

中級(Medium,簡稱M),

約為SAE20,ISO VG56

中厚級(Heavy Medium,簡稱HM),

約為SAE 30,ISO VG68

厚級(Heavy,簡稱H),

約為SAE 40,ISO VG100

特厚級(Extra Heavy,簡稱EH),

約為SAE 50,ISO VG150

超厚級(Super Heavy,簡稱SH),

約為SAE 60,ISO VG220


B. SAE黏度級數

SAE(Society of Automotive Engineers),即美國汽車工程師學會,對於車輛用的引擎油以及齒輪油的黏度,由稀到稠加以分類,並以號數表示之,其號數與品質無關,其級數分類規定如圖表19:

圖表19.車輛用引擎油之SAE黏度分類 SAE J300 – 1997年中

SAE

黏度級數

黏度範圍

150℃及106 s-1

之高剪力黏度cP

最大值

低溫測試

100℃ 黏度cSt

曲柄轉動黏度(cP)

最大值 -低溫℃

泵動黏度(cP)

最大值 -低溫℃

最小值

最大值

0W

3250 -30

60,000 -40

3.8

-

 

5W

3500 -25

60,000 –35

3.8

-

 

10W

3500 -20

60,000 –30

4.1

-

 

15W

3500 -15

60,000 –25

5.6

-

 

20W

4500 -10

60,000 –20

5.6

-

 

25W

6000 -5

60,000 -15

9.3

-

 

20

-

 

5.6

9.3未滿

2.6

30

-

 

9.3

12.5未滿

2.9

40

-

 

12.5

16.3未滿

2.9 (0W/40,5W/40,10W40)

40

-

 

12.5

16.3未滿

3.7 (15W/40,20W/40,25W/40,40)

50

-

 

16.3

21.9未滿

3.7

60

   

21.9

26.1未滿

3.7

其中W為Winter之簡稱,意指寒冷地區使用之意。規定側重於低溫時,黏度特性是否合於規定。另外0W,5W,10W....40,50稱為單級黏度;10W-30,10W-40,...20W-40則稱為複級黏度,而其要求黏度變化之穩定性,較單級黏度的油為高。

台灣地處亞熱帶地區,原則上使用引擎油,冬季時以SAE 30號,夏季時以SAE 40號的黏度為宜。但若能使用複級黏度機油,如SAE 10W-40或15W-40等,則可省卻夏冬季使用不同黏度油的麻煩。目前市面所見油品大多已是複級黏度,單級黏度相對少見。由於基礎油及摻配技術的進步,複級黏度油品的黏度跨距也愈來愈大。

SAE美國汽車工程師學會同時亦設定了「車輛用齒輪油黏度級數」,根據測定油料黏度的薄厚,以75、80、90、140、250等號數來區分,方便汽車駕駛人選用。此黏度級數規定見圖表20,同樣的只區別黏度之不同,與油的品質無關(關於引擎及齒輪油的品質,另有API 等級分類(見圖表40)。

由圖表20可知SAE 80號齒輪油黏度與SAE 30號車用機油相似,但是不應混淆誤認。近年來,市面所見亦多為複級黏度齒輪油。

圖表20.車輛用齒輪油之SAE黏度分類

SAE
黏度級數

黏度為150,000Cp
時之最高溫度

100℃/cSt黏度

最低*

最高

70w
75w
80w
85w
80
85
90
140
250
-55
-40
-26
-12
-
-
-
-
-
4.1
4.1
7.0
11.0
7.0
11.0
13.5
24.0
41.0
-
-
-
-
<11.0
<13.5
<24.0
<41.0
-

*經CEC L-45-T-93, 20小時KRL剪切試驗後,亦必需通過此規範

C. ISO VG(International Standard Organization Viscosity Grade)

國際標準組織規定之潤滑油黏度級數由於希望世界各國對於潤滑油的黏度測量以及級數區分,能有統一的規定,以便技術及商品的交流。

因此,屬於聯合國組織的ISO國際標準組織,制定了如下的黏度級數表,其測定的黏度稱動黏度或動力黏度,單位為cSt,級數則自2、3、5....至1500,此黏度級數之分法較為細密,故工業用油幾乎全用此法分類。

圖表21.ISO潤滑油黏度級數(ISO VG)

ISO
黏度級數

中心值之動黏度cSt {mm2/s}(1)(40℃)

動黏度範圍
cSt {mm2/s}(1)(40℃)

ISO VG 2
ISO VG 3
ISO VG 5
ISO VG 7
ISO VG 10
ISO VG 15
ISO VG 22
ISO VG 32
ISO VG 46
ISO VG 68
ISO VG 100
ISO VG 150
ISO VG 220
ISO VG 320
ISO VG 460
ISO VG 680
ISO VG 1000
ISO VG 1500
2.2
3.2
4.6
6.8
10
15
22
32
46
68
100
150
220
320
460
680
1000
1500
1.98以上 2.42以下
1.98以上 3.52以下
4.14以上 5.06以下
6.12以上 7.48以下
9.00以上 11.0以下
13.5以上 16.5以下
19.8以上 24.2以下
28.8以上 35.2以下
41.4以上 50.6以下
61.2以上 74.8以下
90.0以上 110以下
135以上 165以下
198以上 242以下
288以上 352以下
414以上 506以下
612以上 748以下
900以上 1100以下
1350以上 1650以下

D. AGMA黏度號數(American Gear Manufacturer's Association)

即美國齒輪製造商協會規定之黏度級數。

工業齒輪油的最新標準是由AGMA美國齒輪製造商協會所定出的規格AGMA 9005-D94,1994年8月AGMA推出將原有密閉式齒輪油及開放式齒油二種規格統合的新規格,主要在反應市場上齒輪機構的使用趨勢,同時將使用日趨普及的合成齒輪油也納入規範。

本分類其實共涵括四類產品:防銹及抗氧化(R&O)型齒輪油、複合(COMPOUND,指油中含有3%--10%之脂肪油者)型、極壓(EP)型及合成齒輪油。其中合成齒輪油自成一類,於有特殊溫度或性能要求時使用,同時應等別注意其油品及密封等的相容性。

此一新規格提供所有符合AGMA要求生產之齒輪機構在潤滑劑分類、一般使用及維護上的依據,可同時適用於軸承與齒輪分別潤滑的開放齒輪系統,以及軸承與齒輪共用潤滑系統的封閉式齒輪。

使用者須留意者是此一分類建立的立意,主要是使齒輪設計及製造廠家,在選用各類商品時有所依循,使用者在選用時仍應以原製造廠家的建議為主,例如極壓型齒輪油的使用,應只限於齒輪製造廠家指定時。同時所有食品或醫葯使用,有可能接觸到產品者,均不應直接選用本類油品。其分類及黏度規範如下表:

圖表22.AGMA工業用齒輪潤滑油黏度級數(AGMA 9005-94,1994年)

R&O型齒輪油

AGMA編號

黏度範圍

cSt 40℃

相當於

ISO黏度級數

EP極壓齒輪油

AGMA編號

合成齒輪油

AGMA編號

0

28.8 ~ 35.2

32

 

0 S

1

41.4 ~ 50.6

46

 

1 S

2

61.2 ~ 74.8

68

2 EP

2 S

3

90 ~ 110

100

3 EP

3 S

4

135 ~ 165

150

4 EP

4 S

5

198 ~ 242

220

5 EP

5 S

6

288 ~ 352

320

6 EP

6 S

7.7 Comp(4)

414 ~ 506

460

7 EP

7 S

8.8 Comp(4)

612 ~ 748

680

8 EP

8 S

8A Comp(4)

900 ~ 1100

1000

8A EP

 

9

1350 ~ 1650

1500

9 EP

9 S

10

2880~3520

 

10 EP

10 S

11

4140~5060

 

11 EP

11 S

12

6120~7480

 

12 EP

12 S

13

190~220/cSt 100℃

 

13 EP

13 S

14R

428.5~857.0

     

15R

857.0~1714.0

     



(二) 黏度指數(Viscosity index)

任何流體之黏度,必隨溫度而變化,油料與潤滑油都不例外。表示油料黏度因溫度變化之程度,稱為「黏度指數」(Viscosity Index,簡稱V.I.)。黏度指數越低,表示溫度稍有變化時,黏度變化較大。反之,黏度指數越高,則表示溫度變化幅度較廣時,黏度之變化卻不太大。

圖表23.各種黏度級數比較簡表(ISO VG/AGMA/SAE)

黏度指數須用計算式算出,黏度指數低於100者與高於100者算法不同。ASTM D2270的方法分為二部份,一為A法,二為B法。A法實際上就是ASTM D567舊法,利用計算法測定黏度指數。B法則專供計算黏度指數超過100之油料之用。

A法:

黏度指數介於0至100之間者,採用本法。其計算公式為:

H﹦黏度指數為100之已知油料,在100℉(或40℃)之黏度,但其在210℉之黏度應與未知油料在210℉(或100℃)之黏度相同。因其黏度指數甚高,故以H(High)字母表之。

L﹦黏度指數為0之已知油料,在100℉(或40℃)之黏度。但其在210℉(或100℃)之黏度應與未知油料在210℉(或100℃)之黏度相同。因其黏度指數甚低,故以L(Low)字母表之。

U﹦未知黏度指數之原料,在100℉(或40℃)之黏度。

(參見圖表24)

B法:

專供計算黏度指數超過100之油料之用。

如果某一油料用舊法計算出的結果超過100,就必須用本法重行計算,並以B法的計算結果作成報告。且以VI(E),VI(Extended),VIe,或「外延法黏度指數」表示之。其計算公式如下:

VI(E)﹦〔(Antilog N)﹣1/0.0075〕100式中N﹦提高油樣在210℉時之黏度,使其等於100℉時H及U之比時所需之指數。即

N﹦(㏒H-㏒U)/(㏒KV210),或

KV210N﹦H/U

KV210﹦油樣在210℉(或100℃)之動力黏度(KV為Kinemetic Viscosity之縮寫)

H﹦以A法求得黏度指數為100之已知油料,其在100℉(或40℃)之動黏度(可由第24表查出)

U﹦油樣在100℉(或40℃)之動力黏度(此時H﹥U)

例如:某油樣在100℉及210℉之動黏度各為24.71及5.15cSt。試求其黏度指數。

由表查知(比例法)H﹦31.69,代入公式

N﹦(㏒H﹣㏒U)/(㏒KV210)

﹦(㏒31.69﹣㏒24.71)/㏒5.15

﹦0.15180

VI(E)﹦〔(AntilogN﹣1/0.0075〕﹢100

﹦〔(Antilog 0.15180﹣1/0.0075〕﹢100

﹦〔(1.418﹣1)/0.0075〕﹢100

﹦155.7或156

(三)閃火點(Flash point)

油料徐徐加熱時,油料汽化加速,到達至某一溫度,如有火苗接近,能發生藍色閃光,但瞬即熄滅者,稱為閃火。達成閃火之最低溫度稱為「閃火點」(Flash Point)其單位:℃或℉。

如繼續徐徐加熱油料,當所生油氣能夠繼續維持燃燒之最低溫度,稱為「著火點」(Fire Point)。一般油料之著火點約較閃火點高50℉左右。

由閃火點與著火點之高低,可以判定油料儲存與運輸期間之危險性以及發生火災之難易。例如:汽油之閃火點為-20℉,容易著火而危險;但潤滑油之閃火點都在300℉以上,為危險性極小之油料。

潤滑油之閃火點降低,可能表示油中污染汽油或柴油成份,此為車輛引擎曲箱機油變薄之主要佐證。

測定閃火點與著火點之方法有下列各種:

    1.賓氏閉杯法(CNS 41K 18或ASTMD93):

    測定燃料油等閃火點不足175℉之油料,多用「賓氏閉杯法儀器」(Pensky-Martens Closed Cup Test),簡稱為P-M或PM閉杯法。

    2.Tag 閉杯法(ASTMD56):

    利用Tag閃火點儀器所測之閃火點,稱之為Tag 閉杯法(Tag Closed Cup),簡稱TCC法閃火點。

    3.克氏開杯法(CNS 或ASTMD92):

    測定重質油料及潤滑油之閃火點及著火點之方法,均採用「克氏開杯法」(Cleveland Open Cup Method),簡稱COC或OC法,但測定燃料油及低閃火點油料則用上述之PM法或TCC法。克氏開杯儀器如圖表25。

圖表25.克氏開杯法測定閃火點

(四) 流動點(Pour point)

又稱傾點。在一定條件下,徐徐冷卻油料至不可流動之最低溫度稱為流動點(Pour Poin;℃或℉)。

測定流動點時(ASTMD97),試管內油料於測定之前必須按規定加熱至一定溫度,然後於無攪動情況下徐徐冷凍,直至將試管取出,立即斜放至水平時,於五秒鐘內油料仍有流動現象之最高溫度,即為流動點。

潤滑油之流動點,一般以低於冬天大氣最低氣溫以下10℉(5℃)以下為宜。

(五)成溝點

試驗齒輪油等高黏度油之「成溝點」(Channel Point)時,係以油料冷卻至極低溫度,令油料幾乎呈半固體狀態後,以一定寬度之刀片,在油中垂直刮過,使成一條溝形。設如此一溝形之底面在10秒鐘內仍未被兩側油料淹住,這時之溫度,即為「成溝點」,其單位:℃或℉。

圖表24求VI之LD及H之動力黏度

Kinematic
Viscosity at
210℉ ,cSt
L D
(L-H)
H
2.00 8.376 1.745 6.631
2.10 9.061 1.905 7.156
2.20 9.771 2.073 7.698
2.30 10.507 2.249 8.258
2.40 11.267 2.429 8.838
2.50 12.053 2.617 9.624
2.60 12.865 2.814 10.051
2.70 13.702 3.017 10.685
2.80 14.563 3.225 11.338
2.90 15.451 3.442 12.009
3.00 16.364 3.657 12.697
3.10 17.302 3.898 13.404
3.20 18.265 4.135 14.130
3.30 19.254 4.379 14.875
3.40 20.268 4.630 15.638
3.50 21.307 4.889 16.418
3.60 22.373 5.156 17.217
3.70 23.462 5.428 18.034
3.80 24.578 5.708 18.87
3.90 25.718 5.994 19.724
4.00 26.89 6.30 20.593
4.10 28.14 6.69 21.447
4.20 29.45 7.12 22.329
4.30 30.83 7.60 23.232
4.40 32.29 8.14 24.155
4.50 33.85 8.75 25.098
4.60 35.49 9.43 26.061
4.70 37.21 10.17 27.044
4.80 39.00 10.95 28.047
4.90 40.85 11.78 29.07
5.00 42.74 12.63 30.11
5.10 44.68 13.52 31.16
5.20 46.64 14.42 32.22
5.30 48.62 15.34 33.28
5.40 50.61 16.27 34.34
5.50 52.61 17.21 35.40
5.60 54.61 18.15 36.46
5.70 56.61 19.09 37.52
5.80 58.61 20.03 38.58
5.90 60.61 20.97 39.64
6.00 62.61 21.91 40.7
6.10 64.61 22.85 41.76
6.20 66.61 23.79 42.82
6.30 68.61 24.72 43.89
6.40 70.62 25.66 44.96
6.50 72.66 26.61 46.05
6.60 74.77 27.6 47.17
6.70 76.99 28.67 48.32
6.80 79.31 29.82 49.49
6.90 81.73 31.03 50.70
7.00 84.22 32.31 51.91
7.10 86.77 33.69 53.08
7.20 89.36 35.12 54.24
7.30 91.92 36.55 55.38
7.40 94.37 37.8 56.57
7.50 96.80 39.03 57.77
7.60 99.23 40.26 58.97
7.70 101.69 41.51 60.18
7.80 104.21 42.80 61.41
7.90 106.67 44.05 62.62
8.00 109.16 45.32 63.84
8.10 111.75 46.66 65.09
8.20 114.38 48.01 66.37
8.30 116.98 49.36 67.62
8.40 119.63 50.75 68.88
8.50 122.24 52.08 70.16
8.60 124.85 53.44 71.41
8.70 127.48 54.82 72.66
8.80 130.14 56.22 73.92
8.90 132.85 57.64 75.21
9.00 135.51 59.04 76.47
9.10 138.18 60.44 77.74
9.20 140.88 61.87 79.01
9.30 143.63 63.33 80.3
9.40 146.33 64.76 81.57
9.50 149.04 66.20 82.84
9.60 151.76 67.65 84.11
9.70 154.53 69.13 85.4
9.80 157.34 70.64 86.7
9.90 160.09 72.10 87.99
10.00 162.89 73.59 89.3
10.10 165.78 75.17 90.61
10.20 168.71 76.76 91.95
10.30 171.59 78.32 93.27
10.40 174.51 79.90 94.61
10.50 177.48 81.52 95.96
10.60 180.39 83.10 97.29
10.70 183.33 84.70 98.63
10.80 186.30 86.32 99.98
10.90 189.30 87.95 101.35
11.00 192.30 99.61 102.69
11.10 195.30 91.29 104.07
11.20 198.47 93 105.47
11.30 201.62 94.74 106.88
11.40 204.71 96.45 108.26
11.50 207.82 88.17 109.65
11.60 210.95 99.9 111.05
11.70 214.12 101.67 112.45
11.80 217.32 103.44 113.88
11.90 220.48 105.21 115.27
12.00 223.68 106.99 116.69
12.10 226.99 108.84 118.15
12.20 230.33 110.71 119.62
12.30 233.63 112.57 121.06
12.40 236.95 114.44 122.51
12.50 240.31 116.33 123.98
12.60 243.7 118.24 125.46
12.70 247.06 120.14 126.92
12.80 250.47 122.39 128.39
12.90 253.89 124.01 129.88
13.00 257.32 125.96 131.36
13.10 260.81 127.95 132.86
13.20 264.36 129.97 134.39
13.30 267.94 132.01 135.93
13.40 271.47 134.03 137.44
13.50 275.04 136.08 138.96
13.60 278.61 138.13 140.48
13.70 282.21 140.2 142.01
13.80 285.85 142.29 143.56
13.90 289.45 144.36 145.09
14.00 293.07 146.45 146.62
14.10 296.75 148.58 148.17
14.20 300.45 150.73 149.72
14.30 304.11 152.85 151.26
14.40 307.78 154.98 152.80
14.50 311.51 157.15 154.36
14.60 315.26 159.33 155.93
14.70 318.97 161.49 157.48
14.80 322.75 163.7 159.05
14.90 326.54 165.92 160.62
15.00 330.34 168.14 162.2
15.10 334.26 170.44 163.32
15.20 308.19 172.75 164.44
15.30 342.09 175.05 167.04
15.40 345.89 177.24 168.65
15.50 349.87 179.59 170.28
15.60 353.97 182.06 171.91
15.70 357.92 184.39 173.53
15.80 361.94 186.77 175.17
15.90 365.97 189.16 176.81
16.00 370.02 191.56 178.46
16.10 374.19 194.04 180.15
16.20 378.37 196.53 181.84
16.30 382.52 198.99 183.53
16.40 386.68 201.47 185.21
16.50 390.91 204.02 186.89
16.60 395.15 206.56 188.59
16.70 399.35 209.07 190.28
16.80 403.63 211.64 191.99
16.90 407.92 214.22 193.70
17.00 412.22 216.81 195.41
17.10 416.6 219.45 197.15
17.20 421.04 222.12 198.92
17.30 425.5 224.82 200.68
17.40 429.92 227.49 202.43
17.50 434.36 230.18 204.18
17.60 438.81 232.88 205.93
17.70 443.33 235.61 207.72
17.80 447.87 238.38 209.49
17.90 452.37 241.11 201.26
18.00 456.9 243.9 213.0
18.10 461.5 246.7 214.8
18.20 466.1 249.5 216.6
18.30 470.6 252.2 218.4
18.40 475.2 255.0 220.2
18.50 479.9 257.9 222
18.60 484.5 260.7 223.8
18.70 489.2 261.6 225.6
18.80 493.9 266.5 227.4
18.90 498.6 269.4 229.2
19.00 503.3 272.3 231
19.10 508.2 275.3 232.9
19.20 513.1 278.4 234.7
19.30 517.9 281.3 236.6
19.40 522.8 284.4 238.4
11.50 527.7 287.4 240.3
19.60 532.6 290.4 242.2
19.70 537.5 293.4 244.1
19.80 542.5 296.5 246
19.90 547.5 299.7 247.8
20.00 552.4 302.7 249.7
20.20 562.5 309.0 253.5
20.40 572.7 315.4 257.3
20.60 582.4 321.5 260.9
20.80 593.3 328.3 265
21.00 603.0 334.4 268.6
21.20 614.0 341.3 272.7
21.40 624.7 348.0 276.7
21.60 635.1 354.6 280.5
21.80 646.3 361.7 284.6
22.00 657.3 368.7 288.6
22.20 667.8 375.4 292.4
22.40 679.2 382.6 296.6
22.60 690.4 389.7 300.7
22.80 701.1 396.6 304.5
23.00 712.8 404.1 308.7
23.20 724.2 411.4 312.8
23.40 725.1 418.4 316.7
23.60 747.0 426.0 321
23.80 758.6 433.5 325.1
24.00 769.7 440.7 329
24.20 781.5 448.3 333.2
24.40 793.7 456.2 337.5
24.60 804.9 463.4 341.5
24.80 817.2 471.4 345.8
25.00 829.3 479.2 350.1
25.20 841.8 487.4 354.4
25.40 853.3 494.9 358.4
25.60 865.9 503.1 362.8
25.80 878.7 511.5 367.2
26.00 891.5 519.8 371.7
26.20 904.1 528.1 376
26.40 917.1 536.6 380.5
26.60 930.1 545.2 384.9
26.80 943.1 553.7 389.4
27.00 955.0 561.5 393.5
27.20 968.3 570.3 398
27.40 981.6 579.1 402.5
27.60 994.9 588.0 406.9
27.80 1008.4 596.9 411.5
28.00 1021.9 605.8 416.1
28.20 1035.5 614.8 420.7
28.40 1047.8 623.0 424.8
28.60 1061.6 632.2 429.4
28.80 1075.4 641.4 434.0
29.00 1089.3 650.6 438.7
29.20 1103.3 660.1 443.2
29.40 1117.2 669.3 447.9
29.60 1111.4 678.8 452.6
29.80 1144.2 687.5 456.7
30.00 1159.2 697.5 461.7
30.50 1195.2 721.7 473.5
31.00 1230.2 745.3 484.9
31.50 1267.1 770.2 496.9
32.00 1304.6 795.6 509.0
32.50 1342.5 821.3 521.2
33.00 1381.0 847.5 533.5
33.50 1419.8 874.0 545.8
34.00 1459.2 901.0 558.2
34.50 1499 928.2 570.8
35.00 1539.3 955.9 583.4
35.50 1582.0 985.3 596.7
36.00 1623.3 1013.8 609.5
36.50 1665.0 1042.6 622.4
37.00 1707.3 1071.9 635.4
37.50 1749.9 1101.4 648.5
38.00 1793.1 1131.5 661.6
38.50 1838.7 1163.2 675.5
39.00 1882.9 1194.0 628.9
39.50 1927.5 1225.2 702.3
40.00 1972.7 1256.9 715.8
40.50 2018.4 1288.9 729.5
41.00 2064.6 1321.4 743.2
41.50 2112.3 1354.9 757.4
42.00 2159.9 1388.4 771.5
42.50 2207.5 1422.0 785.5
43.00 2255.7 1456.1 799.6
43.50 2355.4 1491.3 814.1
44.00 2355.6 1526.8 828.8
44.50 2407.4 1563.6 843.8
45.00 2459.1 1600.3 858.8
45.50 2510.7 1637.1 873.6
46.00 2562.7 1674.2 888.5
46.50 2615.3 1711.7 903.6
47.00 2668.6 1749.8 918.8
47.50 2723.4 1789.0 934.4
48.00 2778.2 1828.3 949.9
48.50 2832.8 1867.4 965.4
49.00 2887.7 1906.8 980.9
49.50 2943.3 1946.8 996.5
50.00 2999.3 1987.1 1012.2
50.50 3055.9 2027.9 1028.0
51.00 3113.3 2069.3 1044.0
51.50 3172.2 2111.8 1060.4
52.00 3230.9 2154.3 1076.6
52.50 3289.5 2196.7 1092.8
53.00 3348.9 2239.7 1109.2
53.50 3409.8 2283.8 1126.0
54.00 3470.6 2328.0 1142.6
54.50 3531.2 2372.0 1159.2
55.00 3592.1 2416.3 1175.8
55.50 3653.7 2461.1 1192.6
56.00 3715.7 2506.3 1209.4
56.50 3778.3 2551.9 1226.4
57.00 3841.8 2598.3 1243.5
57.50 3906.8 2645.8 1261.0
58.00 3971.6 2693.1 1278.5
58.50 4036.2 2740.4 1295.8
59.00 4101.2 2788.0 1313.2
59.50 4166.8 2836.1 1330.7
60.00 4233.2 2884.8 1348.4
60.50 4301.3 2934.8 1366.5
61.00 4369.1 2984.5 1384.6
61.50 4436.7 3034.3 1402.4
62.00 4504.7 3084.4 1420.3
62.50 4573.3 3134.9 1438.4
63.00 4642.8 3186 1456.8
63.50 4713.9 3238.5 1475.4
64.00 4784.8 3290.8 1494
64.50 4855.4 3342.9 1512.5
65.00 4926.3 3395.3 1531
65.50 4997.9 3448.3 1549.6
66.00 5070.6 3502.1 1568.5
66.50 5144.7 3556.9 1587.8
67.00 5218.6 3611.7 1606.9
67.50 5292.2 3666.3 1625.9
68.00 5366.1 3721.1 1645
68.50 5440.7 3776.5 1664.2
69.00 5516.4 3832.8 1683.6
69.50 5593.6 3890.2 1703.4
70.00 5670.5 3947.4 1723.1
70.50 5747.1 4004.4 1742.7
71.00 5824.8 4062.2 1762.6
71.50 5904.1 4121.3 1782.8
72.00 5983.0 4180.1 1802.9
72.50 6061.6 4238.7 1822.9
73.00 6141.4 4298.3 1843.1
73.50 6222.6 4358.9 1863.7
74.00 6303.5 4419.3 1884.2
74.50 6384.1 4479.5 1904.6
75.00 6464.7 4539.7 1925

成溝點為測定油料在齒輪箱內使用時,油面被齒輪刮過時,再恢復新油面之最低溫度。通常流動點越低之油料,其成溝點亦越低。

(六)殘碳份(Carbon Residure)

油料在半隔絕之空氣下加熱,油份徐徐蒸發而焦化,殘留不揮發性碳渣之份量,稱為「殘碳份」或「殘碳量」,其單位:﹪。

所謂殘碳份者,實為油料揮發後之殘渣,其中除含有殘留之含碳物質外,更含有灰份,不揮發之添加劑成份,金屬成份等等,油中含有多量之金屬添加劑時,其殘碳份自亦比例增高。測定殘碳份之方法有Conradson與Ramsbottom兩種方法

A.Conradson法(ASTM D139):

測定時將10克之樣品放入第26圖之瓷製坩鍋中,再將瓷坩鍋依次放於鐵製坩鍋及熟鐵製坩鍋中。然後以烈火加熱。部份油料先引氣行氣化而燃燒,燃燒時間正好為13分鐘。俟燃燒停止後,保持7分鐘(全部加熱時間為30±2分鐘,包括預熱時間在內)最後秤取殘留於坩鍋中殘渣之重量。測定儀器如圖表26所示。

圖表26.Conradson法之殘碳量測定

B.Ramsbottom法(ASTMD524)

油料放入特製之玻璃結焦球並秤取重量後,放入550℃(1020℉)之金屬電爐中。球中油料迅速分解而逸出球外,重質部份則留於結焦球內,經加熱裂解與焦化作用之後,殘留之固體殘渣,即為殘碳份,秤取其重量,並以%表示。

油樣在550℃電爐內全部加熱時間為20±2分鐘,每次試驗時玻球中只需0.5-4公克(視油中所含殘碳份之份量而定)。

燃油中殘碳份較多時,表示在引擎燃燒成碳之趨勢較大,清淨型車用機油因含多量金屬成份之清淨分散添加劑,故其殘碳份較無添加劑者為高,但因其具備良好之清淨分散效能,不但引擎氣缸內部結碳不多;反而有效保持引擎內部之清淨。

(七) 顏色

測定潤滑油顏色之方法,有ASTM D1500法、ASTM Union法及賽氏色度法。

    1.ASTM D1500色度(ASTM D1500)

    利用ASTMD1500色度計,測定黃色乃至深色油料之顏色。將樣品油與標準色板在一定光源之下,作正確之比較。結果以0.5,1,1.5,2,2.5,3....8表示之。數字愈小,表示油色愈淺,數字愈大,表示油色愈深。油色超過8.0以上時,須用煤油沖稀後再行測定。煤油與深色油樣之容積比為85:15。所測得結果數字之後應加註「Dil」,或「D」一字(指稀釋或Dilution之意)。

    顏色較1.0為淺,或介於0.5及1.0之間者,以L1.0(意即不足(less)1.0)表示,餘類推。但顏色在0.5以下者,應採用賽氏色度計測定,較為準確。

    2.ASTM Union色度

    利用ASTM Union 色度計,將油樣與標準色板,在一定光源之下比較,以1,1 1/2,2,2 1/2....表示。此法目前已被ASTM D1500所取代。因為ASTM D1500之色度分級較為均勻而理想,而ASTM Union 則否,故被淘汰者。

    3.賽氏色度計(ASTMD156)

賽氏色度計(Saybolt chromometer)中有兩根玻管。其中一根玻管中空,可放標準顏色之玻片,另一根玻管則裝以油料樣品。調節油料在管中之高度,使兩管色度一定時,以數目字表示其色度。最淺者以「﹢30」表示,最深者以「﹣16」表示。油品顏色的深淺,往往可以判斷品質之是否均勻一致,或是否染有污物。

(八)比重

潤滑油比重之高低,對潤滑效能之優劣,毫無關係。但潤滑之比重,多用來計算體積與重量。一般潤滑油之比重多在0.85至0.90之間,但也有高至0.99者。潤滑油之比重,通常以美制比重(API比重),與絕對比重(Specific Gravity)兩法來測定。

美制比重(CNS 1221K325或ASTM D287)

美制比重實來自波美(Baum'e,簡作B'e)比重

        140

B′e比重=──────────── ﹣130

      Sp. Gr.比重(60/60℉)

但分別以141.5及131..5代替B'e比重式中之140與130,即

   141.5

API比重=──────────── ﹣131..5

Sp. Gr.比重(60/60℉)

水之Sp. Gr.比重為1.0,但API比重度10.0。API數值愈大,表示Sp. Gr.比重越小,二者正好相反。

測定API比重都使用 API比重計,此種比重計為玻璃製造,狀如紡鐘形,內部抽真空,下部裝有鉛球或水銀,以增下端重量,俾保持直立浮於液中。測定時將油樣裝於玻璃量筒中,裝滿,然後插入比重計,讀取比重數與溫度。

美制比重與絕對比重對照如附錄第12。

2.絕對比重(ASTMD1298等)

所謂絕對比重(Specific Gravity,簡稱Sp. Gr.)者,係指同體積油料與同體積水之比較重量。如同體積之油料重0.85公斤,水重1.0公斤,此油之比重即為0.85÷1.0=0.85。但二者之溫度應同為60℉,故以60/60℉表示。

油料之比重,受溫度而變化。溫度高時,油料膨脹,體積變大而重量不變,故比重變小。潤滑油之膨脹係數多為每℉膨脹0.000348。如果某油60℉之比重為D,在某一特定溫度t℉時之比重為Dr ,各溫度之比重可由下式求出:

           D

     Dr=───────────

        1﹢0.000348(t﹣60)

除利用玻璃製之比重計(Hydrometer)直接測定油料之比重外,也可由魏氏比重天平(Westpal Balance),比重瓶(可抽真空)等方法測定。

(九)中和價(Neutralization No.)

測定潤滑油之中和價(Neutralization No)之目的,旨在明瞭油中含酸或含鹼之程度。中和價包括酸價(Acid Value或Acid No)與鹼價(Basic Value或Basic No)兩種。但酸價又分有強酸價(Strong Acid No)與弱酸價(Weak Acid No)兩種。通常將強酸價與弱酸價合併測定,是為「總酸價」(Total Acid No),簡稱「TAN」;同理,強鹼價與弱鹼價亦合併為「總鹼價」(Total Basic No)簡稱「TBN」。

除另有註明外,一般所稱之「中和價」,均指「總酸價」(TAN),其單位:mgKOH/g。測定總酸價之目的,瞭解油中有無酸性成份,因為以往以硫酸法精製油料每有殘酸留於油中,易損機械;但現代化之潤滑油精煉均改用溶劑及加氫處理,製造過程中均無酸類涉及,故新油之總酸價極低。但車用機油以及其他含有添加劑之油料,因為添加劑同樣有吸收測定酸價用之苛性鉀,致有較高之酸價數值,但此一較高之酸價(如0.2或1.5)實非表示油中含有有害之酸性成份;同樣,有時不含鹼性成份者,也有較高之鹼價數值。故含有添加劑之潤滑油,往往同時可測出顯著之總酸價與總鹼價。總酸價與總鹼價之測定,有助於判定潤滑系統中是否因酸度增加,或鹼度降低而判定是否需要換油。測定中和價(即總酸價與總鹼價)之方法有兩種:

1.以指示藥測定中和價法(ASTM D947)

採用p-Naphthol benzein 為指示劑,以0.1N濃度之苛性鉀(KOH)酒精溶液滴定油樣與由49.5﹪異丙醇,50﹪甲苯與0.5﹪水配成之混合液。本指示劑原為紅色,滴定至 PH 11±0.5時變為清晰之綠色,PH再高則呈藍色。此法只適用於顏色較淺之油料,如果油色較深,滴定終點不易看出,易生誤差。

2.電位差測定中和價法(ASTM D664)

利用電位差及玻璃電極來指示滴定終點之方法,對深色舊油之測定,甚為精確。茲按電位差滴定中和價之方法說明總酸價、總鹼價,強酸價與強鹼價之意義如下:(參考圖表第27)

    (A).強酸價-油料樣品之PH在0~4之間時,即認定有強酸存在。以苛性鉀溶液滴定至PH到4為止,是為強酸價。

    (B).強鹼價-油料樣品之PH在11~14之間時,即認定有強鹼存在。以強酸溶液滴定至PH到11為止,是為強鹼價。

    (C).總酸價-油料樣品之PH低於11者,以苛性鉀滴定此酸性油料之PH到11為止,以總酸價表。

    (D).總鹼價-油料樣品之PH大於4者,以強酸滴定此鹼性油料之PH到4為止,以總鹼價表示。

圖表27.各種酸度之PH範圍

由第27圖可得知PH介於4與11間之油料,往往可測出其總酸價,也可測出其總鹼價。

(十)銅板腐蝕/防銹(Cupper Corrosion/Anti-rust)

(A).銅板腐蝕(ASTM D130)

潤滑油脂是否具有腐蝕性,可用磨光之銅片浸入加熱至100℃(212℉)之油中,經過三小時後取出檢查,且與ASTM標準銅片比較。結果以相當於標準銅片之號碼表示之。

No.1a-淺黃色

No.1b-橙黃色

No.2-微紅色(血紅色)

No.4-鮮紅色

No.5-透明之黑色

如試驗結果銅片只呈現淺黃色或橙色相當於ASTM No.1a或No.1b 標準銅片色澤者,以No.1a或No.1b,甚或No.1表之,也就是油料無腐蝕性。試驗用銅片之大小為長7.6cm(3"),寬1.27cm(1/2"),厚0.16~0.31cm(1/16~1/8"),其品質應為CNS 6HI之電解銅標準,經ASTM B187規範軟退火(Soft-temper)之導電銅條切成。每次試驗需要油樣約30ml。

光線與紫外線影響本試驗結果甚大,故油樣取到後,應以棕色玻璃瓶或鐵製聽桶貯存避光。絕緣油或變壓油須另以ASTM D898或D1275法試驗。

(B).防銹性(ASTM D665)

樣品油與水或海水混合,測試鐵片生銹情形,稱為防銹試驗。一般透平機油都會應用此試驗。

防銹試驗方法是ASTM D665,將300 ml油樣混合30 ml水(A法)或海水(B法),加熱1400F,於攪拌下放入最易生銹之磨光鐵片,經24小時後,取出鐵片,於60 支光電燈下檢視其生銹情形。如鐵片表面全無生銹,則為合格;若有生銹,則為不合格。

(十一). 苯胺點(ASTM D611)

在常溫下同體積之潤滑油與苯胺混合後,不久即分為兩層,但如溫度徐徐增加到某一溫度時,苯胺與油料互相溶化,形成透明之單相液體。如此加熱至油料與苯胺互相溶化之最低點溫度,稱為「苯胺點」(Aniline Point),其單位:℃或℉。

苯胺點之高低可以表示油中所含石蠟烴及芳香烴(Paraffinic and Aromatic Hydrocarbon)之大致含量。苯胺點高者,表示石蠟烴含量多而芳香烴含量少;反之,苯胺點低者,表示芳香烴含量多而石蠟烴含量少。

測定苯胺點時,每次試驗需要油樣10ml,苯胺10ml。溫度低時苯胺與油料互不相溶,呈渾濁不透明狀態,一旦達苯胺點時,立即變成透明。

(十二). 沉澱價(ASTM D91)

潤滑油中是否含有游離水份,污物,固體雜質,以及柏油質等,可取油樣10ml置於ASTM錐形玻璃管中,加入90ml特定溶劑並混和均勻後,放入高速離心機中,使兩支離心管末端之離心力(Relative centrifugal force,以rcf表之)應在500~800之間。

圖表第29為常用之離心管。

每次試驗時,需要20ml以上油樣(兩管同時試驗),所有特定溶劑應為ASTM沉澱價溶劑。油料精煉度愈高,沉澱價也愈小,SAE 50以下之潤滑油,沉澱價為零。

圖表28.測定沉澱價之離心機及錐形管

(十三)正戊烷值(ASTM D893)

潤滑系統中之潤滑油,經過長期使用之後,難免污染外來污物(如固體污物、雜質、水份等),以及油料本身氧化及劣化後之產物,都可用本法來測定。

測定潤滑油「正戊烷不溶份」(n-Pentane insolubles),與「苯不溶份」(Benzene insolubles)之方法,與上述測定沉澱價之方法,極為相似,惟一特點為以重量代替容量,而且以正戊烷或苯代替ASTM沉澱價用溶劑。試驗用之油樣應為10公克,加入正戊烷或苯至100ml,且混合均勻後,以一定之離心力促進不溶物之沉析,經過20分鐘後,倒去溶劑,在100℃下乾至恆重,不溶物以毫克數表示之。

正戊烷與苯都不能溶化之物質為:碳渣、燃油渣滓、金屬磨屑、路塵砂土、鉛鹽、其他固體污物等。但潤滑油氧化後溶化於油中之高分子氧化產物,如膠質(Gum),樹脂(Resins)等則不溶於正戊烷而可溶於苯。故一般不溶於正戊烷者,均稱為全部不溶物(Total Insolubles)。

正戊烷不溶份減去苯不溶份,即為油溶性氧化物之含量。油溶性氧化物在油中之含量,有一定之限度,如含量超過某一限度,極易析出油泥(Sludge)或膠質。故正戊烷與苯不溶物之測定,對舊油品質之檢驗,至為重要,由此可推測正確換油日期。

(十四)含水量

精確測定潤滑油中含水量之方法有二,一為ASTM D95之溶劑蒸餾法(Distillation Method)二為ASTM D1744之卡費試劑(Karl-Fischer Reagent)法,其單位:﹪。

    1.蒸餾溶劑法(ASTM D95)

    於圓底燒瓶中加入油料樣品100ml及溶劑油(可用打火機油或通用溶劑)100ml於特製之迴流冷卻裝置中,使其加熱沸騰。溶劑油及水汽經迴流冷卻器冷卻後,流至刻度管中。因水之比重大而下沉,溶劑油之比重小而溢流至燒瓶中,至無水滴冷凝後,測出集水管中水量。

    新潤滑油中所含水份均甚低,但如儲油不慎而有吸水之可能。又各種引擎用潤滑油中如含較多之凝結水份,則須追查水份來源。水份多時更須提早換油。

    2.卡費試劑法(ASTM D1774)

    本法專供測定油料中極微量水份含量之用,其測定範圍為50~1000ppm,即0.005~0.1﹪。測定時須用特製之卡費試劑(Karl-Fischer Reagent)於電位差之滴定裝置中,測定微量水份之含量。

(十五)皂化價

潤滑油中是否含有動物性脂肪油,可用「皂化價」(Saponification No.)測知。測定時秤取油樣10公克,以定量之酒精性苛性鉀加熱迴流處理,使脂肪油中之脂肪酸與苛性鉀皂化成皂,再以酸液滴定苛性鉀消耗量。皂化一公克油樣所需苛性鉀之毫克數,即為皂化價之單位。

一般潤滑油中所含之脂肪有牛油、豬油、菜子油、棕櫚油、吹煉菜子油等等。此等脂肪油之皂化價均在190左右。由油料皂化價之高低,不難推算其中所含脂肪油之份量。

(十六)硫酸灰份(ASTM D874)

潤滑油中所含金屬化合物,或金屬性添加劑之份量,均以「硫酸鹽灰份法」測定其灰份。其單位:﹪。根據灰份之多少可判斷油中所含添加劑之份量。由車用機油之新油與舊油間灰份含量之差別,可以推知油中所含之添加劑是否衰失,但其結果須與舊油中所含之塵土份量,作一修正。

試驗時取油樣10公克。置蒸發皿中,加熱,令其自由燒乾;冷後,加入數滴硫酸,再行加熱,最後灼熱至775℃。

含有有機金屬化合物型清淨添加劑之車用機油,灰份均較純礦油為高,而且一般添加劑愈多之油料,灰份亦愈高。

(十七)透平油之防銹試驗(ASTM D665)

透平油或循環機油之防銹試驗(Rust Preventive Test)為試驗透平油與蒸餾水,以水或海水混合油品後之防銹性能。按ASTM D665之規定,將300ml之樣品,混以30ml蒸餾水或海水(ASTM D665之A法為加入蒸餾水試驗;B法則為加入合成海水試驗),加熱至140±2℉,於攪拌下放入最易生銹之磨光鐵片,經24小時後,將鐵片取出,於60燭光電燈下檢視其生銹情形,如表面全無生銹,則稱為合格。

此種試驗甚為嚴格,但與實際情形不甚配合。多數透平油之防銹試驗雖不合格,但在蒸汽輪機中長期之使用,仍毫不導致調速器及其他部位之生銹或腐蝕。

透平油之圖表29.透平油之防銹試驗裝置

防銹試驗裝置如圖表第29所示。

 

(十八)化試驗(ASTM D1401)

乳化試驗(ASTMD1401),又稱抗乳化性試驗。其單位:min。循環潤滑系統用之潤滑油,必須隨時保持清淨,不宜含水或乳化。乳化試驗即試驗潤滑油遇水乳化的趨勢。

ASTM D1401為標準化之乳化試驗(Emulsion Test)方法,以測定油水分離之難易。油中含有添加劑者,亦影響本試驗之結果。測定時將40ml油樣及40ml蒸餾水,加於100ml量筒中,於130℉±1℉攪拌5分鐘,測定二者分離程度及所需之時間以(油份之ml數)﹣(水份之ml數)﹣(乳液之ml數)(所需時間秒數)表示。例如40-40-0(13)即表示油份與水份於13分鐘內完全分離。

(十九)抗氧化試驗

潤滑油脂在使用時,隨時均與空氣接觸,加以溫度較高,故氧化作用隨時均在進行。良好之潤滑油脂,抗氧化力應強,使能作長時間之使用。循環給油、油浴給油、撥濺給油系統用之潤滑油,更應具備優秀之抗氧化能力。

測定油料抗氧化試驗(Oxidation Stability Test)之方法極多,但均利用油料在高溫,觸媒(銅粉、銅絲)等情況下加速油料之氧化後,所產生酸價或油渣之份量而判定,氧化後,酸價或油渣份量越多,則該油抗氧化性能越差。

    1.透平油之氧化試驗(ASTM D943)

    透平油或循環機油應有極高之抗氧化性,按ASTM D943「透平油之抗氧化試驗」(Oxidation Test for Turbine Oils)之規定,將300ml,油樣混以60ml水,保溫95℃,並在銅絲為氧化觸媒之情況下,以每小時3公升速率之氧氣通入,令油份加速氧化。測定油料酸價增至2.0時所需之時間。

    一般蒸汽輪機用之透平油,必須在此嚴格之情況下,經1500小時以上,酸價始升高至2.0。

    2.潤滑脂之抗氧化試驗(ASTM D942)

    一般均採用ASTM D942之「氧化彈性法」(Oxidation Bomb Test)測定潤滑脂之抗氧化性。將欲測定之油樣4公克,置於特製高壓氧化彈中之四小盤上。然後於彈中通以100psi壓力之氧氣,經24小時確證不漏後,將油樣帶彈浸入210℉之油浴中,同時調節彈內氧氣壓力為110psi,結果以100小時後之壓力降表示之。抗氧化性高之潤滑脂,吸收氧氣之趨勢極小,故壓力降(Pressure Drop)亦少。

一般壓力降為0-5psi者其抗氧化力極佳,視為一種優秀之潤滑脂。5-10psi者,仍不失為抗氧化性良好之產品。

(廿)泡沫試驗(ASTM D892)

潤滑油在空氣中攪動時,微小之空氣泡容易混入油中。當油料靜止時,此氣泡可迅速上升至液面而散失,但如油料之表面張力較低,氣泡不易散失,則不斷留下一層泡沫。此種泡沫之散失趨勢,可用「泡沫試驗」(Foam Test)測知,其單位:ml/ml,測定裝置如圖表第30所示。

圖表30.泡沫試驗裝置

試驗時分三個程序進行:

    1.第一程序(SequenceⅠ)-先將欲測之油料樣品約200ml加熱至120℉(49℃),再冷至75℉(24℃),倒入1000ml之刻度量筒中,油面高度應在180ml之2處,然後放入多孔之標準通氣石球3,蓋上橡皮塞4,(其中有通氣口5),再將量筒放入等溫水浴6中,油浴液面應在7處,當量筒內油溫達到規定溫度後,自8處以每分鐘94±5ml流量之空氣通過橡皮管9經多孔石球3呈無數之小氣泡冒出,經過5分鐘,總共通入空氣470ml後,立即停止通氣(立即拆除橡皮管),記錄泡沫高度為多少ml,同時記錄停止通氣後10分鐘時,泡沫所降低位置之ml數。

    2.第二程序(Sequence Ⅱ)-追加油料樣品至1000ml量筒,使油面高度為180ml處,俟油溫高達200℉(93.5℉)時,換入清潔多孔石球,同法通氣,並按同樣時間記錄泡沫高度。

    3.第三程序(Sequence Ⅲ)-攪除油中殘留泡沫及氣泡後,冷至75℉(24℃),再換用清潔多孔石球,同法通氣,並按同樣時間記錄泡沫高度,作成報告。

    例如,某油之泡沫試驗結果之報告如下:

(廿一)其他性狀

除以上所述外,潤滑油之其他若干共通性質敘述如下:

    1.壓縮性

    在極高之壓力下,潤滑油體積亦因高壓而縮小。其壓縮性(Compressibility)β,可用下式表之:

          m-2np

    β=───────────

         1+mp-np2

    式中之m及n為受溫度而變化之數值,而p則為壓力(以psi 表示)。如果壓力p小於1000psi,上式可簡化為:

    β=(m-2np)

    2.熱傳導度

    設計油料加熱系統時,需要瞭解油料之「熱傳導度」(Heat-Conductivity)。潤滑油及碳氫化合物油料之熱傳導度,約在0.740至1.000之間。各特定油料可由其比重(d)及溫度(t)下,按下式算出:

    0.821-0.000244t

       K=──────────

             d

    K=熱傳導度,Btu/sp.ft./hr./℉/in

    t=溫度,℉

    d=60/60℉之比重(Sp.Gr.)

    在0~800℉之溫度間,由上式可算得之K,誤差不出10﹪。實際計算時,可取K=0.9之平均值,誤差不至太大。

    3.表面張力

    潤滑油表面張力(Surface tension)約在28~32達因/㎝之間(水為72達因/㎝)。由於潤滑油之表面張力甚小,故容易在金屬表面擴散,達到潤滑及防銹之效果。表面張力可由duNouy儀器測定。

(廿二)潤滑脂之滴點(ASTM D566)

潤滑脂在規定之試驗方法下,由半固體變成液體時之溫度,稱為滴點(Dropping Point),其單位:℃或℉。潤滑脂之滴點往往因下列各因素而異:皂基之不同、皂基之份量、含水之多少。

潤滑脂滴點之高低,可表示各該潤滑脂使用溫度之範圍。鋰皂基,鈉皂基潤滑脂之滴點均高,適用於高溫;而鈣基,鋁基潤滑脂,則只限用於溫度不高之處。

測定滴點時,將潤滑脂加入脂杯中,並將脂杯置於特製之試管中,再以此管放於油浴中加熱,溫度徐升時應不時記其溫度,迨杯中之脂開始滴下時,則油浴與杯中滑脂二者之溫度平均值,即為滴點。

圖表31.滴點之測定


(廿三)潤滑脂之針入度(ASTM D218)

針入度(Penetration)又稱錐入度,為測定潤滑脂或柏油之軟硬程度。此種軟硬之程度,又稱為稠度(Consistency),其單位:1/10mm。稠度易因下列各因素而變化:皂基種類及份量,含水量,製造時攪拌之程度,冷卻之速度,儲存之溫度等五項。

一般所謂潤滑脂號數者(NLGI No),均以針入度之大小為準。

圖表32.針入度之測定

圖表33.潤滑脂捏和器

圖表34.NLGI號數表

NLGI 號數

捏和後針入度 (1/10 mm)

000

00

0

1

2

3

4

5

6

445~475

400~430

355~385

310~340

265~295

220~250

175~205

130~160

85~115

(廿四)硫及其他元素

潤滑油主要組成是碳氫元素;另外,常含有S及金屬元素,除了硫來自基礎油外,其它元素主要來自添加劑。這些元素和潤滑油性能有很大關係,因此為達成油中性能,必需加不同添加劑,所以油中元素自然不同。油品元素乃是非常重要的性狀,主要是它有兩個用途:鑑定油品品牌真偽,因為同一品牌及同等級油品的某元素應在一定範圍內,若油中元素不盡向同或其含量差異相當大,即可鑑定其真偽油品;另外,研判油品中添加劑消耗對潤滑影響,這是油品追縱重要項目,尤其當潤滑發生問題,要查尋發生問題原因更是不可或缺項目。

硫元素分析主要是針對活性硫。活性硫是容易與銅等金屬作用的高活性元素。它對潤滑油腐蝕性與極壓性有極大關係,有必要瞭解其含量。潤滑油中元素分析主要是利用化學分析方法,為了得到較佳的準確性及避免干擾,ASTM推薦很多種常用分析方法,一般均參考這些方法操做作。

 


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