含水量分析
#水分汙染 #含水量 #潤滑油乳化
我們常聽人說:「油水不相容」 。這句話並不完全適用於潤滑油 。水分在潤滑油中可以以多種狀態存在,若不加以控制,會對昂貴的資產造成相當大的損害 。在本指南中,我們將探討潤滑油中水分帶來的挑戰,並討論可靠性專業人員可用於量測油中水分的方法 。
工業用油中的水分污染會導致機械零件的嚴重問題 。水分的存在會改變潤滑劑的黏度,並引起化學變化,導致添加劑耗盡以及酸、油泥和漆膜(varnish)的形成 。水分測試始終是潤滑劑狀態監測計畫的一部分 。歷史上,具有強大油水分離特性的工業用油,其水分污染一直難以用任何技術精確量測 。
水分在油樣中可以以三種相態共存:溶解態 (Dissolved)、乳化混合態 (Emulsion mix) 和 游離珠狀 (Free globules),
這使得取得具代表性的樣品具有挑戰性 。
這類油品的添加劑配方旨在當水分超過 50-250 ppm 的飽和極限時能有效分離水分 。超過飽和點後,水分會形成離散的水滴,若靜置則最終會與油分離 。
溶解水通常對工業應用影響不大,但游離水或乳化水必須嚴格控制 。
原理:純水會吸收紅外光,並在紅外光譜約 3400 cm-1 處被偵測到峰值 。ASTM E2412 標準實務即透過此峰值與水分濃度的關聯性進行量測 。
應用:此方法非常適合某些應用,例如含有助溶添加劑的引擎油 。分析過程快速、簡單且非常可靠,即使是非技術人員也能操作 。
限制與對策:當油中存在游離水或乳化水時,光線會發生散射而非吸收,導致難以直接關聯濃度 。
水分穩定法:使用表面活性劑預處理樣品以助溶解,但需精確添加化學品,不便於現場使用 。
均質化法:使用均質機將水分機械式地納入油中成為離散的微小水滴 。
FluidScan 油品分析儀即採用此技術,與卡爾費雪滴定法顯示出極佳的相關性 。
優點:由熟練的操作員執行時,可提供極高準確度與重複性,是其他分析技術的對比基準 。它可以測量任何狀態的水分:溶解、游離或乳化 。
原理:消耗的碘量等同於樣品中的含水量 。
限制:由於需要樣品預處理及使用易揮發化學品,幾乎總是在實驗室內進行,難以在設備現場使用 。
可靠性專業人員有多種方法可量測潤滑油中的水分 。選擇哪種方法取決於預算、人員培訓、所需的數據精度及其他因素 。最重要的是持續監測設備的水分污染,以避免意外停機和設備故障 。
FluidScan 利用紅外線光譜量測,並成功以內建資料庫比對,幫助可靠性專業人員判別油液狀態。