CÔNG NGHIỆP dầu NHỜN và các vấn đề LIÊN QUAN

MỞ ĐẦU
MỞ ĐẦU
Trong công nghiệp cũng như trong dân dụng dầu nhờn là chất
bôi trơn yếu trong các quá trình vận hành máy móc thiết bị, các động cơ.
Với vai trò hết sức quan trọng như vậy, dầu nhờn đã trở thành một loại
vật liệu công nghiệp không thể thiếu ở các nhà máy, xí nghiệp, cho quá
trình vận hành các thiết bị, máy móc, công cụ

NỘI DUNG
NỘI DUNG
I.
I.


ĐỊNH NGHĨA
ĐỊNH NGHĨA
1.
1.
Định nghĩa:
Định nghĩa:
Dầu nhờn là loại dầu dùng để bôi trơn cho các động cơ. Dầu
Dầu nhờn là loại dầu dùng để bôi trơn cho các động cơ. Dầu
nhờn là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và phụ gia, hay người ta
nhờn là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và phụ gia, hay người ta
thường gọi là dầu nhờn thương phẩm. Phụ gia thêm vào với
thường gọi là dầu nhờn thương phẩm. Phụ gia thêm vào với
mục đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những
mục đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những
tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được.
tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được.

2.
2.
Phân loại:
Phân loại:
- Phân loại theo trạng thái của dầu bôi trơn
- Phân loại theo trạng thái của dầu bôi trơn
+ Chất bôi trơn Khí.
+ Chất bôi trơn Khí.
+ Chất bôi trơn Lỏng (dầu bôi trơn, dầu nhờn )
+ Chất bôi trơn Lỏng (dầu bôi trơn, dầu nhờn )
+ Mỡ (chất bôi trơn bán rắn )
+ Mỡ (chất bôi trơn bán rắn )
+ Chất bôi trơn rắn.
+ Chất bôi trơn rắn.
- Phân loại theo mục đích sử dụng: có 3 loại chính.
- Phân loại theo mục đích sử dụng: có 3 loại chính.
+ Dầu cho động cơ.
+ Dầu cho động cơ.
+ Dầu truyền động (bo te de vitesse …)
+ Dầu truyền động (bo te de vitesse …)
+ Dầu công nghiệp.
+ Dầu công nghiệp.

*. Các cấp độ nhớt dầu động cơ theo SAE
J300
Cấp độ
Nhớt
Độ nhớt cao nhất, CPz
ở các nhiệt độ khác

nhau
Nhiệt độ bơn
giới hạn cao
nhất
Độ nhớt động học, cSt, ở
100 độ C
Thấp nhất Cao nhất
0W 3250 ở - 30 độ C -40 3,8 -
5W 3500 ở - 25 độ C -35 3,8 -
10W 3500 ở - 20 độ C -30 4,1 -
15W 3500 ở - 15 độ C -25 5,6 -
20W 6000 ở - 10 độ C -20 5,6 -
25W 3250 ở - 5 độ C -15 9,3 -
20 - - 5,6 >9,3
30 - - 9,3 >12,5
40 - - 12,5 >16,3
50 - - 16,3 >21,9
60 - - 21,9 >26,3

*, Các cấp độ nhớt dầu động cơ (GOST 17479 1-85)
Cấp độ nhớt
Độ nhớt động học, mm2/s, ở nhiệt độ
100 độ C -18 độ C, không lớn hơn
3
4 ≥ 4,1 1250
5 ≥ 5,6 2600
6 ≥ 5,6 10400
6 Lớn hơn 5,6 đến
bằng 7,0
-

8 “ 7,0 “ 9,3 -
10 “ 9,3 “ 11,5 -
12 “ 11,5 “ 12,5 -
14 “ 12,5 “ 14,5 -
16 “ 14,5 “ 16,3 -
20 “ 16,3 “ 21,9 -
24 “ 21,9 “ 26,1 -

3/8 “ 7,0 “ 9,3 1250
4/6 “ 5,6 “ 7,0 2600
4/8 “ 5,6 “ 9,3 2600
4/10 “ 9,3 “ 11,5 2600
5/10 “ 9,3 “ 11,5 6000
5/12 “ 11,5 “ 12,5 6000
5/14 “ 12,5 “ 15,5 6000
6/10 “ 9,3 “ 11,5 10400
6/14 “ 12,5 “ 14,5 10400
6/16 “ 14,5 “ 16,3 10400

*, Các nhóm dầu và lĩnh vực sử dụng theo GOST 17479 1-
85
Các nhóm
dầu
Lĩnh vực sử dụng
A Động cơ xăng và động cơ diezen không cường hóa

B
B1 Các loại động cơ xăng cường hóa thấp làm việc ở các điều kiện
dễ tạo ra cặn ở nhiệt độ cao, dễ ăn mòn các vòng bi
B2 Các động cơ cường hóa thấp

V
V1 Các động cơ xăng cường hóa trung bình, làm việc ở các điều kiện
dầu dễ bị ooxxy hóa và tạo cặn các dạng
V2 Các động cơ diezen cường hóa trung bình đòi hỏi các yêu cầu cao
về tính chống ăn mòn và khả năng chống tạo cặn các dạng của
dầu sử dụng

I
I1 Các động cơ xăng cường hóa cao, làm việc trong những điều kiện
khắc nghiệt khiến dầu dễ tạo cặn ở nhiệt độ cao.
I2 Các động cơ diezen cường hóa cao có hoặc không có tăng áp làm
việc trong điều kiện khắc nghiệt khiến dầu dễ tạo cặn ở nhiệt độ
cao.


D
D1 Các động cơ xăng cường hóa cao, làm việc trong những điều
kiện khắc nghiệt hơn so với nhóm I

D2
Các động cơ diezen cường hóa cao có tăng áp, làm việc trong
những điều kiện khắc nghiệt đòi hỏi dung dầu có khả năng trung
hòa cao, có tính chống ăn mòn, chống mài mòn tốt, có xu hướng
tạo cặn thấp để phù hợp với các loại nhiên liệu sử dụng.

E
E1 Các động cơ xăng cường hóa cao, làm việc trong những điều
kiện khắc nghiệt hơn so với nhóm D1

E2
Các động cơ diezen cường hóa cao, làm việc trong những điều
kiện khắc nghiệt hơn nhóm D2, có tính phân tán và chống mài
mòn tốt hơn.

*, Phân loại dầu động cơ theo phẩm cấp chất lượng
API
Cấp chất
lượng
Lĩnh vực sử dụng
SA Các động cơ làm việc trong những điều kiện nhẹ
SB Các động cơ làm việc với tải trọng trung bình
SC Các động cơ làm việc với tải trọng lớn (sản xuất trước 1964)
SD Các động cơ làm việc với tải trọng lớn (sản xuất trước 1968)
SE Các động cơ làm việc với tải trọng lớn (sản xuất trước 1972)
SF Các động cơ dung xăng không chì
SG Các động cơ được sản xuất từ 1989 trở đi
SH Các động cơ được sản xuất từ 1994 trở đi

SJ Các động cơ được sản xuất từ 1997 trở đi
Loại dùng cho động cơ diezen
CA Động cơ tải trọng nhỏ, dung nhiên liệu ít lưu huỳnh
CB Động cơ tải trọng lớn, không tăng áp, dùng nguyên liệu lưu nhiệt
CC Động cơ có hoặc không có tăng áp, làm việc ở điều kiện khắc
nghiệt.
CD Động cơ có tăng áp, làm việc với tải trọng lớn, dung nhiên liệu
nhiều lưu huỳnh.
CD-II Như nhóm CD, dùng riêng cho loại 2 kỳ
CE Động cơ tăng áp, sản xuất sau 1983
CF-4 Động cơ được sản xuất sau 1990

CF-2 Có các đặc tính tốt hơn CD-II, dùng cho động cơ diezen 2 kỳ
CG-4 Động cơ sản xuất sau 1994, có các đặc tính tốt hơn CF-4 và thỏa
mãn yêu cầu cao về tính độc hại và khí thải.

Chỉ tiêu chất lượng M-
12GP
M-
6/12-
G1
M5/10
-G1
M-
6V1
M-8V M-
6/10V
1
Độ nhớt động học ở 100
độ C, mm2/s
11-12 ≥12 10-11 5,5-6,5 7,5-8,5 9,5-
10,5
Chỉ số độ nhớt, ≥ - 115 120 125 93 120
Tạp chất cơ học % Kl, ≤ 0,015 0,015 0,015 0,02 0,015 0,02
Trị số kiềm, mg KOH/g, ≤ 2,3 7,5 5,0 5,5 4,2 5,5
Tro sunphát, % KL ≤ 0,3 1,3 0,9 1,3 0,95 1,3
Nhiệt độ chớp lửa cốc hở,
độ C, ≤
- 210 200 165 207 190
Nhiệt độ đông đặc, độ C,
≤
-15 -30 -38 -42 -25 -30

Khối lượng riêng ở 20 độ
C, kg/m3, ≤
900 900 900 880 905 890
*, Chỉ tiêu chất lượng dầu động cơ của Nga

II. THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN.
II. THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN.
1. Dầu gốc
Dầu gốc là dầu thu được sau quá trình chế biến, xử lý
tổng hợp bằng các quá trình xử lý vật lý và hóa học. Dầu gốc
thông thường gồm có ba loại là: dầu thực vật, dầu khoáng và
dầu tổng hợp.
1.1 Dầu thực vật :
Dầu thực vật chỉ dùng trong một số trường hợp đặc biệt. Nó
chủ yếu là phối trộn với dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp để đạt
được một số chức năng nhất định.
1.2. Dầu gốc khoáng
Ngày nay người ta thường sử dụng dầu khoáng hay dầu tổng
hợp là chủ yếu. Với tính chất ưu việt như giá thành rẻ, sản phẩm
đa dạng và phong phú, dầu khoáng đã chiếm một vị trí quan
trọng trong lĩnh vực sản xuất dầu nhờn, nhưng dầu tổng hợp
cũng được quan tâm nhiều bởi tính chất ưu việt của nó.

1.2.1. Cặn mazut
Mazut là phần cặn của quá trình chưng cất khí quyển có
nhiệt độ sôi cao hơn 350°C. Phần cặn này có thể đem đi đốt hoặc
làm nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn gốc
- Phân đoạn dầu nhờn nhẹ ( LVGO: Light Vacuum Gas Oil ) có nhiệt
độ sôi từ 300°C - 350°C.
- Phân đoạn dầu nhờn trung bình ( MVGO: Medium Vacuum Gas

Oil) có nhiệt độ từ 350°C - 420°C.
- Phân đoạn dầu nhờn nặng ( HVGO: Heavy Vacuum Gas Oil ) có
nhiệt độ từ 420°C - 500°C.

1.2.2. Cặn gudron
Cặn gudron là phần cặn còn lại của quá trình chưng cất chân không,
có nhiệt độ sôi trên 500°C. Trong phần này tập trung các cấu tử có số
nguyên tử cacbon từ C41 trở lên, thậm chí có cả C80, có trọng lượng
phân tử lớn, có cấu trúc phức tạp.

1.2.3 Nhóm chất dầu
Nhóm chất dầu bao gồm các hydrocacbon có phân tử lượng lớn,
tập trung nhiều các hợp chất thơm có độ ngưng tụ cao, cấu trúc hỗn
hợp nhiều vòng giữa hydrocacbon thơm và napten, đây là nhóm chất
nhẹ nhất có tỷ trọng xấp xỉ bằng 1.
1.2.4. Nhóm chất nhựa
Nhóm nhựa hòa tan được trong các dung môi như nhóm dầu
nhưng nó là hợp chất có cực nên có thể tách ra bằng các chất như
than hoạt tính hay silicagen. Nhóm chất nhựa gồm hai thành phần
là các chất trung tính và axit.

1.2.5 Nhóm asphanten
Nhóm asphanten là nhóm chất rắn màu đen, cấu tạo tinh
thể, tỷ trọng lớn hơn 1, chứa hầu hết hợp chất dị vòng có khả
năng hòa tan mạnh trong cacbon disunfua (CS2), nhưng không
hòa tan trong các dung môi nhẹ như parafin hay xăng, ở 300°C
không bị nóng chảy mà bị cháy thành tro.

1.3. Dầu nhờn tổng hợp
Dầu nhờn sản xuất từ dầu mỏ vẫn chiếm ưu thế do

nó có những ưu điểm như: công nghệ sản xuất dầu đơn giản,
giá thành rẻ. Nhưng ngày nay, để đáp ứng yêu cầu cao của
dầu nhờn bôi trơn, người ta bắt đầu quan tâm đến dầu tổng
hợp nhiều hơn.

2. Phụ gia cho dầu nhờn
Dầu nhờn thương phẩm để sử dụng cho mục đích bôi trơn là hỗn hợp
của dầu gốc và phụ gia. Do đó, chất lượng của dầu bôi trơn ngoài sự phụ
thuộc rất nhiều vào dầu gốc, nó còn phụ thuộc vào phụ gia.
Phụ gia là những hợp chất hữu cơ, vô cơ, thậm chí là những nguyên tố
hóa học được thêm vào chất bôi trơn, nhằm nâng cao hay mang lại những
tính chất mong muốn. Thông thường, hàm lượng phụ gia đưa vào là 0,01 –
5%, trong một số trường hợp phụ gia được dùng từ vài phần triệu cho đến
vài phần trăm. Do là những hợp chất hoạt động, vì vậy khi tồn tại trong dầu
phụ gia có thể tác dụng với nhau và làm mất chức năng của dầu nhờn.

Yêu cầu chung của một loại phụ gia:
- Dễ hòa tan trong dầu.
- Không hoặc ít hòa tan trong nước.
- Không ảnh hưởng đến tốc độ nhũ hóa của dầu.
- Không bị phân hủy bởi nước và kim loại.
- Không bị bốc hơi ở điều kiện làm việc của hệ thống dầu
nhờn.
- Không làm tăng tính hút ẩm của dầu nhờn.
- Hoạt tính có thể kiểm tra được.
- Không độc, rẻ tiền, dễ kiếm.

III. TÍNH CHẤT CỦA SẢN PHẨM DẦU NHỜN
III. TÍNH CHẤT CỦA SẢN PHẨM DẦU NHỜN
Độ nhớt của dầu thay đổi theo nhiệt độ. Khi ở nhiệt độ cao,

độ nhớt giảm và ngược lại. Dầu có độ nhớt thấp dễ di chuyển hơn so
với dầu có độ nhớt cao. Ngoài ra, do trọng lượng của các phân tử cấu
thành nên dầu nhờn có liên quan trực tiếp đến độ nhớt của nó nên
người ta thường gọi thành dầu nặng hay dầu nhẹ. Dầu nhẹ dùng để
chỉ loại có độ nhớt thấp, dầu nặng chỉ dầu có độ nhớt cao.

1.Tính chất vật lý.
1.1. Độ nhớt.
1.1. Độ nhớt.
Độ nhớt là yếu tố quyết định tính chất bôi trơn: chiều dày màng
dầu và mất mát do ma sát
- Nếu dầu có độ nhớt quá lớn:
+ Trở lực tăng
+ Mài mòn khi khởi động
+ Khả năng lưu thông kém.
- Nếu dầu có độ nhớt nhỏ:
+ Dễ bị đẩy ra khỏi bề mặt bôi trơn.
+ Khả năng bám dính kém.
+ Mất mát dầu bôi trơn.

- Độ nhớt động lực ( viscosite dynamique )
Là đại lượng đặc trưng cho trở lực ma sát nội tại sinh ra khi các phân tử
chuyển động tương đối với nhau.
- Độ nhớt động học (viscosite cinematique ).
Là độ nhớt kỹ thuật của dầu, được xác định bằng tỷ số giữa độ nhớt động
lực µ với tỷ trọng ρ của dầu.
- Độ nhớt qui ước ( viscosite empirique ).
Độ nhớt Engler ( 0E ), độ nhớt Redwood ( 0R )
Độ nhớt SSU (Second Saybolt Universal )
Độ nhớt là đại lượng kiểm tra sự thay đổi dầu trong

quá trình sử dụng, độ nhớt có thể biểu diễn dưới 3 dạng:

1.2 Chỉ số độ nhớt
Là đặc trưng cho mức độ ảnh hưởng của nhiệt độ đối với độ nhớt. Dầu
nhớt có VI càng cao thì độ nhớt của nó càng ít thay đổi theo nhiệt độ.
VI tùy thuộc bản chất của dầu nhớt. Dầu gốc khoáng có VI thấp hơn
dầu tổng hợp. Có thể làm tăng VI của dầu nhớt bằng cách dùng một
loại phụ gia đặc biệt

1.3 Điểm chớp cháy :
Là nhiệt độ thấp nhất dưới áp suất khí quyển mà hơi dầu
sẽ chớp cháy khi gặp ngọn lửa. Điểm chớp cháy cốc hở dùng
để đánh giá nguy cơ cháy của dầu nhớt khi tồn trữ, đong rót;
điểm chớp cháy cốc kín dùng để đánh giá tình trạng của dầu
nhớt khi đang sử dụng trong máy móc. Đối với cùng một loại
dầu nhớt, điểm chớp cháy cốc hở cao hơn điểm chớp cháy cốc
kín từ 15 đến 200C.

1.4 Độ bay hơi
Gắn liền với các hợp chất nhẹ. Là đại lượng thể hiện sự tiêu
thụ dầu trong quá trình sử dụng (mất mát do bay hơi).
1.5 Tính chất ở nhiệt độ thấp.
- Điểm vẩn đục: nhiệt độ mà ở đó xuất hiện các tinh thể paraffine
đầu tiên
- Điểm chảy: nhiệt độ thấp nhất mà ở đó dầu vẫn chảy lỏng
- Đo : làm lạnh chậm dần và quan sát ở mỗi 10C đối với điểm vẩn
đục và 30C đối với điểm chảy.