ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÁI SINH DẦU NHỜN THẢI.DOC

Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Mở đầu
Chúng ta biết rằng: với bất kỳ một cơ thể sống nào muốn sống và hoạt
động đợc thì nhất thiết phải có nguồn thức ăn để nuôi cơ thể. Đối với các
trang thiết bị máy móc, động cơ cũng vậy, dầu nhờn chính là nguồn "thức ăn"
không thể thiếu và rất cần thiết cho chúng và cho một nền công nghiệp hóa
hiện đại hóa trên toàn thế giới. Và từ thuở xa xa, các bậc thiên tài đã nghiên
cứu và đúc kết nghiên cứu của mình một cách ngắn gọn, song rất hàm xúc dới
dạng ca dao tục ngữ lu truyền cho đến ngày nay, đó là:
" Không bôi trơn thì không đi đợc".
Với câu nói trên, chúng ta đã nhận ra đợc vai trò và tầm quan trọng
không thể thiếu của dầu nhờn trong quá trình hoạt động của các loại máy
móc thiết bị và động cơ cũng nh ý nghĩa và mục đích sử dụng dầu nhờn. Hơn
thế nữa, ngày nay chúng ta đang sống trong thời đại của khoa học và công
nghệ, với nền công nghiệp hiện đại ngày càng phát triển và xâm nhập vào mọi
hang cùng ngỏ hẻm trên toàn thế giới cũng nh xu hớng quốc tế hóa đời sống
kinh tế diễn ra mạnh mẽ trên toàn cầu thì dầu nhờn đòi hỏi cần phải đợc
nghiên cứu nhiều hơn để cho ra nhiều chủng loại dầu nhờn khác nhau với số
lợng và chất lợng ngày càng đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng hiện nay.
Theo thông kê năm 1997 [13], toàn thế giới sử dụng mỗi năm gần 40
triệu tấn dầu nhờn, trong đó có 60% là dầu nhờn động cơ. Khu vực sử dụng
nhiều dầu nhờn nhất là Châu Âu 34%, Châu á 28%, Bắc Mỹ 25%, còn các khu
vực khác chiếm 13%. Với các nớc khu vực Châu á - Thái Bình Dơng, hằng
năm, sử dụng 8 triệu tấn. Tăng trởng hằng năm là từ 5 - 6%. Đứng đầu là
Nhật Bản với 29.1%, tiếp theo sau là Trung Quốc 26%, ấn Độ 10%, Hàn
Quốc 8%, úc 5%, Thái Lan 4.6%, Inđonesia 4.5%, Malaysia 1.8% và Việt
Nam chúng ta khoảng 1.5%.
Cụ thể, hàng năm thị trờng Việt Nam tình hình tiêu thụ khoảng

110.000 - 120.000 tấn dầu nhớt các loại. Nhu cầu tiêu thụ của Việt Nam
trong những năm qua cụ thể nh sau [13-trang 176, 15 - trang 117]:
Bảng 1: Nhu cầu dầu nhờn Việt Nam (ngàn tấn).
Năm Mức tiêu thụ (tấn)
1992
1993
1994
1995
2000
2005
2010
54.000
65.000
72.000
85.000
141.000
207.000 (dự báo)
316.000 (dự báo)
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
1
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Nh vậy, với một nớc đang phát triển nh nớc ta thì với số liệu vừa nêu
trên thì không phải là một con số khiêm tốn. Và toàn bộ lợng dầu đã sử dụng
này là do nớc ta nhập từ nớc ngoài dới dạng dầu nhờn gốc và phụ gia về tự
pha chế hoặc dầu nhờn thành phẩm. Và hầu nh là toàn bộ lợng dầu nhờn sau
khi sử dụng thì lại bị thải trực tiếp ra ngoài môi trờng. Đây quả thật là một sự

lãng phí rất lớn về mặt kinh tế, bởi vì, dầu nhờn thải hoàn toàn có thể là một
nguồn nguyên tốt cho việc tái sử dụng lại. Hơn thế nữa, việc thải dầu nhờn
trực tiếp ra ngoài môi trờng lại gây nên sự ô nhiễm môi trờng rất lớn, trong
khi hiện nay chiến lợt "bảo vệ môi trờng" và khẩu hiệu "trái đất là đại gia
đình" là nhiệm vụ vô cùng quan trọng và bức xúc của toàn nhân loại, bởi lẽ
nó là những việc làm để bảo tồn và phát triển bền vững cái nôi của con ng-
ời".
Đứng trớc hai vấn đề nh vậy thì việc tái sinh dầu nhờn nhất thiết là
cần phải đợc nghiên cứu sao cho phù hợp với tình hình cụ thể của nớc ta và
đợc áp dụng nhanh chóng vào trong thực tế để không những tiết kiệm đợc
đáng kể nguồn nguyên liệu, tiết kiệm kinh tế mà còn gốp phần giải quyết nạn
ô nhiễm môi trờng, một vấn đề bức xúc của thế kỷ 21.
Hiện nay, trên thế giới có nhiều phơng pháp và công nghệ tái sinh
dầu nhờn khác nhau dựa trên các thiết bị phức tạp nh : xử lý bằng hóa chất,
chng cất chân không, trích ly và hydro hóa làm sạch. Tất cả những phơng
pháp tái sinh dầu nhờn hiện đại đều cho ra dầu nhờn hoàn toàn có thể thay
thế dầu nhờn gốc ban đầu. Tuy nhiên nó đòi hỏi phải có chi phí xây dựng dây
chuyền tái sinh lớn, kỹ thuật cao và công nghệ phức tạp.
Từ trớc đến nay, việc tái sinh dầu nhờn ở Việt Nam vẫn đơc thực
hiện bằng các phơng pháp đơn giản và cũng cha có một quy mô hoàn chỉnh
cho việc tái sinh dầu nhờn. Đứng trớc tình hình đó, với đề tài tốt nghiệp này
em tiến hành nghiên cứu phơng pháp tái sinh dầu nhờn thải với công nghệ
đơn giản, rẻ tiền và gốp phần hạn chế ô nhiễm môi trờng do dầu nhờn thải
gây ra đồng thời đem lại hiệu quả kinh tế cao phù hợp với tình hình đất nớc ta
hiện nay.

Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
2
Đồ

á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Phần I
Tổng quan lý thuyết về dầu nhờn
Chơng I : Giới Thiệu Chung Về Dầu Nhờn
I.1. Lịch sử phát triển của dầu nhờn [6]:
Khi con ngời lần đầu tiên chế tạo ra những chiếc xe có bánh và xe cổ
kéo thì chất bôi trơn cũng đợc tìm ra và sử dụng. Và kỹ thuật cùng với chất
bôi đã trở thành những yếu tố không thể tách rời nhau. Màng dầu mỏng đợc
bôi lên trên bề mặt làm việc đã tạo ra khả năng hoạt động nhịp nhàng và lâu
bền cho các cơ cấu do con ngời chế tạo ra.
Có rất nhiều chất liệu có thể dùng để bôi trơn nh mở nớc, mở động vật,
dầu thực vật, dầu thảo mộc và các sản phẩm dầu mở tổng hợp, các loại dầu mở
quánh, các chất rắn kim loại nóng chảy và thậm chí cả không khí nữa Tuy
nhiên, ở đây chúng ta chỉ đề cập tới chất bôi trơn đang đợc chú ý và sử dụng
rộng rãi nhất trong kỹ thuật ngày nay, đó là chất bôi trơn đợc chế biến từ dầu
mỏ.
Nhà bác học Nga nổi tiến D.l.Mendeleep chính là một trong những ngời
đầu tiên đặt vấn đến đề dùng mazut để sản xuất ra dầu nhờn.
Từ năm 1867, ngời ta đã bắt đầu chế biến dầu mỏ thành dầu nhờn. Năm
1870 ở Cream (Nga), tại nhà máy Xakhanxkidơ bắt đầu chế biến dầu nhờn từ
dầu mỏ. Năm 1876-1877, Ragorin đã xây dựng ở Bulakhan nhà máy chế biến
dầu nhờn đầu tiên trên thế giới có công suất 100.000 put/năm. Nhà máy này
đã sản xuất đợc 4 loại dầu nhờn: dầu cọc sợi, dầu máy, dầu trục cho toa xe
mùa hè và mùa đông. Đến năm 1879 thì Ragorzin cho xây dựng ở
Conxtantinop nhà máy thứ hai chuyên sản xuất dầu nhờn để xuất khẩu. Chính
Mendeleep cũng đã làm việc ở các phòng thí nghiệm và những phân xởng của
nhà máy này vào những năm 1880 - 1881. Dới sự chỉ đạo trực tiếp của ông,
nhiều cơ sở khoa học của ngành sản xuất dầu nhờn đã xây dựng và trong vòng

mấy năm sau đó dầu nhờn đã thực sự phát triển và đánh dấu một bớc ngoặc
trong lịch sử chế tạo chất bôi trơn. Dầu nhờn đã có mặt khắp thị trờng Pháp,
Anh và các nớc châu Âu, Châu Mỹ, Châu á, thậm chí còn gây ra sự cạnh tranh
khá quyết liệt giữa dầu nhờn của Nga và của Mỹ. Sau đó, các nhà máy còn có
chất lợng cao hơn cũng đợc xây, mở rộng và đã đặt nền móng cho sự thăng
tiến hùng hậu của ngành chế tạo dầu nhờn cho đến tận ngày nay.
Cũng trong thời gian đó, do công nghiệp và ngành vận tải đờng sắt phát
triển mạnh mẽ, nhu cầu về dầu nhờn tăng lên rất nhiều. Những sản phẩm dầu
xuất hiện đầu tiên trên thị trờng là dầu nhờn gốc dầu mỏ màu đen, trong khi
mở động vật có màu xám và dầu thảo mộc có màu hơi vàng. Dầu đen thì giá
rẽ hơn dầu sáng từ 3 - 4 lần. Điều đó có tác dụng quyết định đối với số phận
của nó ngay từ buổi đầu tiên sử dụng loại dầu mới này tiết kiệm đợc rất nhiều.
Tuy nhiên ngay cái buổi ban đầu đó, mặt dù dầu khoáng rẽ hơn rất nhiều và có
trữ lợng lớn song nó cha thể cạnh tranh với dầu thảo mộc và mở động vật.
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
3
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Thời kỳ đầu, ngời ta không sử dụng ở dạng nguyên chất dầu này mà
phải pha lẫn với các chất bôi trơn nh dầu ô liu, dầu thầu dầu, mở lợn grafit
Mãi về sau ngời ta mới bắt đầu sử dụng dầu nhờn nguyên chất một cách thận
trọng hơn. Và lúc đầu do ngời ta sử dụng cha quen dầu nhờn nguyên chất cho
nên việc sử dụng gặp nhiều khó khăn và kết quả xấu nh tổn thất tăng do ma
sát các chi tiết máy bị nóng lên, xảy ra nhiều sự cố. Các công trình nghiên
cứu của nhà bác học Nga nổi tiến N.P.Petrop đã tạo điều kiện để dầu nhờn đợc
sử dụng rộng rãi hơn. Trong tác phẩm của mình, ông đã nêu lên khả năng là
hoàn toàn có thể dùng dầu nhờn để thay thế cho dầu thảo mộc và mở động vật,

đồng thời nêu lên những nguyên lý bôi trơn áp dụng những nguyên lý đó ng-
ời ta đã thay thế việc sử dụng dầu nhờn và tất nhiên là nó đã không làm máy
móc hoạt động tồi hơn so với sử dụng dầu thảo mộc và mở động vật mà ngợc
lại nó mang lại những dấu hiệu tốt hơn.
Ngày nay, với những tiến bộ khoa học kỹ thuật không ngừng con ngời
đã xây dựng đợc những tháp chng cất chân không hiện đại thay thế cho những
nhà máy chng cất củ kỷ với những tháp chng có công suất thấp và tạo ra các
sản phẩm có chất lợng kém.
Những phơng tiện tinh chế mới cũng đã đợc xây dựng để chuyên sản
xuất ra các loại phụ gia cho vào dầu nhờn nhằm cải thiện và nâng cao chất l-
ợng cho các loại dầu nhờn. Ngành sản xuất dầu nhờn tổng hợp cũng đã vào
cuộc và đang đợc phát triển không ngừng.
Chúng ta đang sống trong thời đại của khoa học và công nghệ, nền công
nghiệp hiện đại đã và đang xâm nhập vào mọi hang cùng ngỏ hẽm trên toàn
thế giới và xu hớng quốc tế hóa nền kinh tế thế giới cũng ngày còn phát triển
mạnh mẽ. Tất cả những đặc điểm đã nêu trên của thời đại đã đặt ra sự cần thiết
là phải có nền công nghiệp bôi trơn tiên tiến, hiện đại và nó đang đợc đặt ra
một nhiệm vụ hết sức to lớn cho các quốc gia là phải xây dựng cho đợc một
nền công nghiệp dầu mỏ hiện đại, đáp ứng, thỏa mản nhu cầu ngày càng tăng
của nền kinh tế quốc dân đang không ngừng phát triển.
Các tập đoàn t bản lớn liên quan đến dầu nhờn nh PB, Castron, Exson,
Mobil, Total Esso đã có mặt hầu hết trên các nớc trên thế giới và hoạt động
trong mọi lĩnh vực của công nghiệp dầu mỏ nh nghiên cứu, thăm dò, khai thác
vận tải, lọc dầu, tiếp thị Họ cũng đã và đang áp dụng thành tựu mới nhất của
khoa học, đa nền công nghiệp dầu mỏ hàng năm tăng trởng không ngừng và
sản xuất dầu nhờn không ngừng đợc tăng cao về mặt chất lợng cũng nh số l-
ợng, sáng tạo thêm nhiều chủng loại mới.
Hiện nay, để đáp ứng đợc nhu cầu đa dạng và ngày càng tăng trởng của
nền kinh tế phát triển, trên thế giới đã sản xuất ra nhiều loại dầu nhờn khác
nhau. Và chỉ có những chuyên gia đi sâu về từng loại dầu nhờn thì mới có thể

hiểu sâu và hết đợc mọi chủng loại dầu nhờn hiện nay.
I.2. Tầm quan trọng của dầu nhờn :
Ngày xa, các bậc thiên tài đã tìm ra một nguyên lý rằng:
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
4
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Khi các bề mặt đợc bôi trơn so với không đợc bôi trơn thì tính trợc
sẽ dễ dàng hơn và bề mặt ít nóng hơn khi làm việc. [8-trang165]
Quả thật vậy, tất cả các bộ phận máy móc lớn hay nhỏ dù có tinh chế kỹ
đến thế nào thì những bề mặt của chúng vẫn không khỏi không có những chổ
gồ ghề rất nhỏ mà mắt thờng không nhìn thấy đợc. Khi hai bề mặt phẳng
chuyển động thì những chổ lồi lõm vô cùng bé đó cũng sẽ ngăn cản nhau, tạo
ra một lực cản gọi là lực ma sát, chính lực này đã làm cho các bộ phận máy
móc bị nóng lên, và khi nhiệt độ lên quá cao làm cho các mặt tinh chế chảy
dính lên trên các mặt của vật bị cọ sát. Do đó, lực ma sát tăng lên và làm cho
các bộ phận máy móc bị h hỏng. Và có lực ma sát thì làm cho các chi tiết máy
móc bị mài mòn dẫn đến độ chính xác của máy móc giảm sút, đồng thời ảnh
hởng đến cả tính chính xác của công việc và năng suất của máy móc đồng thời
lại tiêu hao năng lợng (vì muốn vận hành đợc máy móc cần phải có năng lợng
nhng do có ma sát nên một phần năng lợng bị tiêu hao vào việc chống lại lực
ma sát). Nh vậy, lực ma sát trong những trờng hợp này là những lực ma sát có
hại. Muốn giảm bớt lực ma sát này và hậu quả của nó thì nhất thiết phải có
dầu mỏ bôi trơn. Khi ta tra dầu mở bôi trơn vào các bề mặt chi tiết thì các
phân tử sẽ phân phối vào các chổ lồi lõm của mặt phẳng cọ sát, làm cho sự ma
sát giữa các phân tử sẽ hơn rất nhiều lần lực ma sát giữa hai mặt phẳng của bề
mặt chi tiết [16].

Trong đời sống hằng ngày cũng nh trong công nghiệp, vấn đề ma sát
luôn luôn đợc chúng ta đối mặt. Bởi vì, trong thực tế có nhiều ngành kinh tế
chỉ sử dụng máy móc chỉ ở mức là 30% nhng vẫn có hao mòn máy móc.
Nguyên nhân chủ yếu gây ra hao mòn cho các chi tiết máy móc là do lực ma
sát. Không chỉ với những nớc đang phát triển nh nớc ta mà ngay cả những n-
ớc phát triển, tổn thất do ma sát và do mài mòn gây ra chiếm tới vài phần trăm
tổng thu nhập quốc dân. Chẳng hạn nh là [4]:
CHLB Đức: Thiệt hại do mài mòn và do ma sát các chi tiết hàng
năm từ 32-40 tỷ DM. Trong đó ngành công nghiệp là 8,3 - 9,4 tỷ, ngành năng
lợng là 2,67-3,2 tỷ. Ngành giao thông vận tải là 17-23 tỷ.
Canada: Tổn thất hàng năm do ma sát là lên đến hơn 5 tỷ USD
Canada. Chi chí sửa chữa và bảo dỡng thiết bị tăng nhanh, chiếm 46% so với
chi phí đầu t ban đầu. Riêng trong ngành lâm nghiệp, chi phí sửa chữa gấp 3,5
chi phí ban đầu đầu t.
Việt Nam: Theo ớc tính của các chuyên gia cơ khí thiệt hại do ma
sát, mài mòn và chi phí bảo dỡng hàng năm lên vài triệu USD.
Chính vì vậy, việc làm giảm tác động của lực ma sát luôn là mục tiêu
quan trọng của các nhà sản xuất máy móc, thiết bị cũng nh ngời sử dụng
chúng. Để thực hiện điều này ngời ta đã dùng dầu bôi trơn. Khi hai mặt phẳng
của chi tiết chuyển động thì chúng đợc cách ly hoàn toàn bằng một lớp màng
dầu, nếu sử dụng loại dầu nhờn phù hợp với các điều kiện làm việc của máy
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
5
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
móc thì hệ số ma sát sẽ giảm đi 100 - 1000 lần so với khi cha có lớp dầu ngăn
cản.

I.3. Chức năng của dầu nhờn [3]:
Khi cho dầu nhờn vào động cơ ta nhận thấy rằng động cơ hoạt động
êm hơn, máy ít nóng hơn, lâu mài mòn hơn vậy dầu nhờn có chức năng nh
thế nào??? Chức năng dầu nhờn nh sau:
I.3.1. Làm giảm ma sát, chống mài mòn và chống xớc:
Đây là mục đích chính của dầu nhờn, bởi vì khi máy móc làm việc thì
các bộ phận máy móc có các bề mặt chi tiết cọ sát nhau sinh ra sức cản làm
cho máy móc h mòn. Với sự có mặt của dầu nhờn thì hai bề mặt tiếp xúc nhau
đợc tách ra chỉ còn ma sát nội tại của dầu nhờn, ma sát này nhỏ hơn rất nhiều
so với ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc của chỉ tiết máy. Do đó, ma sát giảm đi
đáng kể, dẫn đến độ mài mòn giảm và các bề mặt tiếp xúc đợc bảo vệ khỏi bị
xớc. Nh vậy, dầu nhờn trong động cơ có tác dụng làm cho máy trơn giảm đi sự
cọ sát, giảm bớt sự mài mòn, bị xớc của máy giúp máy hoạt động êm hơn và
đảm bảo cho máy móc làm việc có công suất tối đa.
I.3.2. Tác dụng làm mát máy:
Một tác dụng quan trọng nửa của dầu nhờn là làm mát máy và chống lại
sự quá nhiệt ở các chi tiết. Khi động cơ làm việc thì nhiên liệu cháy và sinh
nhiệt, một phần nhiệt năng sinh ra thì biến thành công, một phần nhiệt năng
còn lại cần phải đa ra ngoài, hơn nữa ở bề mặt cọ sát giữa hai chi tiết vẫn sinh
ra nhiệt, những phần nhiệt này cần phải đa ra ngoài để tránh sự h hỏng máy
móc. Ngời ta dùng dầu nhờn ngoài tác dụng bôi trơn giảm ma sát thì dầu nhờn
phải thu hút nhiệt năng và truyền ra nớc làm nguội.
Dầu nhờn đổ vào trong máy luôn luôn đa vào tất cả các bộ phận của
máy móc và lu động tuần hoàn trong máy. Cho nên khi độ nhớt của dầu nhờn
mà còn nhỏ thì dầu lu động trên bề mặt chi tiết càng nhanh và nhiệt năng
truyền ra càng nhiều. Trong điều kiện nhiệt độ giống nhau thì dầu nhờn có độ
dính cao, thì tính lu động kém hơn và nhiệt năng truyền ra tơng đối ít. Và ng-
ợc lại dầu nhờn có độ dính thấp có thể tản nhiệt tơng đối nhanh.
I.3.3 Tác dụng làm kín, khít:
Cho dù cố gắng đến mấy thì ngời ta cũng không thể nào khắc phục

những chỗ hở trong quá trình gia công và dù cố gắng đến mấy thì con ngời
vẫn không thể nào làm đợc cho bề mặt kim loại hoàn toàn nhẳn, và rồi khi
hoạt động thì các bề mặt chi tiết cũng không thể nhẵn đợc mãi. Chính những
chỗ hở này đã gây nên hiện tợng xì hơi ở buồng nổ của động cơ. Và ta hình
dung rằng nếu trong xilanh không có dầu nhờn thì hơi thừa sẽ từ buồng nổ qua
các khe hở nhỏ đa vào trong cacte. Khi ta cho dầu nhờn vào thì dầu nhờn sẽ
lắp đầy kít những khe hở nhỏ thành màng dầu có tác dụng ngăn hơi thừa
không đi qua đợc và đảm bảo đợc công suất cho động cơ.
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
6
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Dầu nhờn có độ bám dính cao thì tính năng làm kín sát càng cao.
I.3.4. Tác dụng tẩy rửa:
Khi động cơ làm việc, do sự tiếp xúc của hai bề mặt kim loại sinh ra các
hạt mịn kim loại đồng thời khi máy móc hoạt động thì luôn luôn hút không
khí vào, bụi cát cũng theo không khí mà vào động cơ, khi hổn hợp đốt cháy sẽ
hình thành mụi than, bản thân dầu nhờn ở những nơi có nhiệt độ cao sẽ sinh ra
hiện tợng bốc hơi, tách ly tạo thành hydrocacbya nh keo Những chất sinh ra
này luôn luôn thanh trừ khỏi bề mặt cọ sát. Công việc này sẽ do dầu nhờn đảm
nhiệm. Nhờ vào trạng thái chảy lỏng dầu đợc lu chuyển qua các bề mặt chi tiết
và cuốn theo các tạp chất có hại nêu trên và đa cào cacte dầu, rồi từ cacte đa
vào bầu lọc, dầu nhờn qua bầu lọc đợc biến thành dầu sạch còn các chất cặn
bẩn thì ở lại trong bầu lọc.
I.3.5. Bảo vệ bề mặt kim loại:
Bề mặt chi tiết, máy móc khi làm việc thờng tiếp xúc với oxy, hơi nớc
làm cho kim loại bị ăn mòn. Nhờ dầu nhờn tạo thành màng mỏng phủ kín lên

bề mặt kim loại nên ngăn cách đợc kim loại với tác nhân gây ăn mòn, nhờ vậy
mà bảo vệ bề mặt kim loại khỏi bị ăn mòn. Dầu nhờn còn đợc dùng để bảo
quản dụng cụ kim loại trong bảo quản và vận chuyển để chống han rỉ.
Với những chức năng u việt vừa nêu trên thì dầu nhờn ngày càng
khẳng định rõ vai trò vô cùng quan trọng của mình trong sự phát triển của
ngành công nghiệp trên thế giới.
I.4. Các tính chất sử dụng của dầu nhờn :
Để dầu nhờn có đợc những chức năng vừa nêu trên thì dầu nhờn cần
phải có những tính chất sau:
I.4.1. Tính chất bôi trơn làm giảm ma sát:[1, 8]
Khi một vật chuyển động lên một vật khác thì xuất hiện lực ma sát.
Chính lực ma sát này cản trở chuyển động của các chi tiết đó. Để giảm đi sự
cản trở này ngời ta dùng dầu nhờn có tính bôi trơn tốt, tức là khả năng chảy
loãng ra trên bề mặt các chi tiết. Tính chất phức tạp này gọi là tính chất bôi
trơn của dầu nhờn [8-trang170].
Theo nguyên lý bôi trơn [8], thì khi dầu đợc đặt vào giữa hai bề mặt
tiếp xúc nhau, chúng sẽ chảy loang và bám chắc vào bề mặt tạo nên một màng
dầu rất mỏng đủ sức tách riêng hai bề mặt tiếp xúc nhau. Khi hai bề mặt này
chuyển động chỉ có các phân tử trong lớp dầu tiếp xúc trợt lên nhau tạo nên
ma sát chống lại lực tác dụng gọi là lực ma sát nội (hay ma sát lỏng của dầu
nhờn). Nhờ thế làm giảm ma sát của các chi tiết hoạt động trong động cơ máy
móc.
Đặc trng cho ma sát nội là độ nhớt, vì vậy việc nghiên cứu đến tính
chất sử dụng dầu nhờn phải bắt đầu từ độ nhớt và đây cũng là yêu cầu cơ bản
nhất đối với dầu nhờn .
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
7
Đồ
á

n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Độ nhớt của dầu nhờn, đặc biệt là dầu nhờn động cơ là rất quan trọng
ở nhiều khía cạnh. Nó có ảnh hởng đến độ kín khít, tổn hao công ma sát, khả
năng chống mài mòn, và khả năng tạo cặn. Do vậy, trong các động cơ chuyển
động khứ hồi, độ nhớt của dầu có tác động chính đến lợng tiêu hao nhiên liệu,
khả năng tiết kiệm dầu, và hoạt động chung của cả động cơ.
Khi sử dụng dầu nhờn, thì cần phải chọn loại dầu nhờn có độ nhớt
thích hợp với môi trờng sử dụng. Khi sử dụng dầu nhờn có độ nhớt không phù
hợp sẽ gây ra những tác hại nh sau:
Nếu độ nhớt quá lớn:
Trở lực do ma sát nội tăng, động cơ phải tiêu tốn năng lợng lớn để duy
trì hoạt động bình thờng làm cho công suất của động cơ bị giảm.
Độ nhớt cao làm cho động cơ khởi động khó khăn, dầu khó lu thông
vào các bề mặt ma sát tạo ma sát bán khô, gây mài mòn nhanh chóng.
Dầu có độ nhớt lớn lu chuyển trong đờng ống khó khăn và khả năng
làm mát kém.
Nếu độ nhớt quá bé:
Dầu có độ nhớt nhỏ dễ bị đẫy ra khỏi bề mặt ma sát do không chịu đ-
ợc tải trọng, dễ dẫn đến ma sát giới hạn, gây mài mòn.
Dầu có độ nhớt nhỏ làm cho khả năng bám dính kém không có khả
năng che kín. Đặc biệt đối với những bề mặt ma sát đã dơ, mòn, dầu không
lấp đợc các khe hở dẫn đến bị dò lọt khí cháy, nhiên liệu.
Tăng lợng tiêu hao dầu nhờn do khả năng bay hơi cao.
I.4.2 Tính lu động:
Dầu nhờn, khi họat động trong môi trờng nhiệt độ thấp thì nhất thiết
phải có đợc tính lu động phù hợp để dầu nhờn có thể di chuyển từ nơi này
sang nơi khác, chẳng hạn nh dầu nhờn động cơ thì duy chuyển từ thùng chứa
sang cacte và chảy ngay đợc vào bơm khi động cơ khởi động. Trong trờng hợp
này, nhiệt độ đông đặc của dầu nhờn không phải là một chỉ tiêu tin cậy để cho

biết là liệu dầu này có thể chảy đợc vào bơm dầu hay không mà cần phải tiến
hành thử nghiệm trực tiếp trên các thiết bị mô phỏng sự khởi động nguội và
thiết bị thử nhiệt độ giới hạn của bơm. Tuy nhiên trong điều kiện khí hậu Việt
Nam thì tính chất này không quan trọng lắm.
I.4.3 Tính ổn định chống oxi hóa:
Tính chất này rất đáng đợc lu tâm vì các sản phẩm dầu nhờn do bị oxi
hóa nên sinh ra các chất tạo cặn, tăng cờng ăn mòn các ổ đỡ kim loại, hợp kim
Pb/Cu. Hơn nữa, các sản phẩm của quá trình oxi hóa xuất hiện làm cho dầu
nhờn thay đổi màu và thay đổi một số tính chất hóa lý của dầu nhờn nh: không
khí sẽ làm khuấy trộn dầu trong cacte (đối với dầu nhờn động cơ), độ axit tăng
lên, độ nhớt tăng lên, màu của dầu nhờn tối đi, trong dầu nhờn xuất hiện các
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
8
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
chất lắng ở dạng nhủ v.v Đây là nguyên nhân chính làm cho các chi tiết máy
móc, động cơ và hệ thống bôi trơn bị bẩn do các lớp cặn cacbon.
Khi động cơ làm việc ở nhiệt độ cao là điều kiện cho quá trình oxi hóa
xảy ra mạnh. Ngoài ra, còn một vài yếu tố khác cũng làm cho dầu nhờn bị oxi
hóa là:
- Lợng dầu chứa đợc trong cacte ít.
- Thời gian thay dầu lâu.
- Công suất ra của động cơ rất cao
Do vậy, khả năng chống oxi hóa là một yêu cầu quan trọng đối với dầu
nhờn, đặc biệt là dầu nhờn động cơ đốt trong. Khả năng chống oxi hóa của
dầu nhờn thờng đợc tăng cờng bằng cách cho thêm vào dầu các loại phụ gia
chống oxi hóa.

I.4.4. Tính phân tán, tẩy rửa:
Trong quá trình làm việc, các loại cặn cơ học sinh ra luôn là mối hiểm
họa đối với các thiết bị các thiết bị máy móc đặc biệt là các động cơ đốt trong,
chúng là bụi, muội than, và các mạt kim loại. Các cặn này có thể bám trên bề
mặt cần bôi trơn làm tăng ma sát giữa các bề mặt và là nguyên nhân gây nên
hiện tợng mài mòn mạnh. Không những thế, mà lợng nhiệt do ma sát gây ra
có thể gây quá nhiệt cục bộ dẫn đến động cơ hoạt động thiếu chính xác, hiệu
suất cũng giảm.
Để chống lại những hiện tợng vừa nêu trên thì ngời ta cho vào dầu
nhờn các chất phụ gia tẩy rửa và phân tán phù hợp. Các phụ gia này ngăn ngừa
khả năng tạo cặn và duy trì hoạt động của động cơ.
Các phụ gia tẩy rửa có chức năng giữ cho bên trong động cơ đợc sạch
sẽ, còn các phụ gia phân tán giữ cho các cặn cứng ở dạng keo, ngăn không cho
chúng tạo thành cặn vecni, cặn lắc hay cặn bùn. Hơn nữa, các phụ gia này còn
có khả năng trung hòa, có trị số kiềm tổng TBN đạt tới 50 - 70, để trung hòa
các sản phẩm axit trong quá trình cháy nhiên liệu.
I.4.5 Khả năng chống gỉ và ăn mòn:
Dầu nhờn nói chung và dầu nhờn động cơ nói riêng thì cần phải có
một số khả năng sau đây:
- Ngăn ngừa hiện tợng gỉ và ăn mòn, do nớc ngng tụ và các sản phẩm
cháy ở nhiệt độ thấp cũng nh chế dộ hoạt động không liên tục gây ra.
- Chống lại mài mòn do các sản phẩm axit trong quá trình cháy gây ra.
- Bảo vệ các ổ đỡ hợp kim đồng - chì khỏi sự ăn mòn do các sản phẩm
oxi hóa dầu gây ra.
Chỉ cần thiếu một trong các yếu tố trên cũng gây ra sự ăn mòn trong
các chi tiết máy móc động cơ, thiết bị. Do đó, các loại dầu nhờn cần phải đợc
pha chế bảo đảm tốt mọi tính năng chống mài mòn, ăn mòn. Đặc biệt trong
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
9

Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
các trờng hợp dầu nhờn động cơ xăng, khả năng chống ăn mòn - nhất là ăn
mòn ổ đồng- chì và chống gỉ do nớc ngng tụ và các sản phẩm không cháy đợc
hoặc không cháy hết trong nhiên liệu gây ra là hết sức quan trọng. Dầu sử
dụng cho động cơ điezel phải có khả năng chống lại sự ăn mòn các ổ đỡ hợp
kim do các axit và các sản phẩm cháy gây ra. Trong trờng hợp này thì các
chức năng chống ăn mòn gắn liền với độ kiềm các phụ gia tẩy rửa.
I.4.6. Khả năng chống lại sự tạo muội than, tạo cặn:
Trong buồng đốt của động cơ, nhiệt độ tăng lên rất cao và mọi hợp
chất hữu cơ đều có thể rất dễ bị cháy, nhng thờng thì động cơ không đủ thời
gian (quá trình xảy ra trong khoảng thời gian 1% giây) và không đủ oxi để
cháy hoàn toàn nhiên liệu và dầu lọt vào buồng đốt luôn có điều kiện tạo
thành mồ hóng, các hạt cốc, các sản phẩm cha cháy hết.
Việc tạo thành muội than trên các chi tiết động cơ bắt đầu từ việc hình
thành lớp màng keo trên các chi tiết đó. Trong động cơ khi làm việc thì những
phân tử dầu mới, mồ hóng và các hạt cốc không ngừng rơi vào màng keo. Sự
thay đổi đáng kể do màng dầu bị các sản phẩm cháy làm bẩn dẫn đến tạo
thành lớp than rắn trên bề mặt kim loại gọi là muội than.
Bề dày của lớp muội than không ngừng tăng lên và chỉ tăng lên đến
một độ dày nhất định vì khi bề dày lớp muội than tăng thì mép trên của nó sẽ
gần vùng nhiệt độ cao hơn và do bị nóng nhiều hơn, những phân tử dầu mới sẽ
gây ra sự thay đổi cũng nhiều hơn và cũng không có khả năng bám chắc trên
bề mặt muội. Đến một lúc nào đó lớp muội không tăng lên đợc nửa và sẽ xuất
hiện thế cân bằng cho tới khi do một số nguyên nhân nào đó mà vùng nhiệt độ
cao hoặc sẽ không tiến đến gần sát bề mặt lớp muội hoặc không tách ra xa bề
mặt đó.
Việc tạo muội trong buồng đốt làm giảm hoạt động lâu bền của động

cơ, tăng chi phí sử dụng do những nguyên nhân sau:
- Nhiệt độ các chi tiết phủ muội than tăng lên và khi lợng muội than
tăng lên thì thể tích buồng đốt bị thu hẹp, làm tăng tỷ lệ nén của động cơ, khả
năng trao đổi nhiêt kém đi sẽ tạo điều kiện xảy ra cháy kích nổ.
- Khi có muội than trên các chi tiết buồng đốt sẽ hạn chế lợng hổn
hợp nhiên liệu đi vào động cơ làm giảm công suất động cơ.
- Muội than có thể phá vỡ quá trình đốt cháy bình thờng nhiên liệu
trong bộ chế hòa khí động cơ, các hạt muối bị đốt cháy đỏ lên buồng đốt sẽ có
thể là nguyên nhân làm nguyên liệu cháy sớm.
- Muội đóng ở đế supap sẽ làm supap khó đóng, làm cháy supap.
- Muội than ở bugi đánh lửa sẽ làm cho nó không đánh lửa đợc.
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
10
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
- Các hạt muội than từ buồng đốt rơi xuống đáy cacte dầu sẽ làm
nóng vòng găng, tăng độ mài mòn các chi tiết làm việc và các chất lắng đọng
khác nhau trên các chi tiết động cơ cũng nh trong hệ thống bôi trơn.
Nh vậy, muội than rất có ý nghĩa quan trọng đối với dầu nhờn, chúng
gây ra rất nhiều tác hại. Khi dầu nhờn có chất lợng tốt thì trong quá trình sử
dụng sẽ không có hoặc ít có muội than hình thành trên bề mặt các chi tiết. Do
đó, dầu nhờn cần phải có tính chống lại sự tạo thành muội than.
Ngoài sự tạo muội than của dầu nhờn thì chúng còn có khả năng tạo
cặn. Việc tạo cặn của dầu nhờn cũng gây ra rất nhiều tác hại cho động cơ nh
là: làm tắc các rãnh dầu, đờng dầu và các bầu lọc, làm cho các dầu mới bị
giảm phẩm chất, cặn có thể quánh và rắn lại đến mức không thể dùng phơng
pháp cơ học để làm sạch do vậy dầu nhờn phải có tính chống lại sự tạo cặn.

Chơng II: Các Chỉ Tiêu Chất Lợng Của Dầu Nhờn
và Cách Xác Định Các Chỉ Tiêu Đó
Mỗi sản phẩm dầu nhờn lu hành trên thị trờng đều phải đạt một số chỉ
tiêu nhất định và dựa vào những chỉ tiêu này làm cơ sở cho việc đánh giá chất
lợng của các sản phẩm dầu nhờn. Việc phân tích và đánh giá chất lợng các sản
phẩm dầu nhờn thông qua các chỉ tiêu là điều rất quan trọng, nó giúp cho
chúng ta có thể có đợc đầy đủ những thông tin cần thiết và chính xác của các
loại dầu nhờn khác nhau cho phép chúng ta lựa chọn dầu nhờn phù hợp cho
từng mục đích sử dụng.
II.1 Trị số axit và kiềm:
Trị số axit và kiềm có liên quan đến tới trị số trung hòa, dùng để xác
định độ axit và độ kiềm của dầu nhờn (trị số trung hòa là tên gọi chung cho trị
số axit tổng và trị số kiềm tổng).
Chỉ số kiềm mạnh TBN (Total Base Number): là lợng axit đã đợc
tính chuyển ra số mg KOH tơng ứng, cần thiết để trung hòa lợng kiềm có
trong 1g mẫu và đợc xác định theo phơng pháp ASTM-D.2896 .
Chỉ số axit mạnh TAN (Total Acid Number): là số mg KOH cần
thiết để trung hòa lợng axit có trong 1g mẫu và đợc xác định theo phơng pháp
ASTM-D.664. [8-trang 186].
Các chất mang tính axit có mặt trong dầu nhờn là: axit vô cơ, axit hữu
cơ, este, keo, nhựa và các chất phụ gia Các chất mang tính kiềm có mặt
trong dầu nhờn là: các phụ gia tẩy rửa, muối kim loại
Sự có mặt của axit trong dầu nhờn gây ra những tác hại nh sau: khi có
nhiệt độ cao thì chúng gây ăn mòn các chi tiết kim loại của máy móc, động cơ
và ống dẫn, làm giảm tính ổn định chống oxi hóa của dầu. Ngoài ra, chúng
còn là những chất có hại cho chất lợng của dầu. Chính vì thế mà cần phải xác
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
11
Đồ

á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
định hàm lợng axit có trong dầu nhờn để tránh trờng hợp hàm lợng của chúng
quá giới hạn cho phép có trong dầu nhờn .
Có 3 phơng pháp dùng để xác định trị số trung hòa, đó là: [1]:
Phơng pháp I: ASTM-D.974 (xác định trị số axit và kiềm bằng ph-
ơng pháp chuẩn độ có dùng chất chỉ thị màu) đây là phơng pháp chủ yếu thích
hợp với các loại dầu màu sáng.
Phơng pháp II: ASTM-D.664 (xác định trị số axit của các sản
phẩm dầu mỏ bằng phơng pháp chuẩn độ điện thế) phơng pháp này đợc dùng
cho các sản phẩm tối màu.
Phơng pháp III: ASTM-D.2896 (xác định trị số kiềm của các sản
phẩm dầu mỏ bằng phơng pháp chuẩn độ điện thế dùng axit Percloric) phơng
pháp này đợc dùng để xác định các hợp chất kiềm có trong các sản phẩm dầu
mỏ.
Những phơng pháp ASTM-D.664 và phơng pháp ASTM-D.974 là thích
hợp cho việc xác định chỉ số kiềm tổng TBN và chỉ số axit mạnh TAN.
Phép xác định chỉ số axit và kiềm bằng phơng pháp chuẩn độ dùng chỉ
thị màu là phép xác định các hợp chất axit hay kiềm có trong dầu bôi trơn với
điều kiện là loại dầu bôi trơn này tan hoàn toàn hoặc gần nh tan hoàn toàn
trong dung môi Toluen và alkol izo-propylic. Nó dùng để xác định lợng kiềm
hay axit cần thiết để trung hòa các thành phần axit hay kiềm có trong bất kì
loại dầu mỡ mới hay loại đã dùng rồi, trừ dầu động cơ đặc biệt là dầu điezen.
Hiện nay, có rất nhiều loại phụ gia sử dụng nhằm nâng cao phẫm chất
dầu bôi trơn và tùy thuộc vào thành phần của phụ gia mà dầu cho vào có tính
axit hay kiềm. Trong một số trờng hợp có cả axit yếu và kiềm yếu, khi tan vào
trong dầu chúng không tác dụng với nhau mà chúng tác dụng với cả hai loại
axit mạnh và kiềm mạnh dùng để chuẩn độ cho cả hai trị số là axit và kiềm.
Cũng có những loại phụ gia khác có khả năng tham gia phản ứng trao đổi ion

với kiềm, cho nên trong quá trình trung hòa làm sai lệch các giá trị của phép
xác định. Những hiệu ứng của phụ gia đã che lấp mất sự thay đổi độ axit của
dầu có chứa chất phụ gia.
Rất nhiều phụ gia hiện đang sử dụng cho dầu động cơ có chứa các hợp
chất kiềm nhằm trung hòa các sản phẩm axit của quá trình cháy, lợng tiêu tốn
ở thành phần kiềm này là một chỉ số về tuổi thọ sử dụng của dầu. Phép đo độ
kiềm liên quan đến TBN hiện đang đợc áp dụng cho hầu hết động cơ, đặc biệt
là động cơ điezen.
Chỉ số axit tổng của dầu nhờn thải là một đại lợng đánh giá mức độ
biến chất của dầu do quá trình oxi hóa. Đối với hầu hết các loại dầu bôi trơn
thì chỉ số TAN ban đầu tơng đối nhỏ và tăng dần trong quá trình sử dụng, điều
đó phản ánh đúng sự mất dần chất chống oxi hóa. Tuy nhiên không nên sử
dụng chỉ số trung hòa nh là một tiêu chuẩn duy nhất để xác định độ h hỏng
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
12
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
của dầu do quá trình oxi hóa, bởi vì những chỉ tiêu khác nh là độ nhớt, hàm l-
ợng tro và tạp chất cơ học v.v phải đợc xem xét một cách thích đáng.
Trong dầu có hàm lợng lu huỳnh S cao thì dầu đó phải có TBN càng
cao, thông thờng thì TBN = 20%S . Trong khi sử dụng nếu nh TBN thay đổi
khoảng 50% thì thay dầu mới và trị TAN thay đổi khoảng 1% thì thay đổi dầu
mới [18-trang 96].
II.2 Độ nhớt:
Nhìn chung, mọi ngời đều công nhận rằng độ nhớt là một tính chất
quan trọng và cơ bản đối với các loại dầu bôi trơn. Độ nhớt là ma sát nội tại
trong lòng chất lỏng cản trở sự chảy của chất lỏng, đợc sinh ra bởi áp lực cơ

học giữa các hạt cấu tạo nên chất lỏng.
Độ nhớt, nó là một yếu tố quan trọng quyết định trong việc tạo thành
màng dầu bôi trơn ở hai điều kiện thủy động (màng dày) và bôi trơn thủy
động đàn hồi (màng mỏng). Thêm vào đó độ nhớt còn có thể xác định khả
năng khởi động động cơ dể dàng ở điều kiện lạnh và khả năng chịu đợc sự
sinh nhiệt trong ổ bi, bánh răng, xylanh, nó cũng đánh giá khả năng làm kín
khít của dầu cũng nh mức độ tiêu hao và thất thoát [1-trang 31].
Riêng đối với dầu nhờn động cơ, đặc biệt là động cơ ô tô thì độ nhớt
cũng là yếu tố ảnh hởng đến sự dễ dàng khởi động và tốc độ trục khuỷu. Nếu
dùng dầu có độ nhớt không phù hợp, chẳng hạn nh là độ nhớt quá cao so với
yêu cầu thì sẽ gây ra sức cản lớn khi nhiệt độ xung quanh thấp làm giảm tốc
độ động cơ và đó làm tăng lợng nhiên liệu tiêu hao kể cả ngay sau khi động cơ
đã khởi động, ngợc lại khi sử dụng loại dầu nhờn có độ nhớt thấp hơn so với
độ nhớt yêu cầu thì dẫn đến chống mài mòn và tăng lợng tiêu hao dầu [8-trang
201]. Nh vậy, đối với mỗi chi tiết máy điều cơ bản đầu tiên là phải dùng đầu có
độ nhớt thích hợp với những điều kiện vận hành máy móc khác nhau.
Khi sử dụng các phơng tiện tải trọng nặng thì sử dụng loại dầu bôi trơn
có độ nhớt cao. Ngợc lại, những phơng tiện nhẹ, tốc độ cao thì dùng dầu có độ
nhớt thấp. Độ nhớt cũng là một chỉ tiêu quan trọng trong việc theo dõi dầu
trong suốt quá trình sử dụng. Nếu biểu hiện độ nhớt tăng lên thì là dấu hiệu
của dầu bị oxi hóa còn nếu là độ nhớt giảm thì có thể là do nguyên liệu lẫn
vào hoặc là do các tạp chất khác lẫn vào [1].
Thông thờng sử dụng 3 loại độ nhớt sau: độ nhớt động học, độ nhớt
động lực, độ nhớt quy ớc [15-trang 16].
II.2.1 Độ nhớt động lực (kí hiệu là

hoặc là
à
): là lực cản tác động lên chất
lỏng khi có hai lớp chất lỏng chuyển động tơng đối nhau trong khoảng

cách 1cm, diện tích 1cm
2
, dới tác động của một lực là 1din, vận tốc
chuyển động 1cm/giây [17- trang16].
Đơn vị độ nhớt động lực thông thờng là Pa.s.
Theo Newton: độ nhớt động lực là chính là số đo khả năng chống lại
sự chảy của dầu nhờn đợc xác định bằng tỷ số giữa ứng xuất trợt

và tốc độ
trợt S theo phơng trình nh sau:
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
13
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải

sì=
Trong đó:
ứng suất trợt

là lực trợt trên một đơn vị diện tích vuông góc với ph-
ơng thẳng đứng (Pa).
Tốc độ trợt S là sự chêng lệch tốc độ trên một đơn vị khoảng cách theo
phơng thẳng đứng (gy).
Theo hệ đơn vị SI : độ nhớt đợc định nghĩa là lực tiếp tuyến trên một
đơn vị diện tích (N/m
2
) cần dùng trong quá trình chuyển động tơng đối (m/s)

giữa hai mặt phẳng nằm ngang đợc ngăn cách nhau bởi một lớp dầu dày 1mm,
đó đợc gọi là độ nhớt động lực, tính bằng pascal giây (Pas).
Theo hệ đơn vị CGS: độ nhớt động lực lại tính bằng poazơ P
(dyn.s/cm
2
) 1Pas = 10P và 1P =1g/1cm.s
Công thức tính độ nhớt động lực nh sau:

t
ì=
Trong đó: -

là mật độ dầu ở cùng nhiệt độ đo trong thời gian chảy t, g/cm
3
- t là thời gian chảy, s
-

là độ nhớt động lực tính bằng cP hay mPas.
II.2.2 Độ nhớt động học (kí hiệu là

):
Là tỷ số giữa độ nhớt động lực và mật độ của chất lỏng. Nó là số đo
lực cản chảy của một chất lỏng dới tác dụng của trọng lực [17-trang 16].
Nguyên tắc xác định độ nhớt động học là đo thời gian (tính bằng giây)
của một thể tích xác định của chất lỏng chảy qua mao quản của nhớt kế
chuẩn, dới tác dụng của trọng lực ở nhiệt độ xác định. Độ nhớt động học là
tích số giữa hằng số nhớt kế và thời gian chảy của dầu. Hằng số nhớt kế thu đ-
ợc bằng cách chuẩn trực tiếp với các chất chuẩn đã biết trớc độ nhớt hoặc từng
bậc với nớc cất. Nớc cất có độ nhớt chuẩn ở 0
o

C là 1,79 cP và ở 20
o
C là 1,002
cP.[17]
Trong hệ số đơn vị SI: độ nhớt động học đợc tính bằng m
2
/s hay
mm
2
/s (1mm
2
/s = 1cSt).
Trong hệ CGS: độ nhớt động học biểu thị bằng St = cm
2
/s nhng trong
thực tế thờng dùng đơn vị là centiStôc (cSt) :
1 cSt = 0,01 St = 1 mm
2
/s
Độ nhớt động học tính theo công thức sau:

tC
ì=
Trong đó:
-

là độ nhớt động học, tính bằng cSt hay mm
2
/s.
- C là hằng số của nhớt kế, mm

2
/s
2
.
- t là thời gian chảy, s.
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
14
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
II.2.3. Độ nhớt quy ớc:
Độ nhớt quy ớc là tỷ số giữa thời gian chảy qua nhớt kế (tính bằng
giây) của 200 ml sản phẩm dầu cần thử nghiệm ở nhiệt độ cần thiết, và thời
gian chảy của 200 ml nớc cất ở 20
o
C. Giá trị của tỷ số này biểu thị thành dộ
nhớt quy ớc Engle (
0
E). Nhớt kế Engle đợc dùng để đo độ nhớt qui ớc.
Nguyên tắc: dựa trên cơ sở so sánh thời gian chảy của 200ml chất lỏng
cần xác định với thời gian chảy của 200ml nớc cất ở 20
o
C qua nhớt kế Engle.
Giữa độ nhớt quy ớc và độ nhớt động học có mối quan hệ thực
nghiệm, nó đợc biểu thị bởi công thức gần đúng nh sau:
- Nếu độ nhớt động học

từ 1 đến 120 mm

2
/s thì:

E
31,6
E31,7
o
o
t
ì=
- Nếu độ nhớt động học

>120 mm
2
/s thì:

E4,7
o
t
ì=
hay
t
o
0135,0E ì=
Chú ý: công thức trên có thể dùng để tính chuyển độ nhớt động học
thành độ nhớt quy ớc dùng trong thực tế. Việc tính chuyển ngợc lại thì không
nên do việc xác định độ nhớt quy ớc không chính xác và chủ yếu là độ nhớt
quy ớc là không phản ánh tính chất vật lý của chất lỏng.
Nhiều phơng pháp và thiết bị đợc dùng để đo độ nhớt, nhng quan trọng
nhất vẫn là những dụng cụ mao quản, mà trong mao quản đó thời gian chảy

của dầu tỷ lệ với độ nhớt động học. Nhiều hình dạng mao quản khác đã đợc sử
dụng, các chỉ tiêu kỹ thuật và các qui trình sử dụng của tất cả các loại nhớt kế
động học mao quản làm bằng thủy tinh đợc dẫn ra ở ASTM-D.446.
Có những phơng pháp xác định độ nhớt nh sau [1, 8]:
ASTM-D.445: dùng để xác định độ nhớt động học của các chất lỏng
có màu trong suốt và mờ đục, hay các sản phẩm dầu mỏ lỏng, đặc biệt là dầu
bôi trơn, thờng đo ở nhiệt độ 40 và 100
o
C.
ASTM-D.1532: dùng để xác định độ nhớt của những chất lỏng bôi
trơn hàng không ở nhiệt độ thấp và số % chuyển đổi độ nhớt sau khoảng thời
gian là 3h và 72h mẫu đợc đặt ở nhiệt độ thấp.
ASTM-D.2893: đo độ nhớt ở nhiệt độ thấp của các chất bôi trơn hay
dùng cho ôtô, dùng nhớt kế quay Brookfield.
Đồ thị sự phụ thuộc độ nhớt động học vào nhiệt độ đợc dẫn ra trong
tiêu chuẩn D-341 (các độ nhớt - nhiệt độ dùng cho các sản phẩm dầu lỏng) là
những phơng tiện thuận lợi để xác định chính xác độ nhớt động học của một
loại dầu khoáng hay hydrocacbon lỏng ở bất kỳ nhiệt độ nào nằm trong vùng
giới hạn đã cho. Các đồ thị của sự phụ thuộc độ nhớt động học vào nhiệt độ sẽ
đợc thiết lập khi ta biết độ nhớt động học ở hai nhiệt độ khác nhau.
ASTM-D.2162: hớng dẫn dùng những nhớt kế mẫu và dầu có độ
nhớt chuẩn để kiểm tra các nhớt kế đo hàng ngày.
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
15
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Thông thờng ngời ta xác định độ nhớt của dầu nhờn ở nhiệt độ là 40

và 100
o
C thì ngời ta có thể đánh giá đợc là loại dầu nhờn đó là tốt hay xấu, có
còn đợc sử dụng đợc hay không. Ngời ta còn dùng độ nhớt để phân loại dầu
bôi trơn nói chung và dầu nhờn động cơ nói riêng.
II.3. Chỉ số độ nhớt [1, 6, 8, 15]:
Độ nhớt của dầu nhờn thay đổi theo nhiệt độ, áp suất. Tuy vậy, mối t-
ơng quan giữa nhiệt độ và độ nhớt gọi là tính nhớt nhiệt của dầu nhờn có ý
nghĩa quan trọng hơn cả.
Chỉ số nhớt kế VI (Viscosity Index) là con số ở trên thang đo qui ớc, là
một trị số chuyên dùng để đánh giá sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo
nhiệt độ. Chỉ số độ nhớt cao chứng tỏ là dầu đó ít thay đổi theo nhiệt độ, và
ngợc lại. Đối với dầu bôi trơn thì khi nhiệt độ càng tăng thì độ nhớt càng
giảm. Mức độ giảm độ nhớt của dầu nhờn khi nhiệt độ tăng là phụ thuộc vào
thành phần hóa học của dầu nhờn.
Tiêu chuẩn ASTM-D.2270 đa ra cách tính chỉ số độ nhớt của dầu bôi
trơn và các sản phẩm tơng tự từ giá trị độ nhớt động học của chúng đo ở 40
o
C
và ở 100
o
C. Tiêu chuẩn này đa ra hai cách tính, phơng pháp thứ nhất (A) áp
dụng cho các sản phẩm có giá trị VI đến 100 còn phơng pháp thứ hai (B) áp
dụng cho các sản phẩm có giá trị VI bằng 100 hay lớn hơn. Chỉ số VI là một
giá trị bằng số đánh giá sự thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ dựa trên cơ sở so
sánh khoảng thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ của hai loại dầu chọn lọc chuyên
dùng, hai loại dầu này khác nhau rất lớn về VI.
Loại dầu có chỉ số độ nhớt thấp thì độ nhớt của dầu thay đổi rất nhiều
theo nhiệt độ (các loại dầu Naphten), ngợc lại các loại dầu có chỉ số độ nhớt
cao thì độ nhớt của dầu ít thay đổi theo nhiệt độ (các loại dầu Parafin).

Độ nhớt động học
L-H
40
H (VI=100)
Nhiệt độ, oC
100
U
L (VI=0)
L-U
VI của dầu U = 100.(L-U)/(L-H)
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
16
Hình 2.1. Sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt độ;
lý giải về chỉ số độ nhớt (VI).
L - độ nhớt của dầu có VI = 0 (dầu có VI thấp dầu naphten).
H - độ nhớt của dầu có VI = 100 (dầu có VI cao dầu Parafin).
U - độ nhớt của dầu cần phải tính chỉ số độ nhớt
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Phơng pháp I: dùng cho các sản phẩm có chỉ số độ nhớt nhỏ hơn hoặc
bằng 100.
Nếu độ nhớt động học ở 100
o
C mà nhỏ hơn hoặc bằng 70mm
2
/s thì
chỉ số độ nhớt đợc tính theo công thức nh sau:

100
)HL(
)UL(
VI
ì


=
Trong đó:
- U: độ nhớt động học ở 40
o
C của dầu mà ta cần tính chỉ số độ nhớt,
tính bằng mm
2
/s.
- L: độ nhớt động học đo ở 40
o
C của một loại dầu có chỉ số độ nhớt
bằng 0 và cùng độ nhớt động học ở 100
o
C với dầu mà ta cần tính chỉ số độ
nhớt, tính bằng mm
2
/s.
- H: độ nhớt động học ở 40
o
C của loại dầu có chỉ số độ nhớt bằng 100
và có cùng độ nhớt ở 100
o

C với dầu mà ta cần phải tính chỉ số độ nhớt, mm
2
/s.
Những giá trị đó không đợc ghi trong bảng nhng nó vẫn nằm trong
phạm vi của bảng, thì bằng phơng pháp nội suy tuyến tính ta nhận đợc những
giá trị cần tìm.
Nếu độ nhớt động học của dầu ở 100
o
C nhỏ hơn hay bằng 70 mm
2
/s
thì các giá trị tơng ứng của L và H cần phải tra trong ASTM-D.2270. Sau đây
là bảng trích một phần trong ASTM-D.2270:
Bảng II.1 Những giá trị của L và H ứng với độ nhớt động học
ở 40
o
C và 100
o
C [1-trang 37, 17-trang 26]
Độ nhớt động học ở 100
o
C Giá trị L Giá trị H
2,00
2,10
5,00
5,10
15,00
7,994
8,640
40,23

41,99
296,5
6,394
6,894
28,49
29,48
149,7
Nếu độ nhớt động học ở 100
o
C lớn hơn 70 mm
2
/s thì công thức tính
chỉ số độ nhớt nh sau:

100
D
UL
VI
ì

=
, với D = L H
Trong đó:
- L đợc tính theo công thức sau: L = 0,8353 Y
2
+ 14,67 Y - 216
- D đợc tính theo công thức nh sau: D = 0,6669Y
2
+ 2,82Y - 119
Phơng pháp II: dùng cho các dầu có chỉ số độ nhớt bằng 100 hoặc lớn

hơn 100.
Chỉ số độ nhớt đợc tính theo công thức nh sau:
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
17
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải

100
00715,0
1)Nloganti(
VI
+

=


Ylg
UlgHlg
N

=
Trong đó :
- U và Y là những chỉ số độ nhớt đo đợc tơng ứng ở 40 và 100
o
C
của chất lỏng cần xác định chỉ số độ nhớt .
- H là độ nhớt động học ở 40

o
C của loại dầu có chỉ số độ nhớt bằng
100 và có cùng độ nhớt động học ở 100
o
C với dầu mà ta cần phải tính chỉ số
độ nhớt, mm
2
/s. Nếu độ nhớt động học ở 100
o
C mà nhỏ hơn hoặc bằng 70
mm
2
/s thì giá trị H tơng ứng đợc tra từ ASTM-D.2270. Nếu độ nhớt động học
ở 100
o
C lớn hơn 70 mm
2
/s thì H đợc tính theo công thức nh sau:

97Y85,11Y1684,0H
2
+=
ở các bảng trong tiêu chuẩn ASTM DS 39B cho phép đọc thực tiếp chỉ
số độ nhớt của các loại dầu mỏ. Các bảng đợc sắp xếp theo độ nhớt động học
ở 100
o
C. Bảng ASTM DS 39B bao gồm các chỉ dẫn độ nhớt từ 0 đến 300 đối
những loại dầu có độ nhớt thấp và từ 0 đến 200 đối với những loại dầu có độ
nhớt cao. Vùng có độ nhớt đo ở 100
o

C là từ 2 đến 74,90 mm
2
/s và đo ở 40
o
C là
từ 5,251 đến 5,569 mm
2
/s. Nếu độ nhớt chính xác của một loại dầu không tìm
thấy trong bảng thì có thể dùng phơng pháp nội suy giữa các giá trị có trong
bảng.
Trong nhiều trờng hợp, nếu nhiệt độ làm việc của máy mà ít thay đổi
thì ngời ta ít chú ý đến chỉ số độ nhớt. Còn trong trờng hợp nhiệt độ chạy máy
thay đổi trong khoảng rộng, nh động cơ ôtô, thì cùng với một số tính năng
khác chỉ số độ nhớt cũng đợc coi trọng.
Trong quá trình sử dụng dầu có biểu hiện thay đổi chỉ số độ nhớt thì đó
là dầu nhiễm bẩn có lẫn các sản phẩm khác. Đôi khi quá trình oxi hóa cũng là
nguyên nhân làm tăng chỉ số độ nhớt trong quá trình sử dụng. Việc giảm chỉ
số độ nhớt VI cũng có thể là có những lực phá vỡ cấu trúc phân tử của các phụ
gia Polyme có mặt trong dầu bôi trơn.
II.4. Màu sắc [1, 8] :
Sự khác nhau về màu sắc của dầu bôi trơn có nguồn gốc từ sự khác
nhau về dầu thô dùng chế biến ra nó, về khoảng nhiệt độ sôi, về phơng pháp
và mức độ làm sạch trong quá trình tinh luyện, về hàm lợng và bản chất của
phụ gia pha vào trong dầu.
Màu dầu rất khác nhau: từ trong suốt đến màu sẫm hoặc màu đen kịt.
Ngời ta nhận thấy rằng dầu bị tối màu dần trong quá trình sử dụng là dấu hiệu
của sự nhiễm bẩn hay sự bắt đầu của quá trình oxi hóa. Sự sẫm màu của dầu
kèm theo sự thay đổi không lớn chỉ số trung hòa và độ nhớt thờng là dấu hiệu
của sự nhiễm bẩn các chất lạ. Các tạp chất có màu có thể làm thay đổi màu
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp

HD-K44QN
18
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
dầu một cách rõ rệt, nhng không ảnh hởng đến các thuộc tính khác. Ví dụ nh
màu dầu ít có ý nghĩa đối với dầu động cơ. Rất nhiều các dầu mới có pha phụ
gia tối màu và thông thờng trong quá trình sử dụng thì dầu của động cơ tối
màu rất nhanh.
Nói chung, các phơng pháp so màu đều dựa trên cơ sở so sánh bằng
mắt thờng, lợng ánh sáng truyền qua một bề dày xác định của một loại dầu với
lợng ánh sáng truyền qua của một trong số các dãy kính màu. Theo ASTM-
D.1500 (màu của các sản phẩm dầu mỏ) thì phơng pháp thử là phơng pháp xác
định bằng mắt màu của các loại dầu bôi trơn và một số lợng lớn các sản phẩm
dầu mỏ khác, các loại sáp cũng nằm trong số đó.
Ngời ta dùng một nguồn ánh sáng tiêu chuẩn, còn mẫu thì đợc đặt
trong buồng thử rồi so sánh màu với các đĩa thủy tinh, màu có giá trị từ 0,5
đến 8,0.
Phép xác định màu của các sản phẩm dầu mỏ đợc sử dụng chủ yếu cho
các mục đích kiểm tra trong quá trình sản xuất và đối với ngời tiêu dùng thì
màu dầu cũng là một chỉ tiêu chất lợng quan trọng, vì ngời ta nhìn thấy đợc.
Ví dụ, trong quá trình chế biến dầu gốc, màu sắc của dầu là dấu hiệu hớng dẫn
cho ngời tinh luyện biết rằng quá trình hoạt động sản xuất có tốt không. Tuy
nhiên, thuộc tính này ít có ý nghĩa vì chúng không nói lên đợc chất lợng của
dầu, trừ các trờng hợp dầu trắng trong y học và công nghiệp, vì chúng thờng
dùng để pha chế hay đợc dùng làm các sản phẩm mà độ bẩn hay màu bẩn là
không đợc a chuộng.
II.5. Khối lợng riêng và tỷ trọng [1]:
Khối lợng riêng là khối lợng của một đơn vị thể tích của một chất ở

nhiệt độ tiêu chuẩn. Tỷ trọng là tỉ số giữa khối lợng riêng của một chất lỏng
đã cho ở nhiệt độ qui định với khối lợng riêng của nớc ở cùng điều kiện nhiệt
độ đó. Nh vậy, nếu khối lợng riêng của nớc là bằng 1 thì tỷ trọng của dầu và
khối lợng riêng của dầu là bằng nhau ở nhiệt độ quy định đó. Trọng lợng API
là một hàm đặc biệt của trọng lợng riêng chúng liên quan với nhau theo phơng
trình:

Nh vậy giá trị API sẽ tăng khi trọng lợng của dầu thay đổi theo nhiệt
độ và đợc xác định ở nhiệt độ nhất định, sau đó đa về nhiệt độ chuẩn.
Có các phơng pháp xác định khối lợng riêng và tỷ trọng nh sau:
Tiêu chuẩn ASTM-D.1250 cung cấp những bảng cho phép tính
chuyển khối lợng riêng và tỷ trọng đo đợc ở bất kỳ nhiệt độ nhiệt độ nào trong
khoảng từ -17,8
o
C (
o
F) đến 160
o
C (500
o
F) về nhiệt độ tiêu chuẩn ở 15,6
o
C
(60
o
F).
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
19
141.5

Trọng l ợng API =
Trọng l ợng riêng 60/60
o
F
- 131.5
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Phơng pháp đo ASTM-D.941 (khối lợng riêng và tỷ trọng của chất
lỏng đo bằng Pycnomet Lipkin có hai capila) dùng cho các phép đo khối lợng
riêng của chất lỏng bôi trơn bất kỳ có độ nhớt nhỏ hơn 15 mm/s ở 12
o
C.
Phơng pháp ASTM-D.1298 thờng dùng trong phòng thí ngiệm.
Ngời ta sử dụng một tỷ trọng kế bằng thủy tinh để xác định khối lợng riêng, tỷ
trọng, hay trọng lợng API của tất cả các sản phẩm dạng lỏng.
Phép xác định khối lợng riêng khá nhanh và dễ dàng vì các sản phẩm
của phân đoạn dầu thô nhất định thì chúng có khoảng nhiệt độ sôi và độ nhớt
nhất định cho nên chúng có khối lợng riêng trong một khoảng xác định. Ta
biết rằng với các loại dầu nhờn gốc khác nhau thì có khối lợng riêng khác
nhau ở cùng điều kiện nhiệt độ nh nhau. Ví dụ nh các loại dầu gốc parafin có
khối lợng riêng nhỏ hơn các loại dầu gốc có chứa thành phần naphten và
aromat. Chính vì vậy, ngời ta sử dụng khối lợng riêng trong việc nhận biết các
loại dầu nếu ta biết đợc khoảng nhiệt độ chng và độ nhớt của dầu.
Phép đo khối lợng riêng kết hợp với các phép đo khác cho phép nhận
biết thành phần hydrocacbon có trong dầu nhờn gốc, nh thành phần parafin,
naphten và aromat.
Khối lợng riêng của một chất bôi trơn ít có ý nghĩa trong vịêc đánh giá
chất lợng. Khối lợng riêng của dầu đã sử dụng cũng gần bằng khối lợng riêng

của dầu mới. Một giá trị khối lợng riêng bất thờng cho thấy rằng dầu bị lẫn
các sản phẩm khác hay một dung môi hay một chất khí. Chẳng hạn, sự thay
đổi khối lợng riêng của dầu động cơ có thể là do dầu bị nhiễm chất bẩn hoặc
có lẫn nhiên liệu vào. Tuy nhiên, khối lợng riêng và tỷ trọng đợc dùng chủ yếu
là để xác lập các chỉ tiêu về trọng lợng và thể tích trong vận chuyển, tồn chứa
và mua bán. Nh vậy, ứng dụng chủ yếu của khối lợng riêng là để chuyển đổi
trọng lợng sang thể tích hay từ thể tích sang trọng lợng.
II.6. Điểm chớp cháy và bắt lửa [1, 8, 10, 17, 18]:
Điểm chớp cháy của dầu đợc định nghĩa là nhiệt độ thấp nhất mà tại áp
suất khí quyển là 101,3 kPa, mẫu đợc nung nóng. Khi có ngọn lửa thì sẽ chớp
cháy và lan truyền tức thì trên bề mặt mẫu.
Nhiệt độ thấp nhất mà ở đó mẫu tiếp tục cháy trong 5 giây đợc gọi là
điểm bắt lửa.
Điểm bắt lửa và điểm chớp cháy của dầu mới thay đổi theo độ nhớt.
Dầu có độ nhớt cao thì sẽ có điểm chớp cháy và bắt lửa cao hơn. Thông thờng
độ bắt cháy phụ thuộc vào loại dầu thô. Dầu naphten thờng có điểm chớp cháy
và bắt lửa cao hơn dầu parafin có cùng độ nhớt. Quy luật chung là đối với các
hợp chất nh nhau thì có điểm chớp cháy và bắt lửa tăng khi mà trọng lợng
phân tử tăng.
Mặc dù điểm chớp cháy và bắt lửa của dầu là một đặc trng sơ bộ về
bản chất cháy của nó nhng chúng chỉ là một trong những yếu tố gây ra hỏa
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
20
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
hoạn của dầu. Để xác định điểm chớp cháy và bắt lửa của dầu bôi trơn ngời ta
thờng dùng ASTM-D.92 (xác định điểm chớp cháy và bắt lửa cốc hở) và

ASTM-D.93 (xác định điểm chớp cháy và bắt lửa cốc hở). Phơng pháp này
còn đợc dùng để xác định độ nhiễm bẩn của dầu bôi trơn bởi những lợng nhỏ
các chất dể bay hơi. Trong trờng hợp dầu động cơ điezen có sự giảm đáng kể
của điễm chớp cháy, có thể xác nhận một cách định tính rằng: việc hòa tan các
nhiên liệu vào dầu đã làm giảm đáng kể độ nhớt của dầu. Để xác định sự hòa
tan nhiên liệuvào trong dầu nhờn của động cơ xăng ta có thể dùng phơng pháp
ASTM-D.322.
Đối với ngời sử dụng, trong những trờng hợp nhất định, việc xác định
điểm chớp cháy và bắt lửa là hết sức cần thiết với công tác phòng chống cháy
nổ. Tuy nhiên, đó là một trong những tính chất cần lu ý, khi đánh giá toàn bộ
nguy cơ gây nổ của vật t. Hơn nữa, khi cần làm việc ở nhiệt độ cao mà ta lại
sử dụng dầu có điểm chớp cháy thấp, nghĩa là dễ bay hơi gây ra tiêu hao lớn.
Dầu mới thì có điểm chớp cháy và bắt lửa thấp hơn giá trị mà nó cần phải có
thì đó là dấu hiệu của dầu có độ nhớt thấp, có phân đọan dầu nhẹ, dung môi
dễ bay hơi và xảy ra quá trình cracking dầu do làm việc ở nhiệt độ cao. Nhng
nếu dầu mới lại có điểm chớp cháy và bắt lửa cao hơn mức bình thờng báo
hiệu cho sự pha trộn cho dầu có độ nhớt cao hơn.
II.7. Điểm anilin [1, 8, 10, 17, 18]:
Một hổn hợp gồm hai thành phần là hổn hợp hydrocacbon và anilin
không tan trong nhau chia thành hai lớp, khi tăng nhiệt độ lên thì hổn hợp
thành đồng nhất (tan hoàn toàn). Khi làm nguội từ từ đến một nhiệt độ xác
định nào đó thì hổn hợp lại bắt đầu phân lớp, biếu hiện bằng hiện tợng đục lên
của dung dịch. Nhiệt độ ứng với thời điểm xuất hiện hiện tợng đục này thì đợc
gọi là điểm anilin.[17 - trang 54]
Điểm anilin thờng đợc sử dụng để xác định hàm lợng aromat, naphten
và parafin có trong hổn hợp [15-trang 58]. Tuy nhiên, nó cũng có nhiều ý
nghĩa thực tiễn khác nh việc xác định chỉ ra hiệu ứng hòa tan của dầu vào các
chất hữu cơ, mà các chất này làm kín trong hệ thống thủy lực, các chất cách
điện v.v Nói chung, dầu có điểm anilin càng thấp thì càng làm trơng nở các
vật liệu làm kín.

Điểm anilin đợc xác định theo phơng pháp ASTM-D.661 bằng cách
trộn lẫn các thể tích tơng đơng của dầu, anilin và n- heptan, gia nhiệt cho đến
khi hỗn hợp tan trong đồng thể sau đó làm lạnh từ từ, nhiệt độ mà tại đó hổn
hợp tách thành hai pha chính là điểm anilin.
II.8. Cặn cacbon [1, 8, 10, 17, 18] :
Cặn cacbon đợc tạo ra khi cho bay hơi và nhiệt phân một sản phẩm
dầu mỏ. Cặn này không phải là cặn cacbnon hoàn toàn mà nó là một loại cốc
và còn bị biến đổi của quá trình nhiệt phân. Cặn cacbon chính là sản phẩm
cháy trong điều kiện thiếu không khí.
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
21
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Phơng pháp xác định cặn cacbon đợc sử dụng chủ yếu cho các loại dầu
gốc dùng vào việc sản xuất dầu nhờn động cơ và một vài loại dầu xylanh
nặng.
Dầu nhờn đợc tinh chế nghiêm ngặt thì hàm lợng cacbon càng giảm.
Vì vậy, hàm lợng cặn cacbon còn dùng để đánh giá mức độ tinh luyện của dầu
và nó cũng giúp cho việc lựa chọn các loại dầu nhờn cho những mục tiêu thích
hợp khác nhau. Nếu chúng ta sử dụng dầu nhờn có hàm lợng cặn cacbon lớn
có thể sẽ gây mài mòn và làm tắc nghẽn kim phun, tắc nghẽn hệ thống. Lợng
cặn cacbon trong dầu nhờn động cơ mà cao thì nó có thể gây ra hiện tợng
kích nổ hay làm tắc kim phun trong động cơ điezel hay có thể làm giảm thể
tích của buồng đốt do nó bám dính vào thành xylanh xupap. Các phụ gia có
mặt trong dầu nhờn cũng góp phần làm ảnh hởng đến hàm lợng cặn.
Có hai phơng pháp xác định hàm lợng cặn cacbon, thứ nhất là phơng
pháp ASTM-D.524 (xác định hàm lợng cặn cacbon của các sản phẩm dầu mỏ

theo Ramsbottom) mẫu đợc nung nóng ở nhiệt độ nhất định trong một quả cầu
thủy tinh có lỗ nhỏ để cho các thành phần bay hơi bốc hết đi. Phần cặn nặng
trong bóng thủy tinh tiếp tục cracking hóa và cốc hóa. Phần còn lại đem cân
và xác định hàm lợng cặn cacbon theo Ramsbottom. Phơng pháp thứ hai là
ASTM-D.189. Hai phơng pháp này chỉ khác nhau ở dụng cụ tiến hành là
chính còn về nguyên tắc là đun nóng để thực hiện quá trình cracking và cốc
hóa rồi cân lợng cặn còn lại.
II.9. Hàm lợng tro và tro sunfat [1, 8, 10, 17, 18] :
Hàm lợng tro đợc định nghĩa là lợng cặn không cháy hay các khoáng
chất còn lại sau khi đốt cháy một mẫu dầu nhờn. Một lợng nhỏ các tạp chất có
mặt trong thành phần tro có thể là thông tin cho phép xem xét liệu sản phẩm
dầu nhờn đó có thích hợp để sử dụng cho mục đích đã định hay không.
Thành phần chính của tro là: những oxit kim loại của Ca, Mg, Al, Fe,
V, Ni, Na, và oxit Silic do các muối thủy phân tạo thành [17-trang 25] .
Tro sunfat là hàm lợng cặn còn lại sau khi than hóa mẫu, sau đó phần
cặn đợc xử lý bằng axit sunfuric và đun nóng đến khối lợng không đổi. Ngày
nay, nhiều nhà sản xuất đã đa giới hạn cực đại của hàm lợng tro sunfat vào bản
đặc tính kỹ thuật của một số loại dầu nhờn động cơ. Hàm lợng tro sunfat trong
dầu nhờn động cơ khoảng từ 0,8 đến1,5% còn hàm lợng tro sunfat của phụ gia
đóng gói cho động cơ xăng là từ 7 đến 13% và cho dầu động cơ điezel là trên
17% [1-trang 28].
Việc xác định hàm lợng tro giúp ta đánh giá đợc lợng phụ gia đa vào
trong dầu bởi vì hàm lợng tro sunfat là tro của các loại phụ gia mà ta cho vào
dầu nhờn để làm tăng tính năng sử dụng của dầu nhờn. Với hàm lợng tro lớn
hơn quy định thì có thể nói rằng dầu bị nhiễm tạp chất, hoặc do sản phẩm của
quá trình mài mòn hoặc do các kim loại tan trong dầu và các loại tạp chất
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
22
Đồ

á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
khác. Nếu dầu nhờn thải có hàm lợng tro quá lớn thì khi thải ra ngoài môi tr-
ờng sẽ gây ô nhiễm môi trờng.
Có hai phơng pháp xác định hàm lợng tro:
+. Phơng pháp ASTM-D.482 dùng để xác định hàm lợng tro của các
loại dầu nhờn không có chứa phụ gia tạo tro (dầu tuabin và nhiều loại tuần
hoàn có độ nhớt cao) hoặc là có chứa phụ gia không tạo tro (dầu máy nén, dầu
bánh răng, dầu động cơ khí).
+. Phơng pháp ASTM-D.874 dành riêng cho các loại dầu có chứa các
phụ gia tạo tro. Phơng pháp này không nên dùng cho các dầu nhờn gốc cũng
nh các loại dầu nhờn không có phụ gia.
II.10. Hàm lợng Lu Huỳnh [1,8,17,18]:
Lu huỳnh có thể có sẵn trong dầu khoáng hoặc dầu gốc hay là trong
các phụ gia. Nó có thể hoạt động hóa học hay ở dạng tơng đối trơ ở dạng liên
kết với các hợp chất hữu cơ. Dạng lu huỳnh hoạt động gây ăn mòn, đặc biệt
đối với đồng và các hợp chất chứa đồng. Ngợc lại, một ít hàm lợng lu huỳnh ở
dạng trơ thì có tác dụng tốt, bởi vì nó làm tăng khả năng bám dính trên bề mặt
vật liệu bôi trơn.
- ASTM-D.129 (phơng pháp dùng bom) đợc áp dụng để xác định tổng
hàm lợng trong mọi loại dầu bôi trơn với điều kiện hàm lợng lu huỳnh ít nhất
phải bằng 1%. Nguyên tắc của quá trình là bật tia lửa điện để đốt cháy một l-
ợng nhỏ mẫu trong môi trờng oxi hóa ở áp suất cao. Sản phẩm cháy thu hồi, lu
huỳnh ở dạng kết tủa với BaSO
4
và đợc đem cân.
-ASTM-D.1266 (phơng pháp đèn) dùng để xác định hàm lợng lu huỳnh
tổng cộng có nồng độ từ 0,01 đến 0,4% trong các sản phẩm dầu. Để xác định
hàm lợng lu huỳnh có trong dầu bôi trơn hay các sản phẩm dầu mỏ có hàm lợng

lu huỳnh cao không thể đốt trực tiếp mà dùng phơng pháp pha trộn.
-ASTM-D.1552 (phơng pháp nhiệt độ cao) xác định tổng hàm lợng lu
huỳnh có trong dầu bôi trơn, có hàm lợng lu huỳnh lớn hơn 0,06%.
Hậu quả không mong muốn của lu huỳnh là gây ăn mòn, chẳng hạn
nh là ăn mòn tấm đồng. Tuy nhiên, do những biểu hiện cực áp có lợi nên trong
nhiều trờng lu huỳnh có mặt trong dầu bôi trơn ở dạng phụ gia thờng kết hợp
với các nguyên tố khác, nh phụ gia chịu áp, chống mài mòn, chống oxi hóa,
chống ăn mòn.
II.11. Chỉ số khúc xạ [1]:
Chỉ số khúc xạ là tỷ số của tốc độ một sóng ánh sáng trong không khí
so với tốc độ sóng ánh sáng đó trong dầu ở điều kiện nhất định. Do chỉ số
khúc xạ phụ thuộc vào thành phần của dầu nhờn cho nên phép đo này rất hiệu
dụng trong việc kiểm tra tính đồng nhất của dầu gốc cũng nh các dầu bôi trơn
khác. Đối với phân đoạn hydrocacbon hay các loại dầu có phân tử lợng tơng
đơng thì chỉ số khúc xạ sẽ tăng từ các hợp chất parafin, naphten, rồi đến
aromat.
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
23
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
II.12. Hàm lợng nớc [1, 8, 10, 17, 18]:
Hàm lợng nớc có trong dầu nhờn là lợng nớc đợc tính bằng % theo
trọng lợng thể tích hay theo ppm. Hàm lợng nớc trong dầu nhờn là một đặc tr-
ng quan trọng đối các loại dầu: dầu thủy lực, dầu ôtô, dầu bánh răng công
nghiệp, dầu tuabin, dầu xylanh, dầu công nghiệp, đặc biệt là nó rất quan trọng
đối với dầu biến thế. Nớc có trong dầu biến thế sẽ làm giảm điện áp đánh
thủng gây nguy hiểm cho máy biến thế.

Nớc có trong dầu không những đẩy nhanh sự ăn mòn và sự oxi hóa mà
nó còn tạo nên nhủ tơng. Trong một vài trờng hợp thì nớc thủy phân các phụ
gia tạo nên bùn mềm và xốp. Có thể loại nớc trong dầu nhờn bằng phơng pháp
lọc, ly tâm, chng cất chân không.
II.13. Sức căng bề mặt [1]:
Sức căng bề mặt đợc định nghĩa là lực bên trong tác dụng lên bề mặt
chất lỏng do sức hút của các phân tử nằm dới bề mặt. Phơng pháp tiêu chuẩn
ASTM-D.971 đo sức căng bề mặt bằng cách xác định lực cần thiết để nhất
một vòng dây bạch kim ra khỏi bề mặt chất lỏng có sức căng bề mặt lớn hơn,
nghĩa là hớng lên từ mặt phân chia nớc - dầu.
Sức căng bề mặt của dầu nhờn ít có ý nghĩa so với việc dùng nó để
kiểm tra chất lợng của dầu. Tuy nhiên, phơng pháp rất có ích trong việc đánh
giá chất lợng của dầu nhờn đã sử dụng. Thông qua sức căng bề mặt có thể dự
đoán khả năng bền oxi hóa của dầu nhờn.
II. 14. Điểm đông đặc:
Điểm đông đặc là nhiệt độ thấp nhất mà ở đó dầu bôi trơn đợc giữ tính
linh động ở điều kiện đã cho. Để xác định điểm đông đặc theo phơng pháp
ASTM-D.97, trớc tiên dầu đợc đun nóng để dảm bảo các cấu tử trong dầu tan
hoàn toàn, sau đó làm lạnh theo tốc độ quy định, cứ 3
o
lại kiểm tra tính linh
động của dầu một lần. Nhiệt độ đông đặc của dầu đợc xác định bằng cách lấy
nhiệt độ là tại đó dầu không linh động nghĩa là khi ta nghiên bình đựng nó, rồi
cộng thêm 3
o
C.
Hầu hết dầu nhờn đều chứa một số sáp không tan và khi làm lạnh dầu
thì những sáp này bắt đầu tách ra ở dạng tinh thể đang cài vào nhau tạo thành
một cấu trúc cứng, giữ dầu trong túi rất nhỏ của cấu trúc đó làm cho dầu mất
tính linh động. Để giảm nhiệt độ đông đặc của dầu thì ngời ta sử dụng phụ gia

hạ nhiệt độ đông đặc.
II.15. hàm lợng Clo:
Hàm lợng Clo là tất cả lợng Clo có mặt trong mẫu. Khi tiến hành xác
định hàm lợng Clo có mặt trong mẫucó thể đánh giá độ nhiễm bẩn của dầu
nhờn thải hoặc xác định lợng phụ gia của dầu nhờn.
Nếu dầu nhờn có chứa các hợp chất halogen làm sai số khi xác định
hàm lợng Clo. Có hai phơng pháp xác định hàm lợng Clo: phơng pháp dùng
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
24
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
bom ASTM-D.808 xác định Clo bằng trọng lợng chuẩn và phơng pháp ASTM-
D.1317 xác định Clo bằng thể tích. Cả hai phơng pháp này đều có thể áp dụng
cho dầu nhờn mới hay dầu nhờn đã sử dụng cũng nh dùng cho các loại mỡ.
II.16. sự pha tạp nhiên liệu:
Việc lẫn nhiên liệu vào dầu nhờn động cơ làm cho độ nhớt của dầu
nhờn giảm xuống, tăng khả năng mài mòn, làm giảm nhiệt độ chớp cháy làm
giảm tỷ trọng Sự pha tạp chất quá mức của nhiên liệu vào dầu còn có thể do
trục trặc trong quá trình vận hành máy.
Ngời ta xác định lợng nhiên liệu xăng lẫn vào trong dầu nhờn động cơ
theo phơng pháp chng cất ASTM-D.322 hoặc phơng pháp sắc kí ASTM-
D.3525. Và xác định hàm lợng nhiên liệu dầu điezel lẫn vào trong dầu nhờn
động cơ theo phơng pháp ASTM-D.3524.
II.17. cặn không tan:
Cặn không tan trong dầu nhờn là các chất bẩn, mạt kim loại do bị mài
mòn, đất cát bụi, muội nhiên liệu và các sản phẩm oxi hóa. Các cặn muội có
mặt trong dầu nhờn động cơ làm tăng độ đặc của dầu và tạo ra các cặn bùn

làm tắc các rãnh dầu, bầu lọc dẫn tới tình trạng nóng chảy bạc lót ổ đỡ, kẹt
trục khủyu. Cặn không tan làm cho dầu mới giảm phẩm chất ngay khi vừa cho
vào. Cặn bẩn lâu ngày sẽ quánh lại và đóng rắn đến mức không thể dùng các
phơng pháp cơ học để làm sạch đợc. Theo phơng pháp ASTM-D.893 có hai
cách xác định hàm lợng cặn không tan là phơng pháp ly tâm và phơng pháp
dùng chất đông tụ.
II.18. Chỉ số kết tủa:
Lợng chất kết tủa hay cặn (tính bằng cm) đợc tách ra từ hổn hợp theo
thể tích là 10% dầu và 90% naphtalen bằng cách quay li tâm ở những điều
kiện nhất định đợc gọi là chỉ số kết tủa.
Thông thờng dầu mỏ đợc tinh chế tốt thì không có tạp chất không tan
trong naphtalen còn loại dầu đợc tinh chế một phần hay dầu đen thờng chứa
các hợp chất không tan trong naphtalen. Những hơp chất này làm giảm chất l-
ợng của dầu vì chúng kém bền nhiệt, kém bền oxi hóa.
Phơng pháp ASTM-D.91 chỉ xác định tổng các chất rắn hay các chất
không tan trong dầu để nhận biết thành phần cần phải tách rồi mới tiến hành
phân tích.
II.19. chỉ số xà phòng hóa:
Chỉ số xà phòng hóa biểu thị hàm lợng kiềm tác dụng với 1g dầu khi
đun nóng theo một cách nhất định. Chỉ số xà phòng hóa cho biết lợng các chất
béo có trong dầu nhờn.
Các loại dầu khoáng có thể chứa các phụ gia, nh các chất béo, có thể
phản ứng với kiềm để tạo thành các xà phòng kim loại. Dầu động cơ đã sử
dụng có thể chứa các axit tự do, este và chúng có thể chuyển thành xà phòng
Trờng ĐHBK Hà Nội Trần Thị Thanh Hiên, Lớp
HD-K44QN
25