润滑油的电导率与静电危害

　　润滑油会导电吗？纯净的润滑油基本是不导电的。那么问题来了——静电。因为绝缘体的导电性能比较差，摩擦时容易产生静电。油品在运输、流动中会和容器以及部件摩擦产生静电,这些静电如果不及时释放,有可能会产生静电火花而引起燃烧爆炸。

　　对于静电的产生来说，材料的绝缘性越好，越容易产生静电。绝缘体的电导率远远小于导体。

　　1.什么是润滑油的电导率：

　　对于实际运用来说，润滑油的电导率对我们有什么指导意义呢？润滑油的电导率表现了油液产生静电的难易程度，润滑油在输送、流动、使用中与材料发生摩擦，可能产生静电，而静电可能造成危害。

　　润滑油的电导率单位为pS/m。润滑油的电导率越低，那么润滑油的绝缘性越好，越容易产生静电。影响润滑油电导率的因素有：调配润滑油使用的基础油种类，添加剂的种类，油里含有的水分、杂质、机械杂质、金属粉末等等，都会影响润滑油的电导率。例如，纯水本身的电导率非常低，因此不导电。但是自来水会导电，因为里面含有一些金属矿物盐，酸和碱离子，因此自来水的电导率增加了。

　　2.润滑油会导电吗？

　　正常情况下，润滑油的电导率是很低的，因此可以用做绝缘油或者变压器油，虽然变压器油的作用不是润滑。尽管如此，有些情况下润滑油也可能会导电，主要和润滑油的成分（基础油，添加剂）、润滑油里含有的杂质有关。

　　3.哪些因素影响润滑油的电导率：

　　1）基础油与润滑油的电导率：

　　润滑油使用了基础油加上添加剂调配而成，基础油的精炼程度越低，极性越强，油的导电性相对强一些。根据基础油的精制方法和精制程度，美国石油学会API把基础油分为了五类：API I类油，API II类油，API III类油，API IV类油和API V类油：

　　基础油种类

　　API I类油：

　　API一类油使用溶剂精制工艺生产，这类基础油含有的芳香烃相对较多，饱和烃含量低于90%，粘度指数为80~120之间，添加剂在一类油里较容易溶解。

　　Ø 主要用途：普通齿轮油和液压油

　　Ø 电导率：API I类油极性相对较强，电导率小于10pS/m（很低）

　　API II类油：

　　API二类油采用了加氢裂化工艺，饱和烃含量大于90%，粘度指数在80~120之间，抗氧化性得到了增强，蒸发损失率降低。

　　Ø 主要用途：普通发动机油

　　Ø 电导率：极性比一类油弱，电导率低于10pS/m（很低）

　　API III类油：

　　API三类油采用了加氢异构化工艺，比II类油纯度更高，有些国家也把III类油标为合成油。III类油的饱和烃含量高于II类油，粘度指数高于120，芳香烃含量低。

　　Ø 主要用途：优质发动机油和工业润滑油。

　　Ø 电导率：如果不加入添加剂，三类油几乎没有极性，电导率很低，低于10pS/m。

　　API IV类油：

　　API四类油的典型代表是聚α烯烃（PAO或者SHC），属于合成油，粘度指数高于130。

　　Ø 主要用途：高档全合成发动机油，高档工业润滑油（如风电齿轮箱润滑油）

　　Ø 电导率：很低，小于10pS/m。

　　API V类油：

　　API五类油主要包括酯类油（双酯油、聚酯油POE、磷酸酯等），PAG，硅油等合成油。

　　Ø 主要用途：添加剂，特殊用途用油

　　Ø 电导率：极性强，电导率一般高于2000pS/m。

　　以前，生产润滑油一般使用API I类油。在过去几年里，润滑油品逐渐从API I类油转向使用性能更好的API II类、API III类基础油，合成油的使用也在逐渐增加。与API I类油相比，II类油和III类油具有多方面的优点，例如抗氧化性能更好，使用时间更长。但是相比API I类油，这些油相对更容易产生静电。静电的危害主要是三个方面：油品储运中的安全问题，静电放电时可能局部灼烧润滑油或者部件，还有一个是引起漆膜问题。

　　润滑油种类电导率（pS/m）

　　齿轮油电导率＞2000

　　汽轮机油电导率13

　　燃气轮机油电导率（PAO）1200

　　燃气轮机油电导率（酯类油）1500

　　发动机油电导率（以SAE 10W-40为例）＞2000

　　手动变速箱油＞2000

　　造纸机循环油电导率（Zn-P）350

　　造纸机循环油电导率（S-P）10

　　冷冻机油电导率（酯类油）1500

　　工程机械液压油电导率（环保无锌型）800

　　工业液压油电导率（含ZnDTP添加剂）250~2000

　　工业液压油电导率（酯类油）＞2000

　　磷酸酯抗燃油电导率＞2000

　　绝缘油电导率12

　　航空PAO润滑油电导率70

　　航空液压油电导率29

　　23 ℃ 时，润滑油的电导率（部分油类）

　　2）添加剂对润滑油电导率的影响：

　　除了基础油的种类，添加剂也会影响润滑油的电导率。有机金属添加剂会提高润滑油的电导率。常见的有机金属添加剂例如ZnDTP抗磨剂，在发动机油和液压油里都广泛使用，是一种多功能添加剂，可以抗磨、抗氧化、防金属腐蚀。由于ZnDTP里含有锌，对环境有影响，因此受到了限制。使用无锌型抗磨剂，润滑油的电导率相应降低，相对更容易产生静电。

　　3）温度对润滑油电导率的影响：

　　除了基础油和添加剂，温度也会影响润滑油的电导率。对于同一种润滑油，温度升高，润滑油的电导率随之升高。不过，润滑油电导率和温度之间的关系不是单纯的正比关系，不同的润滑油，在温度升高时，电导率的增加趋势不同。在温度不变的情况下，润滑油的电导率也不一定就是恒定的，润滑油里含有的水分、是否含有杂质、接触金属磨屑、添加剂的耗尽情况、润滑油的使用时间（氧化的程度）都会改变润滑油的电导率。

　　4）杂质对润滑油电导率的影响：

　　纯净的油电导率是很低的，因此常温下是绝缘的。润滑油在生产中需要往基础油里加入一些添加剂，使成品润滑油的电导率有所改变。而添加剂的类型，含有金属离子的数量导致成品润滑油的电导率有所区别。

　　润滑油在使用中应保持干净，如果油里含水或者含有一些金属粉末，就会明显改变润滑油的电导率。

　　4.润滑油为什么会产生静电：

　　润滑油在储运、循环流动中，由于油液与周围的部件产生摩擦，因此就可能产生静电。产生的静电电压强度与润滑油的电导率和流量有关。润滑油的电导率越低（润滑油的绝缘性越好），油在循环中的油量越多、油液流动中与管壁摩擦的越剧烈，产生的静电越强。

　　具体来说，这些情况下，润滑油和润滑系统更容易产生静电:

　　· 相比API I类油调配的润滑油，API II类油和III类油调配的润滑油更容易产生静电。

　　· 使用的添加剂配方不含有极性添加剂，例如无锌型。

　　· 成品润滑油（新油或者使用过的油）的电导率低于400pS/m的情况。

　　· 润滑油从狭窄空间或者较细的管子里流过。

　　· 润滑油流速很高。

　　· 滤芯设计问题，导致润滑油流动中与过滤材料剧烈摩擦。

　　· 胶管、油路没有接地。

　　· 油位降得过低。

　　· 油里含有大量气泡。

　　5.润滑油静电放电的危害：

　　如果润滑油品里累积了较多电荷，就有可能产生静电放电。某些情况下甚至可能引起静电火花，带来安全隐患甚至燃烧、爆炸。一般情况下，静电放电会发生在滤芯或者油箱，放电时发出轻微的噼啪声。如果静电电压较高，可能连续几次快速发生静电。当出现大面积不同材料相接的地方，就比较容易发生静电放电。润滑油的滤芯由于使用了较多塑料，和油接触时，容易产生静电。

　　静电放电时产生的电火花引起的瞬时高温可能接近1000℃，如果油品本身易燃的话，这么高的温度很危险。另外，油品挥发出来的烃类混合物蒸汽如果在油箱附近达到一定浓度，也可能带来自燃的危险。汽轮机油和液压油在循环流动中也可能产生静电并放电，但是一般很快就会熄灭。

　　6.液压油静电和汽轮机油静电：

　　最近几年，液压系统和汽轮机油产生静电的问题比以前多，主要的原因包括以下几个方面：

　　· 现在的液压油和汽轮机油、燃汽轮机油开始使用更多的API II类油和III类油，这些油的性能优于API I类油，但是电导率比I类油低。再加上汽轮机油里含有的金属有机添加剂很少，因此电导率较低，容易积累静电，可能导致漆膜问题。

　　· 随着设备要求的提高，相同的油箱需要对应更大的流量，油在流动中产生更多摩擦。

　　· 润滑油的清洁度要求越来越严格，尤其是液压油，这就要求润滑油过滤得很干净，过滤强度增加，更容易产生静电。

　　· 现在的设备对润滑油的清洁度要求很高，油滤得很干净，杂质更少。

　　7.润滑油电导率的检测：

　　某些情况需要检测油品的电导率，避免静电放电带来的危害，尤其使用、操作中涉及大批量的油品。如果静电会带来安全隐患，或者有些情况下发现不明原因的油品烧焦，油里发现来源不明的碳粒，可以对润滑油的电导率进行检测。润滑油电导率的检测标准参照ASTM D2624。

　　前面提到过，润滑油的电导率会随着温度升高而升高，如果在20℃时，润滑油的电导率大于400pS/m，那么油或者润滑系统就不容易遭受静电问题。如果润滑油的电导率低于400pS/m，那么相对就比较容易产生静电。

　　8.如何预防润滑油的静电问题：

　　如果润滑系统容易产生静电问题，接地是消除静电的一个常用方法，但是有些情况下接地不一定就能解决问题。如果接地不能解决静电问题，下面我们介绍另外四种消除静电的方法：

　　1. 使用防静电滤芯，这些滤芯使用的材料能把静电及时导走，防止静电放电。

　　2. 在油品适用的前提下，改用电导率高一些的润滑油。但是要充分评估并避免油品换用的风险。

　　3. 对润滑系统里的部件材料和结合方式进行改造，改用不易产生静电的材料，或者避免静电累积的材料。

　　4. 在允许的前提下调整流量、油箱大小，降低油在循环流动中的摩擦。

来源： OLM周刊

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