油中含水量檢測時出現的問題及處理方法

王秉杰

(航空工業過濾產品質量監督檢測中心，河南新鄉 453019)

0 引言

在目前的潤滑管理中，人們已經越來越深刻地意識到只有有效地控制油品的污染度水平，才能保障液壓設備減少設備零部件的磨損，從而達到提高設備可靠性和高利用率的目的。而在各種型號的油品的污染來源中，除了空氣和各種固體顆粒、化學污染外，最主要的就是水。

油中含水量受氣壓、溫度、濕度的影響非常明顯，在油品的使用過程，可能會因油品中時常含水而產生困擾，因此就需要對油品進行油中含水量檢測，以判斷使用中的油品是否滿足使用指標。文中對在進行油中含水量檢測時會出現的問題進行了說明，并對不同的問題提出了自己的觀點和建議。

1 油中含水量檢測時出現的問題

油中含水量檢測是指：采用專用的含水量分析儀(如卡爾菲休滴定儀)，檢測油品中的含水量。

1.1 油中含水量降低

(1)2006年11月23日，用潔凈干燥帶密封蓋的250 mL容量的玻璃瓶取潔凈航空液壓紅油YH-10 200 mL，共3瓶編號1號，2號，3號；然后用潔凈干燥注射器向3瓶紅油中分別注入蒸餾水：50，100，180 μL。將注入水的油樣放入60 ℃的烘箱，加熱1 h后檢測其含水量。油品狀態記錄在表1中。一年后，2007年10月18日再次觀察這3瓶油樣，油品狀態記錄在表1中。

表1 油品狀態觀察記錄表

(2)某客戶送檢的潤滑油油樣，油中含水量檢測數據見表2。

表2 某潤滑油油樣含水量數據

1.2 油中含水量測試值不穩定

從某過濾產品的油水分離效率試驗過程中獲得部分取樣油樣，這些油中含水量分析數據見表3。

表3 試驗油樣的油中含水量數據

2 問題分析

2.1 油中含水量降低

通過前面的分析可以看到：無論是在密閉的容器內，還是靜置狀態下的油樣，經過放置后油樣的含水量都會降低。

在常溫常壓下，含水油是一種結構復雜的混合物，靜置時因密度不一樣，兩者分界面整齊一致，油在上，水在下，界面明顯，即油水不互溶。當油品在設備或運行的系統內部，流動或被攪拌時油水兩者互相撞擊滲透，以顆粒狀(其直徑大小不等)相混合，此時水在油中存在的狀態主要有以下3種：

(1)溶解水。這種形態的水是以極微細的顆粒即分子水平溶解于油中，在油中分布較均勻，油呈透明狀態。

(2)游離水。常以水滴形態游離于油中，或沉降在油液底部。游離水是在油中溶解的水超過飽和點(溶解點)時出現。

(3)乳化水。油水之間的界面張力降低后，使油水結合在一起，形成乳化狀態，使油水難以分離。油品的顏色也因此變得模糊或是渾濁發白。

水在油中存在的形態，又可以在一定條件下相互轉換。如溶解水因溫度等條件而發生過飽和時，可以從油中凝析出來成為乳化水，而乳化水在長期靜止狀態或在外力作用下可能聚合沉淀形成游離水；反之游離水受外力攪動后形成乳化狀態，在較高的溫度下，乳化水與游離水也可以部分汽化而溶解于油變成溶解水。

前文提到的油中含水量的降低，雖然油液并沒有被加壓加溫，但由于水活性的因素油液中部分游離水汽化而溶解于油變成溶解水或形成了油包水，用卡爾菲休滴定儀進行檢測時，滴定儀會把油包水當作油來看待，而溶解于油包水中的那一部分水自然不會再被計算到所檢測的含水量的結果中，相對于游離水溶解前檢測的含水量數據，數值顯示是降低的。

另一個原因，即使油液渾濁底部有游離水析出，當油液靜置一段時間后轉變成清澈透明無明顯游離水，這一點說明注入油液中的游離水完全溶解成了溶解水或油包水，而且油液中溶解的水沒有達到油液的溶解度(即飽和度)。因為在達到油品的溶解水飽和度之前，油品的外觀是清亮透明的。

表4 幾種常用油品的含水飽和度

注：某種溶液的飽和度是指在100 g該溶液中溶質在溶液中所占質量分數

因為水溶解在油中，且沒有達到油品的水飽和度，所以檢測油中的含水量才會降低。

2.2 油中含水量測試值不穩定

第1.2節中的油樣來自于試驗過程中的現場取樣，在液壓系統運轉的過程中，油和水被高速攪拌在一起，油和水就會保持不相溶-相溶-不相溶重復循環的模式，油分子和水分子之間的狀態也極不穩定，游離水不能有效地溶解于油中，油也不能最大化地溶解游離水，油的溶解度(即飽和度)也一直處于不飽和態。因此當從取樣容器中抽取油樣時會抽取到游離水，而游離水在油中的沉降速度很快，抽取到游離水的多少就極大地影響了油中含水量的測試值，也造成了測試值的不穩定。

3 處理方法

3.1 油中含水量降低

油品的含水量不但會隨著油品貯存地點的環境溫度、濕度和大氣壓力變化，也會受到油品水飽和度的影響。在沒有達到油品水飽和度的極限之前，油品中的水會逐漸溶解于油中，所以油品中的含水量會一直處于逐漸降低趨勢。當含水量達到油品的飽和度極限后，溶解水會慢慢形成游離水與油分離，沉降在貯存容器的底部，當游離水出現時油品的含水量就會呈逐漸增加的趨勢。無論油中含水量降低或升高，油中含水量總是處于變化的狀態，所以經檢測得到的油品含水量的測試值具有典型的即時性，只代表取樣時，在取樣溫度、濕度、大氣壓下油中的含水量值，不能代表某油品某一時期或某一階段的油品含水量值。

針對油中含水量一直處于變化的特性，建議在進行油中含水量檢測時，標明被測油樣的取樣時間、地點、溫度、濕度、大氣壓力。由于油中含水量的即時性，被測油樣的取樣信息越詳細，就越容易得到油品含水量真實值，也會更直觀地看到油品含水量的變化趨勢，更便于對油品中的含水量做進一步的處理。

3.2 油中含水量測試值不穩定

油中含水量測試值的不穩定主要是由于油液中出現了游離水，水珠的沉降速度直接影響著注射器抽取油樣時油中的含水量，所以提高油中含水量測試值的穩定性主要取決于被測油樣的抽取。因此對于被測油樣的抽取做以下建議：

(1)對于非來自液壓系統和試驗現場抽取的試樣，底部出現游離水時，要對油樣進行充分高速攪拌，使油和水混合均勻后再抽取液樣。

(2)在被測油樣體積的1/2處抽樣。來自液壓系統和試驗現場的油樣，需要立即檢測油樣的含水量，在油樣的1/2處抽樣，可以獲得足夠分析用量，并可以捕捉到沉降中的游離水，此外可以避免抽取到沉積在油樣底部的大量游離水。

(3)目測油樣的渾濁程度，提高抽樣速度。當油樣中含游離水的濃度不一樣時，油樣的渾濁程度也不一樣，當油樣的渾濁度高時，說明油樣中的游離水含量較高，此時應加快抽取速度，降低因游離水沉降而造成的油中含水量測試值的不穩定。

3.3 對油中含水量的測試值不做重復性驗證試驗

油中含水量是一個處于變化的值，測試值只具有即時性，即使在取樣容器內取很少體積的油樣，其中的含水量也會因放置時間、環境溫度等因素而發生變化。因此對于油中含水量不合適做重復性驗證試驗。

4 結束語

油中含水量檢測是檢驗油品物理性能的手段之一，在檢測過程中出現的問題會直接影響到油中含水量測試值的真實性和準確性，文中僅針對兩點問題提出了自己的看法和處理方法，希望有所幫助。

【1】 鄧顯波,劉學忠,李志鋒,等.潤滑油含水量在線監測研究[J].燃氣輪機技術,2008,21(4):56-59.