Phụ gia dầu nhớt có phải liều thuốc tiên

Trần Đình Huy tháng 8 11, 2020
Mọi loại dầu nhớt đều được tạo ra ra theo cách phối trộn. Dầu gốc + phụ gia, tỉ lệ chung:
  • Dầu gốc chiếm 75~99%
  • Phụ gia chiếm 1~25%. 
Tỉ lệ có thể thay đổi theo công thức của từng hãng sản xuất. Dầu gốc quyết định cơ bản tính năng dầu nhớt, phụ gia bổ xung nâng cao các tính năng của dầu cho phù hợp với yêu cầu của máy sử dụng. Nếu 02 loại dầu cùng dầu gốc thì công thức phối trộn phụ gia là nhân tố mấu chốt còn lại tạo nên sự khác biệt về chất lượng và đặc tính của dầu bôi trơn. Từng có giai đoạn nhiều thập niên khi mà công nghệ sản xuất dầu gốc không có đột phá. Ngành dầu nhớt  chuyển hướng sang cạnh tranh bằng phụ gia. Nhờ vậy ngày nay chúng ta có đa dạng chủng loại phụ gia. Phụ gia quyết định mức độ phù hợp của dầu cho những đòng máy nén khí khác nhau. Cũng như yêu cầu chuyên biệt của nhiều loại máy móc hiện đại.
Có nhiều thương hiệu dầu nhớt phóng đại về hiệu quả của phụ gia. Nhưng phụ gia cũng không phải là một liều thuốc tiên.  Phụ gia cũng đồng thời là nguyên nhân ẩn sâu làm dầu bị thoái hóa, tạo keo khi trộn lẫn các loại dầu khác nhau. Cùng nhiều điều thú vị khác, hãy cùng Huy tìm hiểu trong bài viết về phụ gia dầu công nghiệp này nhé.
 Nếu bạn không tiện đọc một bài viết dài bên dưới là 03 ý chính về phụ gia dầu.
  1. Phụ gia không thể biến chất bôi trơn kém chất lượng thành sản phẩm cao cấp chỉ bằng cách thêm chất phụ gia. Mua một loại dầu thành phẩm/dầu gốc kém chất lượng và cố gắng cải thiện chất lượng bôi trơn kém của nó bằng một số chất phụ gia đặc biệt là điều phi lý.
  2. Hiệu quả của phụ gia có thể chỉ là ảo với một số phân tích trong phòng thí nghiệm. Một số chất phụ gia có thể đánh lừa một bài test nhất định để đưa ra kết quả đạt. Thông thường, cần thử nghiệm oxy hóa và mài mòn đạt được chỉ số tốt hơn về hiệu suất của chất phụ gia. Sau đó, tiến hành các thử nghiệm thực tế để kiểm tra lại kết quả.
  3. Dầu gốc chỉ có thể hòa tan (mang theo) một lượng phụ gia nhất định. Do đó, việc thêm phụ gia bổ sung vào dầu có mức độ hòa tan thấp hoặc đã bão hòa với phụ gia có thể chỉ đơn giản là phụ gia sẽ lắng xuống và nằm vô tác dụng ở đáy cacte hoặc bể chứa.
Tại blog này Huy đã hệ thống hóa series những bài viết dầu công nghiệp cơ bản giúp kĩ thuật có thể hiểu và áp dụng vào thực tế sử dụng. Để hiểu rõ hơn về những vấn đề trên Huy sẽ cùng bạn đi hết bài viết này để bạn có thể hiểu tường tận về dầu máy nén khí và phụ gia. Hiểu bản chất phụ gia, gốc dầu & đặc tính máy nén khí giúp bạn quy đổi dầu, chọn lựa dầu tương thích. Đồng thời giải quyết những vấn đề chuyên sâu của máy nén khí liên quan tới dầu. v.v.. với chi phí tiết kiệm hơn. 

1, Phụ gia dầu nhớt là gì ?

Phụ gia là những hợp chất hữu cơ, vô cơ, bao gồm cả những nguyên tố hóa học được pha trộn thêm vào dầu nhờn để bổ xung hoặc nâng cao các tính chất riêng biệt vốn có của dầu gốc nhằm mục đích tạo ra dầu nhờn có đặc tính cần dùng tốt hơn. Thỏa mãn các yêu cầu cụ thể với từng mục đích sử dụng dầu đặc thù. Phụ gia chiếm tỉ trọng từ 0,01 ~ 15% khối lượng dầu nhớt. Trong một số trường hợp phụ gia được dùng từ vài phần triệu cho đến vài phần trăm.
Thành phần của phụ gia là các chất hữu cơ, vô cơ hoặc nguyên tố có tác dụng cải thiện một hay nhiều tính chất nhất định của dầu gốc.
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. Ngược lại, chúng cũng có thể tác động tương hỗ với nhau tạo ra một tính chất mới có lợi cho dầu nhờn, do đó công thức phối trộn các phụ gia là một cơ sở tạo sự khác biệt giữa hai loại dầu cùng dầu gốc.

Chính vì lý do trên việc cố ý hoặc vô tình pha trộn dầu máy nén khí khác thương hiệu sẽ làm xung đột phụ gia, xung đột phụ gia với gốc dầu làm biến đổi tính chất chung của dầu máy nén khí.
Thực tế sử dụng cũng chứng minh rất nhiều trường hợp máy nén keo dầu, thay đổi nền nhiệt khi chuyển đổi lần đầu sang hãng dầu khác, xử dụng lẫn lộn thương hiệu dầu khác nhau.  Cần xả hết dầu cũ bao gồm lượng tồn đọng trong đường ống, két giải nhiệt, khoang hộc đầu nén. Cách tốt nhất bạn nên chạy cháng một lượt dầu mới khi thay dầu.

Yêu cầu 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.
Yếu tố then chốt đối với phụ gia là khả năng tương thích không xung đột với dầu gốc, không xung đột phụ giữa các phụ gia trong cùng một loại dầu, khả năng hòa tan trong dầu gốc.
Tỉ lệ % của phụ gia cũng là yếu tố quan trọng, sự sai khác của tỉ lệ phụ gia cũng gây bão hòa, lắng...Tạo thành chất gây hại phá hủy dầu.
Các hãng sản xuất dầu nhớt phải thường xuyên nghiên cứu nhằm xác định tỷ lệ và loại phụ gia pha trộn để có sản phẩm phù hợp nhất. Mỗi một hãng sản xuất dầu nhờn sẽ có một công thức pha trộn với tỷ lệ khác nhau. Điều này tạo ra sự khác nhau về chất lượng dầu giữa thương hiệu này với thương hiệu kia.

Nhiều chất phụ gia hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn

Khi nhiều chất phụ gia được trộn vào dầu, đôi khi không tăng được thêm lợi ích nào mà đôi khi hiệu suất thực sự còn bị giảm sút. Trong nhiều trường hợp, hiệu suất của chất phụ gia không cải thiện nhưng thời gian sử dụng lại cải thiện.
Việc tăng tỷ lệ phần trăm của một chất phụ gia nhất định có thể cải thiện một đặc tính của dầu đồng thời làm giảm chất lượng thông số khác. Khi nồng độ quy định của các chất phụ gia trở nên mất cân bằng, chất lượng dầu nói chung có thể bị ảnh hưởng. 
Một số chất phụ gia cạnh tranh với nhau trong cùng một không gian trên bề mặt kim loại. Nếu nồng độ cao chất chống mài mòn được thêm vào dầu, chất ức chế ăn mòn có thể trở nên kém hiệu quả hơn. Kết quả phản tác dụng là gia tăng các vấn đề liên quan đến ăn mòn.

Phụ gia bị hao hụt khi sử dụng !

Phụ gia dầu bị cạn kiệt như thế nào ? Hầu hết các chất phụ gia này được tiêu thụ và cạn kiệt bởi:
"phân hủy " hoặc sự cố, “ hấp phụ ” lên bề mặt kim loại, hạt và nước, và “ tách” do lắng hoặc lọc.
Cơ chế hấp phụ và phân tách liên quan đến sự truyền khối hoặc chuyển động vật lý của chất phụ gia.
Đối với nhiều loại phụ gia, dầu được sử dụng càng lâu thì gói phụ gia còn lại càng kém hiệu quả trong việc bảo vệ thiết bị. 
Khi gói phụ gia yếu đi, độ nhớt tăng lên, bùn bắt đầu hình thành, axit ăn mòn bắt đầu tấn công ổ trục và bề mặt kim loại, và/hoặc mài mòn bắt đầu tăng lên. Nếu sử dụng dầu có chất lượng thấp, thời điểm bắt đầu những vấn đề này sẽ xảy ra sớm hơn nhiều.
=> Phụ gia bị hao hụt khi sử dụng. Không có gì bền vững bằng một loại dầu có gốc dầu cao cấp hơn.

Tăng cường phụ gia hay chọn dầu gốc tốt hơn

 Cũng chính từ lúc công nghệ sản xuất dầu gốc bằng xúc tác hydrocracking phát triển. Sản phẩm dầu nhớt có 02 lựa chọn để nâng cao chất lượng:
  1. Dùng dầu gốc cao cấp hơn và dùng ít phụ gia hơn
  2. Dùng dầu gốc thấp cấp + phụ gia cao cấp
Xét trên phương diện kĩ thuật thì dầu gốc cao cấp hơn sẽ mang lại hiệu quả, khả năng bôi trơn của dầu vượt trội và bền bỉ.
Xét trên góc độ kinh tế & thương mại việc thêm phụ gia cải thiện chỉ số dầu sẽ mang lại hiệu quả kinh tế hơn. Tất nhiên vẫn có thể thêm phụ gia cao cấp để tăng tính năng của dầu nhưng nó lại làm tổng giá thành tăng cao, vì phụ gia thường đắt đỏ. Tức cần cân đối giữa chi phí thêm phụ gia có đắt hơn dầu gốc mới không ?

2, Những loại phụ gia cho dầu nhớt cần có

cong thuc phu gia dau nhot Phụ gia dầu nhớt được phân loại theo 03 nhóm công năng, ngoài ra phụ gia cũng có thể phân loại theo hệ sử dụng kẽm và không dùng kẽm.
Nhóm phụ gia biến đổi tính chất của dầu gốc: 
như phụ gia làm tăng chỉ số độ nhớt, phụ gia làm giảm điểm rót chảy, phụ gia chống biến dạng phớt.
Nhóm phụ gia bảo vệ dầu:
Gồm có các chất ức chế ô-xi hóa, chống bọt và khử hoạt tính kim loại.
Nhóm phụ gia bảo vệ bề mặt kim loại: 
Gồm các chất chống mài mòn, chống ăn mòn, cải thiện ma sát, các chất tẩy rửa và phân tán
Tùy theo mục đích xử dụng của dầu cụ thể đòi hỏi đặc tính của dầu mà phụ gia được thêm tương ứng. Cụ thể với cùng máy nén khí trục vít ngâm dầu nhưng khác hãng sản xuất cũng đòi hỏi phụ gia khác nhau. Tuy nhiên những phụ gia phổ biến thường là những phụ gia sau:

2.1, Phụ gia tăng chỉ số nhớt

Chất phụ gia có tác dụng ngăn ngừa một phần dầu khỏi bị loãng (mất độ nhớt) khi nhiệt độ tăng.. Có nghĩa chúng giúp dầu lưu thông tốt hơn ở nhiệt độ thấp, nhưng lại giữ độ nhớt ở mức cao giúp bôi trơn tốt ngay tại lúc nhiệt độ dầu bị tăng cao. Giúp giảm hao mòn và cải thiện khả năng tiết kiệm nhiên liệu. Ngoài ra, chất cải tiến VI được sử dụng để đạt được dầu thủy lực và bánh răng có VI cao để cải thiện khả năng khởi động và bôi trơn ở nhiệt độ thấp. Thích ứng với điều kiện nhiệt độ thay đổi của máy hoặc thời tiết. Lưu ý: Tăng VI không phải tăng ISO VG của dầu xem thêm bài viết  >> Thông số dầu diễn giải ý nghĩa

Cơ chế hoạt động của phụ gia tăng độ nhớt

Phụ gia tăng chỉ số số nhớt là các polymer pha trộn trong dầu. Để hình dung chức năng của phụ gia cải thiện VI, hãy tưởng tượng những hạt polymer như một loại "bột nở".  Khi ở nhiệt độ thấp chúng thu mình nhỏ lại không gây cản trở độ nhớt của dầu. Nhưng khi nhiệt độ tăng lên những hạt nở này sẽ tăng kích thước, cản trở dòng chảy dầu tức tăng ma sát nội tại chất lỏng tức tăng độ nhớt. Có nghĩa chúng ngăn dầu loãng ra quá nhiều ở nhiệt độ cao.

Đặc tính & nhược điểm phụ gia tăng độ nhớt

Trong ứng dụng nặng, do áp suất nén lớn giữa hai bề mặt vật liệu, các phân tử polyme VII, có xu hướng bị "bóp nát", sắp xếp thẳng hàng với nhau, thậm chí bị cắt thành từng mảnh nhỏ trong điều kiện cắt cao (ví dụ: trong ổ trục đỡ, trục vít xoắn ). Khi các cuộn polymer dài ra và thẳng hàng theo hướng của dòng chảy, độ nhớt tạm thời giảm xuống dẫn đến độ dày màng dầu giảm. Sau khi chất bôi trơn rời khỏi điểm tiếp xúc giữa các bộ phận tì nên nhau, các cuộn polyme trở lại hình dạng ban đầu và độ nhớt của chất bôi trơn trở lại bình thường. Hiện tượng này được gọi là cắt mỏng tạm thời. Tuy nhiên, dưới tốc độ cắt cao hơn nữa, các chuỗi polymer dài và linh hoạt có thể bị cắt hoặc đứt hoặc kéo và xé thành các chuỗi nhỏ hơn bằng cách cắt phân tử. Thật không may, một khi điều này xảy ra, các chuỗi polyme bị đứt không thể tái tạo thành một chuỗi lớn duy nhất và điều này khiến dầu mất độ nhớt vĩnh viễn dẫn đến giảm độ dày màng dầu, hỏng màng dầu và tăng độ mài mòn. Hiện tượng này được gọi là cắt mỏng vĩnh viễn.
Các chất cải tiến VI chất lượng cao ít bị mất lực cắt vĩnh viễn hơn so với các chất cải thiện VI chất lượng thấp, chi phí thấp. 

Phân loại phụ gia tăng độ nhớt

Các phụ gia này được chia làm hai dạng Hydrocacbon & Este. 

Dạng hydrocacbon: 

  • Copolymer etylen-Propylen
  • Polyizobutylen, copolymer styren- butadien do hydro hóa, 
  • Copolymer styren-izopren.

Dạng ester gồm: 

  • Polymetacrylat
  • Polyacrylat, các copoly của ester styrenmaleic
Các chất cải thiện chỉ số độ nhớt được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là các polymer của etylen-propylen (có thể lên đến 10%) và polyizobutylen ( hàm lượng nhỏ 0,2 – 0,5%). Chất điều chỉnh độ nhớt, còn được gọi là chất cải thiện chỉ số độ nhớt (VIIs).

2.2, Phụ gia chống oxy hóa

Phụ gia này nhằm mục đích làm chậm quá trình ôxy hóa của dầu, khắc phục hiện tượng cháy vòng găng, giảm bớt hiện tượng ăn mòn chi tiết và tạo cặn. Có hai nhóm phụ gia chống ôxy hóa:

Phụ gia kìm hãm quá trình ôxy hóa dầu ở một lớp dày ngay trong khối dầu: nhóm này quan trọng nhất là chất ức chế ôxy hóa, đó là các hợp chất có chứa nhóm phenol hay nhóm amin, cũng có thể chứa 2 nhóm đồng thời như các phenol có chứa nitơ hoặc lưu huỳnh, các kẽm di-ankyl di-thiophotphat (ZnDDP), các hợp chất của phốt pho, lưu huỳnh…. Các chất ức chế này có nồng độ thấp, khoảng 0,005 đến 0,5 %.
Phụ gia kìm hãm quá trình ôxy hóa dầu ở lớp mỏng trên bề mặt kim loại, đó là các chất thơm nhiệt, được pha với tỷ lệ 0,5 – 3%, chúng sẽ làm chậm quá trình ôxy hóa dầu ở lớp mỏng trên chi tiết động cơ ở nhiệt độ tương đối cao (200-300C), ngoài ra còn có tác dụng bảo vệ, chống rỉ cho ổ đỡ. Các chất thơm nhiệt được dùng là các hợp chất hữu cơ có chứa phốt pho, lưu huỳnh, kẽm ( tri-butylaphotphit, di-tiophotphat kẽm…).

Các loại chất thơm nhiệt dường như là chất thơm quan trọng nhất vì khi động cơ ngừng hoạt động là lúc dầu ngừng tuần hoàn và khi đó chất thơm tẩy rửa cũng ngừng hoạt động còn chất thơm nhiệt thì ngược lại, sẽ hoạt động mạnh hơn, nó không cho lớp dầu mỏng trên các chi tiết chưa nguội có khả năng biến thành sạn.

2.3, Phụ gia tẩy rửa

Với nồng độ 2 – 10 %, các chất tẩy rửa có thể ngăn cản, loại trừ các cặn không tan trong dầu, cặn sạn, cacbon và các hợp chất chì trên các bộ phận của động cơ đốt trong. Chúng tác dụng bằng cách hấp thụ lên các hạt không tan, giữ chúng lại trong dầu nhằm giảm tối thiểu cặn lắng và giữ sạch các chi tiết của động cơ. Tác nhân quan trọng nhất có tính tẩy rửa là các phụ gia có chứa kim loại, chúng bao gồm: sunphonat, phenolat, salixylat. Phần lớn sunphonat, phenolat và salixilat của canxi hoặc magiê được sử dụng như các chất tẩy rửa chứa kim loại.

2.4, Phụ gia phân tán

Dùng để ngăn ngừa, làm chậm quá trình tạo cặn và lắng đọng trong điều kiện hoạt động ở nhiệt độ thấp. Các phụ gia phân tán quan trọng nhất bao gồm:
Ankenyl-poly-amin-suxinimit.
Ankyl-hydrobenzyl-polyamin.
Este-polyhydroxy-suxinic.
Poly-aminamit-imidazolin.
Polyamine suxinimit.
Ester-photpholat.

Như vậy các chất phân tán được sử dụng đều có chứa các nhóm chức như amin, imít, amít hoặc các nhóm hydroxyl-ester nên các polymer như poly metacrylat cũng cho khả năng phân tán.
Mặt khác, do chúng có tính nhớt (chất tăng chỉ số độ nhớt) nên chúng được sử dụng như các phụ gia phân tán nhiều tác dụng. Lượng chất phân tán được sử dụng nói chung phụ thuộc vào lượng chất rắn cần phải phân tán trong dầu và thường là chiếm từ 0,1 đến 2%.
Các dầu bôi trơn cacte chất lượng hàng đầu hiện nay có chứa tới 8% các phụ gia phân tán không tro. Hiệu quả của các chất phân tán là kết quả của sự tác động qua lại đặc biệt giữa tác nhân được chặn và chất phân tán.

2.5, Phụ gia ức chế ăn mòn

Là phụ gia có chức năng làm giảm thiểu việc tạo thành các peoxit hữu cơ, axit và các thành phần ôxy hóa khác làm xuống cấp dầu động cơ, bảo vệ ổ đỡ và các bề mặt khác nhau khỏi ăn mòn.
Có thể nói chất ức chế ăn mòn bổ sung trong thực tế có tác dụng như các chất chống ôxy hóa. Các phụ gia này bao gồm: di-thiophotphat kim loại (đặc biệt là kẽm); sunphonat kim loại và kim loại kiềm cao; và các tác nhân hoạt động bề mặt như các axit béo, amin, axit ankylsuxinic, clo hóa parafin…

2.6, Phụ gia chống mài mòn (AW)

Mài mòn là sự tổn thất kim loại giữa các bề mặt chuyển động tương đối với nhau. Yếu tố chính gây mài mòn là do sự tiếp xúc giữa kim loại và kim loại (mài mòn dính).
Sự có mặt của các hạt mài (mài mòn hạt) gây ra mài mòn là do ăn mòn hay mài mòn hóa học. Để chống lại sự mài mòn, cần thiết phải cho vào các phụ gia chống mài mòn gồm các nhóm hóa chất có chứa hợp chất phốt pho, hợp chất lưu huỳnh, các dẫn xuất béo có khả năng bám dính trên bề mặt kim loại nhằm giảm bớt sự cọ xát, tỏa nhiệt trong quá trình làm việc. Phụ gia chống mài mòn thường có hàm lượng nhỏ khoảng 0,01%.
Phụ gia chống mài mòn là các chất phụ gia ngăn ngừa mài mòn hai mặt của bề mặt tiếp xúc kim loại trong chế độ bôi trơn biên khi độ dày màng nhỏ. Các chất phụ gia này có bản chất phân cực cho phép chúng bám vào bề mặt kim loại, sau đó là các phản ứng hóa học hoặc cơ hóa học để tạo thành một lớp màng chống mài mòn. Chúng được kích hoạt bởi sức nóng của sự tiếp xúc để tạo thành một lớp màng giúp giảm thiểu mài mòn. Lớp màng mới hình thành này trải qua quá trình mài mòn và hình thành ở các lớp trên cùng, do đó bảo vệ bề mặt kim loại bên dưới. Khi các chất phụ gia này tạo màng bằng các phản ứng hóa học, chúng sẽ được sử dụng hết và lượng chất phụ gia chống mài mòn có trong chất bôi trơn giảm dần theo thời gian. Đây thường là các hợp chất phốt pho. Kẽm dialkyldithiophosphate (ZDDP) là loại phổ biến nhất, được nghiên cứu nhiều nhất và đã được sử dụng từ những năm 1940 [ 9]. Việc sử dụng nó đã giảm trong thập kỷ qua do kim loại kẽm gây nhiễm độc chất xúc tác trong bộ chuyển đổi xúc tác khí thải. ZDDP cũng cung cấp các đặc tính chống oxy hóa và ức chế ăn mòn cho chất bôi trơn. Do ZDDP có nhiều chức năng nên việc tìm kiếm chất thay thế nó là một thách thức vì các phân tử phụ gia dựa trên molypden như MoDTC (molybdenum dithiocarbamate) hoặc MoDDP (molypden dithiophosphate) không thể hoạt động như chất chống oxy hóa. Mặt khác, các chất phụ gia chống mài mòn không tro như phenol rất đắt tiền và được yêu cầu với số lượng lớn hơn (ví dụ: TCP). Cho đến nay, ZDDP được coi là chất phụ gia chống oxy hóa và chống mài mòn hiệu quả nhất hiện có, và các chất thay thế hiện rất đắt.
Phụ Gia Cực Áp (EP)
Những chất phụ gia này mạnh hơn về mặt hóa học so với chất phụ gia AW. Chúng phản ứng hóa học với các bề mặt kim loại (sắt) để tạo thành một lớp màng. Tức hy sinh bề mặt giúp ngăn chặn quá trình hàn và thu giữ các cường độ đối lập do tiếp xúc giữa kim loại với kim loại (mòn keo).  

Chúng được kích hoạt ở mức tải cao và do nhiệt độ tiếp xúc cao được tạo ra. Chúng thường được sử dụng trong dầu hộp số và tạo cho những loại dầu đó mùi lưu huỳnh mạnh, độc đáo. Những chất phụ gia này thường chứa các hợp chất lưu huỳnh và phốt pho (và đôi khi là các hợp chất boron).

Chúng có thể ăn mòn kim loại màu vàng, đặc biệt là ở nhiệt độ cao hơn, và do đó không được sử dụng trong máy nén trục vít và các ứng dụng tương tự khi sử dụng kim loại gốc đồng. Một số chất phụ gia EP gốc clo tồn tại nhưng hiếm khi được sử dụng do lo ngại về ăn mòn.

2.7, Phụ gia biến tính, giảm ma sát

Phụ gia biến tính, giảm ma sát (FM) có chức năng làm tăng độ bền của màng dầu, giữ bề mặt kim loại tách rời nhau, ngăn không cho lớp dầu bị phá hoại trong điều kiện tải trọng lớn và nhiệt độ cao.
Phụ gia biến tính FM làm giảm hệ số ma sát, bảo tồn được năng lượng, tiết kiệm được 2-3% nhiên liệu cho ôtô. Phụ gia FM được sử dụng khi cần tạo ra chuyển động trượt mà không có rung động và khi cần có hệ số ma sát nhỏ nhất.
Phụ gia FM bao gồm nhiều loại hợp chất chứa ôxy, nitơ, lưu huỳnh, molipden, đồng và các nguyên tố khác. Các phhụ gia này làm tăng độ bền của màng dầu chủ yếu do hiện tượng hấp phụ vật lý, nhờ đó làm giảm ma sát. Phụ gia này thường được pha với tỷ lệ 0,1 – 0,3 %.

2.8, Phụ gia ức chế gỉ

Nếu như máy nén nói riêng, máy cơ khí nói chung làm việc không có thời gian ngừng lâu thì dầu làm chức năng chống gỉ tương đối tốt. Khi máy ngừng trong thời gian ngắn thì dầu chưa kịp chảy hết khỏi các chi tiết. Nhưng nếu máy/động cơ ngừng lâu hoặc bảo quản lâu ngày thì trục vít, xylanh, cổ trục khuỷu và các chi tiết đánh bóng hoặc mài sẽ bị gỉ. 

Máy nén khí luôn tạo ra nước trong quá trình nén. Dầu máy nén khí cần có phụ gia chổng gỉ. Gỉ là sự hình thành sắt hydroxit Fe(OH)2, là một dạng đặc biệt quan trọng của ăn mòn trên mặt. Có nhiều hợp chất được dùng để ức chế rỉ như: các axit béo, các este của axit napteic và axit béo, các amin hữu cơ, các xà phòng kim loại của axit béo… thường pha vào dầu với tỷ lệ 0,1 – 1%.

2.9, Phụ gia hạ điểm đông đặc

Ở nhiệt độ thấp thì khả năng lưu động của dầu sẽ giảm, vì vậy cần pha các phụ gia hạ điểm đông đặc nhằm hạ thấp nhiệt độ đông đặc của dầu. Cần cho thêm một ít parafin có lượng O.R.azolin không quá 1%. Phụ gia này đóng vai trò quan trọng với những vùng khí hậu lạnh giá đóng băng.

2.10, Phụ gia ức chế tạo bọt

Bọt do không khí trộn mạnh vào dầu nhờn ảnh hưởng xấu tới tính chất bôi trơn, làm tăng sự ôxy hóa của chúng, làm dầu bị tổn thất, ngăn cản sự lưu thông của dầu trong sự tuần hoàn, gây ra hiện tượng bôi trơn không đầy đủ.
Để tránh hoặc giảm sự tạo bọt người ta sử dụng các loại phụ gia chống bọt. Chúng còn được gọi là các chất hủy hoặc phá bọt. Đó là hợp chất silicon và hydro có khả năng làm tan sủi bọt nhưng tỷ lệ này rất nhỏ: 0,001-0,004%.
Phụ gia chống tạo bọt đóng vai trò quan trọng hàng đầu với dầu máy nén khí. Trong suốt quá trình nén của máy trục vít dầu được trộn lẫn với khí, khí này cần được phân tách hết tại thùng dầu. Chất ức chế bọt sẽ đảm bảo bọt khí kịp thoát trước khi quay trở lại bôi trơn đầu nén.
Chất khử nhũ tương
Phụ gia khử nhũ tương ngăn chặn sự hình thành hỗn hợp dầu-nước ổn định hoặc nhũ tương bằng cách thay đổi sức căng bề mặt của dầu để nước kết hợp và tách ra khỏi dầu dễ dàng hơn. Đây là một đặc tính quan trọng đối với chất bôi trơn tiếp xúc với hơi nước hoặc nước để nước tự do có thể lắng xuống và dễ dàng thoát ra khỏi bể chứa như dầu máy nén khí.

Chất nhũ hóa
Chất nhũ hóa được sử dụng trong chất lỏng gia công kim loại gốc dầu và nước và chất lỏng chống cháy để giúp tạo ra nhũ tương dầu-nước ổn định. Phụ gia nhũ hóa có thể được coi như một chất keo kết dính dầu và nước với nhau, bởi vì thông thường chúng muốn tách ra khỏi nhau do sức căng bề mặt và sự khác biệt về trọng lượng riêng.

2.11, Chất làm mát - Ultra Coolant

Một số dầu máy nén khí như Sullube, Ingersoll-Rand SSR Ultracoolant được gọi là chất làm mát. Bản chất đây không phải dung dịch làm mát, hay chứa phụ gia làm mát đặc chủng. Chúng có chức năng & thành phần như dầu máy nén khí khác. Thành phần của nó gồm 2 loại dầu gốc: Ester đặc biệt & Polyalkylene glycol. Đây là một hỗn hợp dầu thông dụng nên đã có nhiều hãng sản xuất dầu cung cấp và hầu hết các sản phẩm đều có thành phần chính là hai hợp chất trên.

2.12, Phản ứng phụ gia, điểm mấu chốt vấn đề

Phụ gia dầu A có thể phản ứng với phụ gia dầu B,  điều này thường xảy ra như thế nào?"

Sự không tương thích giữa các chất bôi trơn phải luôn được xem xét trước khi đổ hỗn hợp hoặc bổ sung cho máy bằng chất bôi trơn khác với chất bôi trơn đã được sử dụng. Các loại dầu gốc khác nhau cung cấp một cách dễ dàng để xác định sự không tương thích. Đối với mỡ bôi trơn, hai loại chất làm đặc khác nhau sẽ không tương thích thường xuyên hơn không. Các thành phần khác của dầu hoặc mỡ có thể gây ra vấn đề không tương thích giữa các công thức là các chất phụ gia.

Mỗi chất phụ gia được lựa chọn cẩn thận để tạo ra một công thức chất bôi trơn để pha trộn phù hợp với dầu gốc và các chất phụ gia khác. Sự đa dạng của các loại hóa chất phụ gia rất lớn nên sẽ rất khó để xác định loại phụ gia cụ thể nào xung đột với những chất phụ gia khác. Tuy nhiên, các loại hoặc chức năng phụ gia thường có thể cung cấp một thước đo tốt hơn về sự không tương thích.

Tất nhiên, nhiều chất phụ gia được tạo ra để hoạt động cùng nhau. Những hỗn hợp phụ gia hiệp đồng này khá phổ biến và bao gồm chất chống oxy hóa amine-phenol và một số kết hợp chống mài mòn (AW) / cực áp (EP). Ngược lại, có một số tổ hợp đối kháng nổi tiếng nên tránh. Chúng bao gồm chất phân tán với phụ gia EP / AW, chất ức chế ăn mòn với phụ gia EP / AW và chất điều chỉnh ma sát với phụ gia EP.

Một sự kết hợp phụ gia khác cần cảnh giác là những chất có tính axit và kiềm. Kiểu kết hợp này có thể dẫn đến sự trung hòa giữa các chất phụ gia có tính axit và kiềm.

Khi các chất phụ gia phản ứng với dầu gốc hoặc các chất phụ gia khác mà chúng không tương thích với nhau, sản phẩm phản ứng có thể sẽ không cung cấp chức năng dự kiến của nó. Phản ứng này cũng có thể là không thể đảo ngược. Tùy thuộc vào yêu cầu bôi trơn của ứng dụng và môi trường, các sản phẩm phản ứng thậm chí có thể gây ra mối đe dọa ngay lập tức. Ví dụ, sự trung hòa của chất chống oxy hóa sẽ có tác động lớn hơn nhiều nếu chất bôi trơn bị ảnh hưởng nhiều bởi các chất thúc đẩy quá trình oxy hóa như nước và nhiệt.

Trong khi sự tương tác của các chất phụ gia không tương thích đôi khi có thể trơ và không quan trọng, thông thường các chất phụ gia sẽ tạo ra các chất gây ô nhiễm không hòa tan. Nếu các chất bẩn này được phép tích tụ và kết tụ, chúng có thể làm tắc nghẽn các lối đi hẹp hoặc tạo thành cặn trên bề mặt bôi trơn. Điều này không chỉ có thể dẫn đến các vấn đề về hiệu suất hóa học đối với dầu còn lại mà còn dẫn đến các vấn đề cơ học đối với bề mặt máy.

Khi nghi ngờ, hãy yêu cầu đơn vị cung cấp dầu của bạn xác minh tính tương thích của chất bôi trơn trước khi trộn chúng hoặc kiểm tra kỹ lưỡng từng chất bôi trơn để xác nhận tính tương thích của chúng.  Bên cạnh tính tương thích phụ gia bạn cũng đừng quên tính tương thích gốc dầu. xem thêm bài viết Dầu gốc để biết thêm chi tiết.  

3, Mã hiệu & đặc tính của dầu ghi trên bao bì

Bên dưới là kí hiệu quy ước tương ứng với đặc tính của chúng ghi trên bao bì dầu. Tuy nhiên theo quan sát của Huy với những hãng dầu OEM thì data sheet/MSDS được ghi đầy đủ. Với dầu của hãng máy nén khí thì thường không có chỉ dẫn về những đặc tính này trên bao bì. Nhưng bạn có thể gặp chúng trên những chủng loại dầu khác.
  • HH- Dầu khoáng tinh chế không có phụ gia
  • HL- Dầu khoáng tinh chất chứa phụ gia chống gỉ vê chống oxi hóa
  • HM- Kiểu HL có cải thiện tính chống mòn
  • HR- Kiểu HL có cải thiện chỉ số độ nhớt
  • HV- Kiểu HM có cải thiệu chỉ số độ nhớt
  • HG- Kiểu HM có chống kẹt, chống chuyển động trượt chảy
  • HS- Chất lỏng tổng hợp không só tính chất chống cháy đặc biệt
  • HFAE- Nhũ tương dầu trong nước chống cháy, có 20% KL các chất có thể cháy được
  • HFAS- Dung dịch chống cháy của hóa chất pha trong nước có tối thiểu 80% kl nước
  • HFB- Nhũ tương chống cháy của nước trong dầu có tối đa 25% kl các chất có thể cháy được
  • HFC- Dung dịch chống cháy của polyme trong nước, có tối thiểu 35% nước
  • HFDR- Chất lỏng tổng hợp chống cháy trên cơ sở este của axit phosphoric.
  • HFDS- Chất lỏng tổng hợp chống cháy trên cơ sở clo-hydrocacon
  • HFDT- Chất lỏng tổng hợp chống cháy trên sơ sở hỗn hợp HFDR vê HFDS.

Công thức pha trộn phụ gia dầu nhớt

Bảng dưới là tỉ lệ phối trộn dầu gốc và phụ gia theo tỉ lệ %. Giá trị trên là giá trị tiêu biểu, mỗi chủng loại dầu bôi trơn, mỗi hãng sản xuất sẽ có điều chỉnh khác nhau.

Thành phần dầu nhờn

Trọng lượng, %

Dầu gốc

71,5 – 96,2

Chất tẩy rửa

2 – 10

Chất phân tán không tro

1 – 9

Kẽm di-ankyl di-thiophotphat

0,5 – 3

Phụ gia chống ôxy hóa và chống mài mòn

0,1 – 2

Chất biến tính ma sát

0,1 – 3

Chất hạ điểm đông đặc

0,1 – 1,5

Chất ức chế tạo bọt

2 - 15 ppm
Bảng dưới là loại phụ gia thường dùng cho từng loại dầu nhớt

Loại dầu bôi trơn

Loại chất phụ gia

% khối lượng

Tuabin hơi nước, máy nén

Chống oxy hóa, ức chế ăn mòn, khử nhũ tương, chống tạo bọt

0.5~5%

Động cơ đốt trong

Chống oxy hóa, ức chế ăn mòn, tẩy rửa phân tán, chống mài mòn, chống tạo bọt, cải thiện độ kiềm.

10~30%

Bánh răng xoắn ốc, côn hoặc hypoid

Chống mài mòn, chống oxy hóa, chống tạo bọt, có thể ức chế ăn mòn, chống cực áp EP

1~10%

Thủy lực

Chống oxy hóa, chống mài mòn, chống tạo bọt, ức chế ăn mòn 2-10%, điểm đông đặc, tăng chỉ số độ nhớt.

3~10%

Lịch sử ra đời phụ gia

Phụ gia đã được sử dụng trong dầu bôi trơn từ những năm 1920 nhưng vào thập niên 1930, công nghệ tạo dầu gốc bằng xử lý dung môi trở nên thịnh hành, đến những năm 1947 công nghệ trở nên bão hòa khi hầu hết các nhà máy đều có thể sản xuất ra dầu gốc tương tự nhau. Đến năm 1950, dầu đa cấp lần đầu tiên được giới thiệu, được bổ sung thêm phụ gia là polyme để tăng cường chỉ số số nhớt VI của dầu, cải thiện tính năng hoạt động trong điều kiện nóng và lạnh của dầu.

Trong vài thập kỷ sau đó, ngành công nghiệp dầu nhờn tiếp tục phụ thuộc nhiều vào công nghệ phụ gia để cải thiện hiệu suất của dầu thành phẩm. Chất lượng dầu nhờn chỉ được cải thiện đáng kể khi hóa chất phụ gia được cải thiện. Đây là chiến lược khả thi duy nhất cho đến sau chiến tranh thế giới thứ hai, công nghệ xúc tác hydrocracking hiện đại từ Đức được thương mại hóa tại Mỹ.  Quy mô thị trường phụ gia hiện tại vào khoảng 14,35 tỷ USD vào năm 2015.

Cảm ơn bạn đã đọc đến cuối bài viết này. Hãy add zalo, đăng kí kênh của Huy để theo dõi thêm những nội dung khác về máy nén khí. Nếu bạn cần thêm thông tin về một chủ đề nào đó hãy để lại lời nhắn Huy sẽ phục vụ những nội dung được quan tâm nhất.

0 Nhận xét