Chọn phụ gia nhớt theo điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất mà dầu phải chịu, thay vì theo tên nhóm phụ gia. Mỗi nhóm phụ gia bù một giới hạn riêng của dầu gốc: độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ, oxy hóa khi nóng lâu, hoặc mài mòn khi áp lực tiếp xúc cao. Phụ gia thiết kế cho loại dầu này thường không dùng được cho loại dầu khác, vì hai loại dầu chịu hai điều kiện vận hành khác nhau.
Dầu gốc thiếu gì trong điều kiện vận hành thật
Dầu gốc tinh chế đã bôi trơn được ở điều kiện nhẹ. Khi đưa vào động cơ, hộp số hay hệ thủy lực, dầu gốc bộc lộ ba giới hạn, và mỗi giới hạn đòi hỏi một nhóm phụ gia riêng. Đây cũng là câu trả lời cho câu hỏi phụ gia dầu nhớt có tác dụng gì: phụ gia bù những chỗ dầu gốc không tự đáp ứng được.
Độ nhớt loãng đi khi nóng. Độ nhớt của mọi loại dầu giảm khi nhiệt độ tăng. Dầu loãng quá thì màng dầu mỏng đi, hai bề mặt kim loại dễ chạm nhau. Dầu đặc quá ở nhiệt độ thấp thì bơm khó đẩy dầu tới điểm bôi trơn khi khởi động. Chỉ số độ nhớt cho biết độ nhớt của dầu thay đổi nhiều hay ít theo nhiệt độ: chỉ số càng cao, độ nhớt càng ổn định.
Oxy hóa tạo cặn và axit. Dầu làm việc nóng và tiếp xúc không khí lâu ngày sẽ bị oxy hóa. Sản phẩm của quá trình này là axit ăn mòn kim loại, cặn bùn và vecni bám trên bề mặt, kèm theo độ nhớt tăng dần. Nhiệt độ càng cao và chu kỳ thay dầu càng dài thì oxy hóa càng nặng.
Không chịu được áp lực tiếp xúc cao. Ở bánh răng, cam và ổ trục, áp lực tại điểm tiếp xúc có thể ép bật màng dầu. Khi đó kim loại tiếp xúc trực tiếp với kim loại, bề mặt bị xước và mòn dần. Dầu gốc không có khả năng tự tạo lớp bảo vệ thay thế.
Ba giới hạn này xuất hiện ở mức độ khác nhau tùy máy và điều kiện vận hành. Vì vậy cùng một dầu gốc có thể cần các nhóm phụ gia với tỷ trọng khác nhau.
4 nhóm phụ gia và cơ chế của từng nhóm
Bốn nhóm dưới đây là những nhóm chức năng chính trong phụ gia dầu nhớt. Mỗi nhóm tác động bằng một cơ chế vật lý hoặc hóa học riêng, nên không nhóm nào thay thế được nhóm khác.
Cải thiện chỉ số độ nhớt — polymer duỗi mạch khi nóng, bù lại độ nhớt giảm
Phụ gia cải thiện chỉ số độ nhớt là các polymer mạch dài tan trong dầu. Ở nhiệt độ thấp, mạch polymer co cuộn lại và ít cản trở dòng chảy của dầu. Khi nhiệt độ tăng, mạch duỗi ra và chiếm thể tích lớn hơn, nhờ đó bù lại phần độ nhớt mà dầu gốc đã mất. Kết quả là độ nhớt của dầu ít biến động hơn trên cả dải nhiệt độ làm việc.
Khi chọn nhóm phụ gia này, cần đọc trên TDS loại dầu mà phụ gia được thiết kế cho và đối chiếu với nhiệt độ làm việc của máy, thay vì chọn theo tên nhóm.
Chống mài mòn và chịu cực áp — tạo lớp màng hóa học trên bề mặt kim loại
Nhóm này thường chứa các hợp chất của photpho, lưu huỳnh hoặc kẽm. Tại điểm tiếp xúc nóng và chịu tải, hợp chất phản ứng với bề mặt kim loại và tạo thành lớp màng mỏng. Lớp màng này bị mòn thay cho kim loại nền, và được hình thành lại liên tục khi còn phụ gia trong dầu.
Chống mài mòn dùng cho tải vừa, còn chịu cực áp dùng cho tải rất nặng như bánh răng. Hai mức này dùng hoạt chất khác nhau, nên mức bảo vệ cần chọn theo tải thực tế của máy.
Chống oxy hóa — cắt chuỗi gốc tự do trước khi sinh cặn và axit
Oxy hóa dầu là chuỗi phản ứng do nhiệt và oxy khởi phát, và sản phẩm của chuỗi này là axit, cặn và độ nhớt tăng. Phụ gia chống oxy hóa cắt chuỗi gốc tự do trước khi các sản phẩm đó tích tụ trong dầu.
Phụ gia bị tiêu hao dần trong quá trình làm việc. Khi hết, dầu oxy hóa nhanh hơn hẳn. Do đó nhóm này quyết định tuổi thọ của dầu, đặc biệt ở máy chạy nóng và chu kỳ thay dầu dài.
Tẩy rửa và phân tán — giữ cặn lơ lửng, không cho bám thành cặn cứng
Nhóm này giữ cặn nhỏ lơ lửng trong dầu để bộ lọc giữ lại hoặc mang đi khi thay dầu, không để cặn kết tụ thành bùn và bám lên bề mặt nóng.
Nhóm này cần khi máy có muội và axit sinh ra trong quá trình làm việc, như động cơ đốt trong.
Mỗi loại dầu có nguồn gây hỏng chính khác nhau, nên thành phần phụ gia được cân đối riêng cho từng loại. Danh mục phụ gia dầu nhớt cũng phân theo loại dầu, ví dụ phụ gia dầu bánh răng và phụ gia dầu thủy lực. Dùng thành phần của loại dầu này cho loại dầu khác làm lệch cân đối đó, và dầu có thể thiếu một tính chất mà hệ thống cần.
Cách đối chiếu với loại dầu của bạn
Ba bước dưới đây đi từ điều kiện vận hành thực tế đến quyết định chọn phụ gia.
Bước 1 — Xác định loại dầu và điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất
Ghi lại loại dầu đang dùng (động cơ, thủy lực, bánh răng, hay loại khác) và điều kiện khắc nghiệt nhất mà dầu gặp: nhiệt độ làm việc cao nhất, áp lực tại điểm tiếp xúc, chu kỳ thay dầu, mức nhiễm ẩm hoặc nhiễm bụi. Điều kiện khắc nghiệt nhất quyết định phụ gia nào là bắt buộc, vì dầu hỏng ở điểm chịu tải nặng nhất chứ không ở điểm làm việc trung bình.
Bước 2 — Chọn nhóm chức năng cần ưu tiên theo điều kiện đó
Đối chiếu điều kiện với bốn nhóm ở trên. Dầu bị loãng khi nóng thì ưu tiên nhóm cải thiện chỉ số độ nhớt. Dầu chạy nóng, thay dầu thưa thì ưu tiên chống oxy hóa. Tải nặng ở bánh răng thì ưu tiên chống mài mòn và chịu cực áp. Máy sinh nhiều muội và axit thì ưu tiên tẩy rửa và phân tán.
Bước 3 — Phụ gia gói hay phối riêng, căn cứ nào để quyết định
Phụ gia gói cho dầu nhớt gom nhiều nhóm chức năng vào một sản phẩm đã được cân đối sẵn. Chọn gói khi dầu cần đồng thời nhiều chức năng và loại dầu thành phẩm đã xác định rõ, vì nhà cung cấp gói đã tính sự tương hợp giữa các hoạt chất với nhau. Cần kiểm tra trên TDS gói được thiết kế cho loại dầu nào.
Phối riêng phù hợp khi chỉ cần điều chỉnh một tính chất. Phụ gia đơn gồm nhiều loại polymer và hợp chất khác nhau, trong đó có polyisobutene. Công dụng của polyisobutene trong từng loại dầu cụ thể cần được nhà cung cấp xác nhận và đối chiếu trên TDS. Phối riêng đòi hỏi người pha chế tự kiểm tra tương hợp với các phụ gia còn lại.
Lỗi thường gặp khi dùng phụ gia
Tăng liều với kỳ vọng tăng hiệu quả. Liều dùng do nhà cung cấp công bố cho từng gói, và gói được cân đối ở liều đó. Tăng liều ngoài khuyến nghị làm lệch cân đối này, trong khi không có căn cứ cho thấy hiệu quả tăng theo liều. Không tự nâng liều thêm.
Trộn hai gói phụ gia của hai nhà cung cấp khác nhau. Mỗi gói được cân đối riêng. Hai gói gặp nhau có thể cạnh tranh bám lên cùng bề mặt kim loại, hoặc phản ứng với nhau tạo kết tủa. Triệu chứng thường thấy là dầu đục, có cặn lắng hoặc lọc nhanh tắc. Cần thử tương hợp trước khi trộn ở quy mô lớn.
Dùng phụ gia dầu động cơ cho dầu thủy lực. Mỗi gói được cân đối cho nguồn gây hỏng chính của một loại dầu, và nguồn này ở dầu động cơ khác với dầu thủy lực. Dùng gói của dầu động cơ nghĩa là hệ thủy lực nhận thành phần cân đối cho nhu cầu khác. Dầu thủy lực cần phụ gia dầu thủy lực, được thiết kế cho hệ này, và cần đọc trên TDS gói dành cho loại dầu nào.
Câu hỏi thường gặp
Pha thêm phụ gia vào dầu đang dùng có được không?
Có thể, nhưng chỉ khi phụ gia tương hợp với gói đã có trong dầu và dầu chưa xuống cấp. Dầu đã oxy hóa nhiều thì thêm phụ gia không phục hồi được nó. Trước khi pha, cần xác nhận loại phụ gia với nhà cung cấp và thử tương hợp ở lượng nhỏ.
Phụ gia gói và phụ gia đơn lẻ khác nhau thế nào?
Phụ gia gói chứa nhiều nhóm chức năng đã cân đối sẵn, còn phụ gia đơn lẻ chỉ bù một tính chất, ví dụ phụ gia tăng độ nhớt. Gói tiện khi cần nhiều chức năng cùng lúc. Đơn lẻ linh hoạt hơn nhưng người pha chế phải tự kiểm tra tương hợp giữa các thành phần.
Tăng liều phụ gia có tăng hiệu quả không?
Không có căn cứ để tăng liều. Liều do nhà cung cấp công bố là liều mà gói được cân đối, và tăng ngoài mức đó làm lệch cân đối giữa các hoạt chất. Muốn cải thiện một tính chất, hãy xác định nhóm chức năng còn thiếu thay vì tăng liều gói hiện có.
Kết luận
Chọn phụ gia nhớt bắt đầu từ điều kiện khắc nghiệt nhất của máy, vì mỗi nhóm phụ gia bù một giới hạn riêng của dầu gốc. Chỉ số độ nhớt cần cải thiện khi nhiệt độ làm việc dao động rộng, chống oxy hóa khi dầu chạy nóng lâu, chống mài mòn khi áp lực tiếp xúc cao, tẩy rửa và phân tán khi có muội và axit sinh ra. Gói phụ gia của loại dầu này thường không dùng được cho loại dầu khác.
- Xác định điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất trước khi chọn nhóm phụ gia.
- Đọc trên TDS loại dầu mà gói phụ gia được thiết kế cho, không suy từ tên nhóm.
- Dùng đúng liều nhà cung cấp công bố, và thử tương hợp trước khi trộn gói của hai nhà cung cấp.
Vichem là đại lý phân phối chính hãng các sản phẩm phụ gia hóa chất đến từ các thương hiệu lớn như Covestro, Sinopec, Bühler,… tại thị trường Việt Nam.
Để biết thêm về sản phẩm, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi thông qua các kênh sau:
- Hotline: 08 1790 1790
- Zalo OA: Vichem JSC
- Email: contact@vichem.vn
- LinkedIn: Vichem JSC
- Website: www.vichem.vn
- Facebook: Vichem JSC
