Vai trò và các loại phụ gia chính trong Dầu mỡ bôi trơn công nghiệp

Trong lĩnh vực Dầu mỡ bôi trơn công nghiệp, dầu gốc (khoáng hoặc tổng hợp) đóng vai trò là thành phần cơ bản, cung cấp khả năng bôi trơn ban đầu. Nhưng để đáp ứng các yêu cầu vận hành máy móc khắc nghiệt, chúng ta cần thêm các chất phụ gia để tăng cường và khắc phục những hạn chế của dầu gốc, giúp sản phẩm bôi trơn cuối cùng đáp ứng được những đòi hỏi kỹ thuật chuyên biệt.

1. Tại sao phụ gia lại quan trọng đối với Dầu mỡ bôi trơn công nghiệp?

Dầu gốc, dù là loại chất lượng cao, vẫn tồn tại những hạn chế về mặt hiệu năng, ví dụ như:

• Độ ổn định oxy hóa và bền nhiệt.
• Khả năng bảo vệ chống mài mòn dưới các điều kiện tải trọng khác nhau.
• Đặc tính độ nhớt ở các dải nhiệt độ rộng.
• Khả năng chống tạo bọt, chống gỉ sét hay ăn mòn.

Phụ gia là các hợp chất hóa học được thêm vào dầu gốc với một tỷ lệ nhất định (thường từ dưới 1% đến hơn 30% tùy loại) để:

Nâng cao các đặc tính sẵn có của dầu gốc: Ví dụ, cải thiện chỉ số độ nhớt, hạ điểm đông đặc.

Loại bỏ hoặc làm giảm các đặc tính không mong muốn của dầu gốc: Ví dụ, ức chế quá trình oxy hóa, ngăn tạo bọt.

Tạo ra các đặc tính mới mà dầu gốc không có: Ví dụ, khả năng chịu cực áp (EP), tính tẩy rửa, phân tán cặn bẩn.

Việc lựa chọn và cân bằng một gói phụ gia tối ưu là yếu tố then chốt quyết định đến chất lượng, hiệu suất bảo vệ thiết bị và tuổi thọ dầu mỡ bôi trơn công nghiệp.

2. Các loại phụ gia phổ biến và chức năng

Dưới đây là các nhóm phụ gia chính và các loại phổ biến thường gặp trong dầu mỡ bôi trơn công nghiệp:

2.1 Phụ gia cải thiện đặc tính của dầu gốc

2.1.1 Chất cải thiện chỉ số độ nhớt:

• Chức năng: Giúp làm giảm tốc độ thay đổi độ nhớt của dầu khi nhiệt độ biến thiên. Điều này cho phép dầu duy trì màng bôi trơn hiệu quả trên một dải nhiệt độ hoạt động rộng hơn.
• Cơ chế: Thường là các hợp chất polymer cao phân tử, co lại ở nhiệt độ thấp và nở ra ở nhiệt độ cao.
• Ứng dụng: Dầu động cơ đa cấp, dầu thủy lực dùng ngoài trời, dầu hộp số.

2.1.2 Chất hạ điểm đông đặc:

• Chức năng: Cho phép dầu duy trì khả năng chảy ở nhiệt độ thấp hơn bằng cách ngăn cản sự hình thành và kết tinh của các tinh thể sáp có trong dầu gốc khoáng.
• Ứng dụng: Các loại dầu sử dụng trong môi trường lạnh.

2.1.3 Chất chống tạo bọt

• Chức năng: Ngăn chặn sự hình thành các bọt khí ổn định trong dầu, vì bọt làm giảm khả năng bôi trơn, thúc đẩy quá trình oxy hóa và có thể gây ra hiện tượng xâm thực trong bơm.
• Cơ chế: Làm giảm sức căng bề mặt của các bong bóng khí, khiến chúng dễ vỡ hơn.
• Ứng dụng: Dầu thủy lực, dầu bánh răng, dầu động cơ, dầu tuabin.

2.2 Phụ gia bảo vệ bề mặt kim loại

2.2.1 Chất chống oxy hóa

Chức năng: Làm chậm quá trình oxy hóa của dầu gốc dưới tác động của nhiệt độ cao và sự hiện diện của không khí (oxy) và các chất xúc tác kim loại. Quá trình oxy hóa tạo ra cặn bùn, varnish, axit và làm tăng độ nhớt.

Ứng dụng: Hầu hết các loại dầu mỡ bôi trơn công nghiệp, đặc biệt quan trọng cho dầu tuabin, dầu thủy lực, dầu động cơ, dầu máy nén khí.

2.2.2 Chất chống gỉ và ăn mòn

Chức năng: Bảo vệ các bề mặt kim loại đen và kim loại màu khỏi bị tấn công bởi nước, axit và các tác nhân ăn mòn khác bằng cách hình thành một lớp màng bảo vệ trên bề mặt.

Ứng dụng: Phổ biến trong hầu hết các loại dầu tuần hoàn, dầu thủy lực, dầu bánh răng, mỡ bôi trơn.

2.2.3 Chất chống mài mòn

Chức năng: Hình thành một lớp màng hóa học mỏng trên bề mặt kim loại để ngăn chặn sự tiếp xúc trực tiếp giữa kim loại với kim loại trong điều kiện bôi trơn biên (tải trọng và tốc độ vừa phải).

Ví dụ: Hợp chất kẽm dialkyldithiophosphate (ZDDP).

Ứng dụng: Dầu thủy lực, dầu động cơ, một số loại dầu bánh răng và mỡ bôi trơn.

2.2.4 Phụ gia chịu cực áp

Chức năng: Hoạt động trong điều kiện tải trọng rất nặng và tốc độ trượt cao, nơi màng dầu thủy động lực học không thể duy trì. Các phụ gia này phản ứng hóa học với bề mặt kim loại dưới nhiệt độ và áp suất cao để tạo thành một lớp màng bảo vệ dạng xà phòng kim loại, ngăn ngừa hiện tượng hàn dính và kẹt xước.

Ví dụ: Các hợp chất chứa lưu huỳnh, phốt pho, clo (ít dùng hơn do vấn đề môi trường).

Ứng dụng: Dầu bánh răng (đặc biệt bánh răng hypoid), mỡ bôi trơn cho các ứng dụng chịu tải nặng.

2.2.5 Chất điều chỉnh ma sát

Chức năng: Giảm hệ số ma sát giữa các bề mặt trượt, giúp cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng hoặc kiểm soát sự trượt (ví dụ trong dầu hộp số tự động, dầu cho vi sai hạn chế trượt).

2.3 Phụ gia giữ sạch hệ thống

2.3.1 Chất tẩy rửa

Chức năng: Trung hòa các axit hình thành trong quá trình đốt cháy và oxy hóa, giữ cho bề mặt kim loại sạch sẽ bằng cách ngăn chặn sự hình thành cặn bám ở nhiệt độ cao. Thường là các hợp chất kim loại (Canxi, Magie, Natri).

Ứng dụng: Dầu động cơ, một số loại dầu thủy lực và dầu truyền động.

2.3.2 Chất phân tán

Chức năng: Giữ cho các hạt cặn không hòa tan (như muội than, bùn cặn) lơ lửng trong dầu, ngăn chúng kết tụ lại và lắng đọng trên các bề mặt máy. Thường là các hợp chất không tro.

Ứng dụng: Chủ yếu trong dầu động cơ.

2.4 Phụ gia đặc thù cho mỡ bôi trơn

Chất bôi trơn rắn: Ví dụ: Graphite, Molybdenum disulfide (MoS2), PTFE (Teflon). Cung cấp khả năng bôi trơn trong các điều kiện khắc nghiệt (tải rất nặng, tốc độ rất chậm, nhiệt độ rất cao) hoặc như một lớp bảo vệ dự phòng khi màng dầu/mỡ lỏng bị phá hủy.

Chất tăng cường độ bám dính: Các hợp chất polymer giúp mỡ bám chắc hơn vào bề mặt kim loại, chống lại việc bị văng ra ngoài do lực ly tâm ở tốc độ cao hoặc bị rửa trôi trong môi trường ẩm ướt.

3 Tầm quan trọng của việc cân bằng hệ phụ gia

Sản xuât một sản phẩm dầu mỡ bôi trơn công nghiệp chất lượng cao là một việc tương đối phức tạp. Các loại phụ gia khác nhau có thể tương tác với nhau, đôi khi mang lại hiệu ứng cộng hưởng tích cực, nhưng cũng có thể gây ra tác động đối kháng, làm giảm hiệu quả. Việc sử dụng quá nhiều một loại phụ gia nào đó cũng có thể gây hại.

Do đó, các nhà sản xuất dầu mỡ uy tín đầu tư rất nhiều vào nghiên cứu và phát triển (R&D) để tạo ra các “gói phụ gia” được cân bằng một cách tối ưu, phù hợp với loại dầu gốc và mục đích sử dụng cuối cùng của sản phẩm. Việc người dùng tự ý thay đổi các chất phụ gia mua ngoài vào dầu mỡ đang sử dụng thường không được khuyến khích và có thể gây ra những hậu quả không lường trước.

Kết luận

Hệ phụ gia đóng vai trò then chốt, quyết định đến hiệu năng và khả năng bảo vệ của dầu mỡ bôi trơn công nghiệp. Việc lựa chọn sản phẩm có gói phụ gia được thiết kế phù hợp với từng ứng dụng và điều kiện làm việc cụ thể, kết hợp với việc sử dụng và quản lý chất bôi trơn đúng cách, giúp tối ưu vận hành, kéo dài tuổi thọ thiết bị.

Việc hiểu rõ và lựa chọn dầu mỡ bôi trơn công nghiệp với hệ phụ gia tối ưu chính là đầu tư vào độ tin cậy của máy móc, giảm thiểu chi phí bảo trì và nâng cao hiệu suất sản xuất chung. Hãy liên hệ với Thái Sơn để được tư vấn lựa chọn các sản phẩm bôi trơn có công thức phụ gia tiên tiến, đáp ứng tốt nhất yêu cầu kỹ thuật của nhà máy bạn.