油中含水量检测时出现的问题及处理方法

王秉杰

(航空工业过滤产品质量监督检测中心，河南新乡 453019)

0 引言

在目前的润滑管理中，人们已经越来越深刻地意识到只有有效地控制油品的污染度水平，才能保障液压设备减少设备零部件的磨损，从而达到提高设备可靠性和高利用率的目的。而在各种型号的油品的污染来源中，除了空气和各种固体颗粒、化学污染外，最主要的就是水。

油中含水量受气压、温度、湿度的影响非常明显，在油品的使用过程，可能会因油品中时常含水而产生困扰，因此就需要对油品进行油中含水量检测，以判断使用中的油品是否满足使用指标。文中对在进行油中含水量检测时会出现的问题进行了说明，并对不同的问题提出了自己的观点和建议。

1 油中含水量检测时出现的问题

油中含水量检测是指：采用专用的含水量分析仪(如卡尔菲休滴定仪)，检测油品中的含水量。

1.1 油中含水量降低

(1)2006年11月23日，用洁净干燥带密封盖的250 mL容量的玻璃瓶取洁净航空液压红油YH-10 200 mL，共3瓶编号1号，2号，3号；然后用洁净干燥注射器向3瓶红油中分别注入蒸馏水：50，100，180 μL。将注入水的油样放入60 ℃的烘箱，加热1 h后检测其含水量。油品状态记录在表1中。一年后，2007年10月18日再次观察这3瓶油样，油品状态记录在表1中。

表1 油品状态观察记录表

(2)某客户送检的润滑油油样，油中含水量检测数据见表2。

表2 某润滑油油样含水量数据

1.2 油中含水量测试值不稳定

从某过滤产品的油水分离效率试验过程中获得部分取样油样，这些油中含水量分析数据见表3。

表3 试验油样的油中含水量数据

2 问题分析

2.1 油中含水量降低

通过前面的分析可以看到：无论是在密闭的容器内，还是静置状态下的油样，经过放置后油样的含水量都会降低。

在常温常压下，含水油是一种结构复杂的混合物，静置时因密度不一样，两者分界面整齐一致，油在上，水在下，界面明显，即油水不互溶。当油品在设备或运行的系统内部，流动或被搅拌时油水两者互相撞击渗透，以颗粒状(其直径大小不等)相混合，此时水在油中存在的状态主要有以下3种：

(1)溶解水。这种形态的水是以极微细的颗粒即分子水平溶解于油中，在油中分布较均匀，油呈透明状态。

(2)游离水。常以水滴形态游离于油中，或沉降在油液底部。游离水是在油中溶解的水超过饱和点(溶解点)时出现。

(3)乳化水。油水之间的界面张力降低后，使油水结合在一起，形成乳化状态，使油水难以分离。油品的颜色也因此变得模糊或是浑浊发白。

水在油中存在的形态，又可以在一定条件下相互转换。如溶解水因温度等条件而发生过饱和时，可以从油中凝析出来成为乳化水，而乳化水在长期静止状态或在外力作用下可能聚合沉淀形成游离水；反之游离水受外力搅动后形成乳化状态，在较高的温度下，乳化水与游离水也可以部分汽化而溶解于油变成溶解水。

前文提到的油中含水量的降低，虽然油液并没有被加压加温，但由于水活性的因素油液中部分游离水汽化而溶解于油变成溶解水或形成了油包水，用卡尔菲休滴定仪进行检测时，滴定仪会把油包水当作油来看待，而溶解于油包水中的那一部分水自然不会再被计算到所检测的含水量的结果中，相对于游离水溶解前检测的含水量数据，数值显示是降低的。

另一个原因，即使油液浑浊底部有游离水析出，当油液静置一段时间后转变成清澈透明无明显游离水，这一点说明注入油液中的游离水完全溶解成了溶解水或油包水，而且油液中溶解的水没有达到油液的溶解度(即饱和度)。因为在达到油品的溶解水饱和度之前，油品的外观是清亮透明的。

表4 几种常用油品的含水饱和度

注：某种溶液的饱和度是指在100 g该溶液中溶质在溶液中所占质量分数

因为水溶解在油中，且没有达到油品的水饱和度，所以检测油中的含水量才会降低。

2.2 油中含水量测试值不稳定

第1.2节中的油样来自于试验过程中的现场取样，在液压系统运转的过程中，油和水被高速搅拌在一起，油和水就会保持不相溶-相溶-不相溶重复循环的模式，油分子和水分子之间的状态也极不稳定，游离水不能有效地溶解于油中，油也不能最大化地溶解游离水，油的溶解度(即饱和度)也一直处于不饱和态。因此当从取样容器中抽取油样时会抽取到游离水，而游离水在油中的沉降速度很快，抽取到游离水的多少就极大地影响了油中含水量的测试值，也造成了测试值的不稳定。

3 处理方法

3.1 油中含水量降低

油品的含水量不但会随着油品贮存地点的环境温度、湿度和大气压力变化，也会受到油品水饱和度的影响。在没有达到油品水饱和度的极限之前，油品中的水会逐渐溶解于油中，所以油品中的含水量会一直处于逐渐降低趋势。当含水量达到油品的饱和度极限后，溶解水会慢慢形成游离水与油分离，沉降在贮存容器的底部，当游离水出现时油品的含水量就会呈逐渐增加的趋势。无论油中含水量降低或升高，油中含水量总是处于变化的状态，所以经检测得到的油品含水量的测试值具有典型的即时性，只代表取样时，在取样温度、湿度、大气压下油中的含水量值，不能代表某油品某一时期或某一阶段的油品含水量值。

针对油中含水量一直处于变化的特性，建议在进行油中含水量检测时，标明被测油样的取样时间、地点、温度、湿度、大气压力。由于油中含水量的即时性，被测油样的取样信息越详细，就越容易得到油品含水量真实值，也会更直观地看到油品含水量的变化趋势，更便于对油品中的含水量做进一步的处理。

3.2 油中含水量测试值不稳定

油中含水量测试值的不稳定主要是由于油液中出现了游离水，水珠的沉降速度直接影响着注射器抽取油样时油中的含水量，所以提高油中含水量测试值的稳定性主要取决于被测油样的抽取。因此对于被测油样的抽取做以下建议：

(1)对于非来自液压系统和试验现场抽取的试样，底部出现游离水时，要对油样进行充分高速搅拌，使油和水混合均匀后再抽取液样。

(2)在被测油样体积的1/2处抽样。来自液压系统和试验现场的油样，需要立即检测油样的含水量，在油样的1/2处抽样，可以获得足够分析用量，并可以捕捉到沉降中的游离水，此外可以避免抽取到沉积在油样底部的大量游离水。

(3)目测油样的浑浊程度，提高抽样速度。当油样中含游离水的浓度不一样时，油样的浑浊程度也不一样，当油样的浑浊度高时，说明油样中的游离水含量较高，此时应加快抽取速度，降低因游离水沉降而造成的油中含水量测试值的不稳定。

3.3 对油中含水量的测试值不做重复性验证试验

油中含水量是一个处于变化的值，测试值只具有即时性，即使在取样容器内取很少体积的油样，其中的含水量也会因放置时间、环境温度等因素而发生变化。因此对于油中含水量不合适做重复性验证试验。

4 结束语

油中含水量检测是检验油品物理性能的手段之一，在检测过程中出现的问题会直接影响到油中含水量测试值的真实性和准确性，文中仅针对两点问题提出了自己的看法和处理方法，希望有所帮助。

【1】 邓显波,刘学忠,李志锋,等.润滑油含水量在线监测研究[J].燃气轮机技术,2008,21(4):56-59.