Cách lựa chọn dầu mỡ chịu nhiệt phù hợp với từng ứng dụng

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn chất bôi trơn. Đối với nhiệt độ, những yếu tố cần xem xét chính là độ nhớt, suy thoái nhiệt và quá trình oxy hóa. Trong một thế giới hoàn hảo, nếu bạn chỉ tập trung vào nhiệt độ để lựa chọn chất bôi trơn, bạn sẽ muốn chất bôi trơn được bơm ở nhiệt độ thấp trong khi vẫn có khả năng bảo vệ tốt ở nhiệt độ cao (chỉ số độ nhớt VI rất cao). Khi nhiệt độ lên cao thì các chất bôi trơn gốc hydrocacbon sẽ để lại cặn, điều này có nghĩa là một chất bôi trơn gốc hydrocarbon sẽ không phải là một lựa chọn phù hợp cho những ứng dụng có nhiệt độ hoạt động cao.

Ngay cả chất bôi trơn có dầu gốc tổng hợp polyalphaolefin (PAO) là tinh khiết nhất và hiệu suất tốt nhất của các loại dầu gốc hydrocarbon, không thể chịu được nhiệt độ được đề cập ở đây. Giới hạn nhiệt độ thực tế cho hydrocacbon tổng hợp dưới 200 độ C. Nhiệt độ suy thoái nhiệt ban đầu của chúng cao hơn, nhưng chúng bị oxy hóa rất nhanh ở những nhiệt độ cao này, làm cho tuổi thọ của chúng chỉ kéo dài vài giờ.

Tham khảo: Sản phẩm dầu bôi trơn chịu nhiệt độ cao.

Dầu bôi trơn hiệu quả chỉ có ở nhiệt độ dưới 170 độ C. Bất cứ thứ gì hoạt động ở nhiệt độ trên nhiệt độ này hầu như luôn đòi hỏi phải thỏa hiệp. Những thỏa hiệp này đến dưới dạng tuổi thọ giảm, khả năng mang tải thấp hơn, tốc độ chậm hơn, mức độ ma sát cao hơn, khó khăn trong ứng dụng, các vấn đề tương thích, v.v.

Nhiệt độ phân hủy nhiệt của các loại dầu gốc có thể được kiểm tra bằng phương pháp ASTM D2879. Các kết quả thử nghiệm này không thể được cải thiện khi sử dụng các chất phụ gia, nhưng chúng có thể được giảm thiểu khi có một vài các hợp chất ổn định hơn được tìm thấy trong chất bôi trơn bao gồm các chất phụ gia. Sau đây là nhiệt độ phân hủy nhiệt đối với một số loại dầu gốc phổ biến:

giới hạn chịu nhiệt của các loại dầu gốc

Như bạn có thể thấy, các lựa chọn chất bôi trơn trở nên rất hạn chế khi nhiệt độ hoạt động lên đến trên 400 độ C. Có các chất bôi trơn có thể được sử dụng tốt hơn phạm vi nhiệt độ này, nhưng vấn đề với chúng là chúng là chất rắn ở nhiệt độ bình thường. Khi thảo luận về giới hạn nhiệt độ trên của dầu mỡ, bạn cũng phải căn nhắc bất kỳ hạn chế nào của các chất làm đặc. Khi nhiệt độ của mỡ được nâng lên, cấu trúc gel bị mất ổn định và dầu mỡ trở thành chất lỏng. Nhiệt độ này được gọi là điểm nhỏ giọt. Dưới đây là điểm nhỏ giọt của các chất làm đặc mỡ thông thường, ổn định nhất được liệt kê dưới đây:

điểm nhỏ giọt của các chất làm đặc mỡ bôi trơn

Rõ ràng, chất làm đặc mỡ thông thường cũng không thể đạt được gần 400 độ C. Một giải pháp có thể xảy ra là nhìn vào chất bôi trơn và vật liệu tổng hợp rắn. Mặc dù có nhiều nhược điểm khi sử dụng chất bôi trơn rắn, nhưng đôi khi phải thỏa hiệp để đạt được hiệu suất tốt hơn của một số tính chất nhất định.

Theo như lựa chọn chất bôi trơn, có nhiều sự lựa chọn cho nhiệt độ dưới 100 độ C, khiến cho quyết định trở nên khó khăn hơn. Tuy nhiên, đối với nhiệt độ trên 400 độ C, chỉ có một số nhỏ các chất bôi trơn có sẵn, làm cho quá trình ra quyết định dễ dàng hơn nhiều. Các chất bôi trơn duy nhất có tuổi thọ cao ở những nhiệt độ này là kim loại lỏng, oxit lỏng, kính và một vài chất bôi trơn rắn như molybdenum disulfide.

Giải pháp thực sự duy nhất cho những vấn đề bôi trơn nhiệt độ cực cao này là đánh giá lại hệ thống và môi trường để thiết kế một tình huống mà chất bôi trơn có thể hoạt động tốt và đạt được yêu cầu như kỳ vọng.

Tham khảo: Các sản phẩm mỡ chịu nhiệt từ 200 độ C đến hơn 1000 độ C.