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抗燃油的概念特性及质量指标
作者：高平 指导老师：李毓华
1磷酸酯抗燃油的概念及特性
1.1磷酸酯抗燃油的基本概念
磷酸酯抗燃油是一种合成的液压油，它的某些特性与矿物油截然不同，磷酸酯是一种应用较普遍的抗燃液压油。通常使用的是叔磷酸酯，其通式为（RO）3P＝O，通式中三个R基都是芳香基团，则为三芳基磷酸酯，它的粘度、闪点、自燃点等特性能适合于汽轮机组调速系统对介质的要求。
三芳磷酸酯的合成方法为热法合成工艺，采用合成酚为原料合成的三芳磷酸酯抗燃油，主要为美国AKZO公司生产，采用煤焦油提炼的酚为原料合成的三芳磷酸酯抗燃油，主要为美国大湖公司生产。
1.2磷酸酯抗燃油的性能特点和一般变化规律
1.2.1抗燃性：抗燃油的自燃点比汽轮机油的高，一般在530℃以上，而汽轮机油的只有300℃左右。
1.2.2介电性能：抗燃油的介电性能以电阻率为代表。油品电阻率的高低表征油品的电荷腐蚀趋向，实践证明，伺服阀的电荷腐蚀与油的电阻率有很大关系，低电阻率会增加油对伺服阀的腐蚀趋势，高电阻率很少发生电荷腐蚀，将电阻率提高到5×109Ω·cm(20℃）以上可有效地消除电荷腐蚀。 新油注入油系统时，应严格控制油的电阻率，抗燃油在运行过程中，随着使用时间的延长，油老化、水解以及可导电物质的污染等都会导致电阻率降低，所以抗燃油在运行过程中，应投入旁路再生装置，将油的电阻率控制在较高水平。如果油的电阻率低于运行标准，通过旁路再生装置还不能恢复到合格范围，应采取换油措施，以免引起伺服阀油系统的精密金属部件被腐蚀而危及到机组的安全运行。
1.2.3水解安定性：磷酸酯抗燃油有较强的极性，在空气中容易吸潮。在合适的条件下，如剧烈搅拌和酸性物质的存在下，与水分作用会发生水解，水解的程度不同，可生成酸性磷酸二酯、酸性磷酸一酯和酚类物质等，水解产生的酸性物质对油的进一步水解产生催化作用，完全水解后生成磷酸和酚类物质。
1.2.4热安定性：三芳基磷酸酯的热安定性比石油基油差，在多数不同类型的热照射下，酯均分解。因此，不宜用在受辐射的设备上。
1.2.5腐蚀性：磷酸酯抗燃油对金属材料本身没有腐蚀性，但油中的水分、氯含量、电阻率和酸值等超标，会导致金属部件的腐蚀、造成不可修复的破坏。另外，磷酸酯抗燃油的分子极性很强，对非金属材料有较强溶剂效应，用于矿物油的部分密封材料台耐油橡胶等不适用于磷酸酯抗燃油，在磷酸酯抗燃油系统的橡胶密封材料一般选用氟橡胶。
1.2.6清洁度：由于调速系统油压高，执行机构部件间隙缩小，机械杂质污染会引起伺服阀的磨损、卡涩，严重时会造成伺服阀卡死而被廹停机，故运行中磷酸酯抗燃油应具有较高的清洁度。油中颗粒污染一般来源于油系统部件的磨损、精密过滤器的破损失效，或外界污染源的污染。
2磷酸酯抗燃油及矿物油对密封材料的相容性

材料名称
磷酸酯抗燃油
矿物油
氯丁橡胶
不适应
适应
丁晴橡胶（耐油橡胶）
不适应
适应
皮革
不适应
适应
橡胶石棉垫
不适应
适应
硅橡胶
适应
适应
乙丙橡胶
适应
不适应
氟橡胶
适应
适应
聚四氟乙烯
适应
适应
聚乙烯
适应
适应
聚丙烯
适应
适应
3磷酸酯抗燃油新油标准和重要指标说明
3.1密度：密度是磷酸酯抗燃油与石油基汽轮机油的主要区别之一。抗燃油的密度＞1，一般为1.13—1.17之间，而汽轮机油的密度＜1，一般为0.87左右。测定密度是为了迅速确定油品到货质量是否均匀，还可判断补油是否正确。
3.2粘度：粘度是油类最重要的一个特性，是机器正常润滑的一个重要因素。 40℃时抗燃油在41.4～50.6 mm2/s之间。对于运行油，规定粘度在中心值的±15%以内，即为 39.1～52.9 mm2/s之间 。
3.3电阻率：电阻率低是导致伺服阀腐蚀的主要原因，运行抗燃油电阻率低除了与运行状态有关外，与注入新油的电阻率也有很大关系，所以新标准规定新油电阻率为1×1010Ω.cm。运行油的电阻率为6×109Ω.cm。
4磷酸酯抗燃油新油标准
4.1酸值：由于油中的酸性成分对油的劣化有催化作用，所以在运行中控制油酸值非常重要，当运行中油的酸值大于0.2mgKOH/g后，由于酸性物质的催化作用，油的酸值随时间呈指数状态升高，所以将运行油的酸值控制为0.15mgKOH/g，新油的标准控制为0.05mgKOH/g。
4.2水分：抗燃油多年的运行经验表明，很多情况下，运行中油的酸值升高是因为油的水解而引起，所以新油标准规定为<600 mg/L。运行油的水分标准为1000 mg/L。
4.3空气释放值：新标准规定新油的空气释放值为3分钟。运行中的空气释放值为10分钟。

项 目
指 标
外观
无色或淡黄，透明
密度20℃，g/cm3
1.13～1.17
运动粘度40℃， mm2/s
41.4～50.6
倾点℃
≤—18
闪点℃
≥240
自然点℃
≥530
颗粒污染度NAS1638级
≤6
水分mg/L
≤600
酸值mgKOH/g
≤0.05
氯含量mg/L
≤50
泡沫特性，mL /mL， 24℃/ 93.5℃/24℃
≤50/0，≤10/0，≤50/0
电阻率20℃ Ω.cm
≥1×1010
空气释放值50℃，min
≤3
5运行中抗燃油的质量指标
项 目
指 标
外观
透明
密度20℃，g/cm3
1.13～1.17
运动粘度40℃，mm2/s
39.1～52.9
倾点℃
≤－18
闪点℃
≥235
颗粒污染度NAS1638级
≤6
水分mg/L
≤1000
酸值mgKOH/g
≤0.20（0.15）
氯含量mg/L
≤100
泡沫特性，mL /mL
≤200， ≤40，≤200
电阻率20℃ Ω.cm
≥6×109
矿物油含量%（m/m）
≤4
空气释放值50℃，min
≤10
6结束语
本文是在大唐甘谷发电厂李毓华厂长的悉心指导下完成的，在此谨向李毓华厂长致以崇高的敬意和由衷的感谢！