Tiêu chí phân tích và đánh giá chất lượng của mỡ bôi trơn

Đôi lúc, trong quá trình sử dụng mỡ bôi trơn bạn gặp phải các sự cố không mong muốn, bạn muốn phân tích mỡ bôi trơn để xác định nguyên nhân nhưng không biết phải bắt đầu từ đâu, hay có lúc bạn nhận được một báo cáo phân tích của một đơn vị cung cấp nhưng không biết đánh giá các chỉ số này ra sao? Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu về các tiêu chí phân tích và đánh giá chất lượng của mỡ bôi trơn một cách ngắn gọn và dễ hiểu nhất.

Các tiêu chí phân tích và đánh giá chất lượng của mỡ bôi trơn

Đánh giá ngoại quan – Visual Check

Dù bất kể là phân tích đánh giá ở phòng thí nghiệm hay tại công trường, việc đánh giá ngoại quan mỡ bôi trơn là điều cần phải tiến hành đầu tiên.

Màu sắc/ngoại quan – Color/Appearance

Việc kiểm tra sự thay đổi màu sắc của mỡ bôi trơn đang sử dụng là rất quan trọng. Ví dụ, mỡ mới sử dụng thường có màu đỏ hoặc xanh, sau một thời gian, màu sắc sẽ chuyển sang tối màu dần thành đen hoặc nâu. Việc kiểm tra màu sắc có thể đánh giá sơ bộ sự xuống cấp của mỡ bôi trơn hoặc sử dụng sai loại mỡ. Để tránh trường hợp sử dụng sai loại mỡ bôi trơn, cần đảm bảo rằng súng bắn mỡ phải được làm sạch, và phải kiểm tra mỡ trong súng trước khi bơm vào máy.

Mắt thường cũng có thể nhìn thấy được cặn bẩn, bụi, hạt mài mòn nhỏ có mặt trong mỡ bôi trơn. Nước cũng là một tạp chất thường gặp, chúng sẽ giống như những giọt mồ hôi nhỏ lên trên mỡ.

Mùi hương – Odor

Mỡ có mùi cháy khét không? Có mùi giống xăng dầu không? Có mùi hóa chất hay mùi thực phẩm không? Điều này tùy thuộc vào vị trí lấy mẫu, thiết bị, mày móc được lấy mẫu. Hãy cẩn thận khi đánh giá mùi của mỡ bôi trơn, vì đôi khi chúng thường chứa các loại hóa chất gây hai hoặc ảnh hưởng tới đường hô hấp

Tính nhất quán – Consistency

Sự thay đổi của tính nhất quán là rất dễ nhận thấy khi so sánh giữa mỡ đã sử dụng và mỡ mới. Ví dụ, chúng thường có nhiều sạn, bám dính, mịn hoặc chảy nước. Mỡ có sạn chứng tỏ có các các hạt mài mòn, tạp chất rắn sinh ra trong quá trình hoạt động của vòng bi. Mỡ chuyển từ trạng thái bám dính sang trạng thái trơn mượt hoặc từ trạng thái trơn mượt sang bám dính chứng tỏ mỡ đang chứa rất nhiều tạp chất, hoặc phản ứng chuyển đổi hóa tính đã diễn ra làm thay đổi cấu trúc và tính chất của mỡ.

Môi trường – Environment

Cần biết chính xác vị trí lấy mẫu mỡ để đánh giá tác động của môi trường xung quanh đến sự thay đổi của chất lượng mỡ bôi trơn. Chụp hình vị trí và quá trình lấy mẫu mỡ sẽ giúp đánh giá chính xác nguồn gốc của tạp chất hoặc điều kiện vận hành đến hiệu quả sử dụng mỡ bôi trơn.

Kiểm tra các tính chất vật lý – Physical Test

Độ xuyên kim – Penentration

Kiểm tra độ xuyên kim để đánh giá tính nhất quán của mẫu mỡ. Có 3 kiểu phân tích độ xuyên kim khác nhau: Full size, ½ scale và ¼ scale. Test độ xuyên kim ½ scale và ¼ scale (ASTM D1403) sẽ kém chính xác hơn so với phương pháp test Full size (ASTM D217).

Viện mỡ bôi trơn quốc gia (NLGI) chia mỡ bôi trơn thành các cấp độ dựa theo tính nhất quán của chúng bằng việc phân tích độ xuyên kim.

Hàm lượng sắt – Ferrous Content

Kiểm tra hàm lượng sắt trong mỡ giúp đánh giá mức độ mài mòn, hư hại của vòng bị, thông qua đó dự đoán được tuổi thọ và thời gian sử dụng còn lại cũng như độ tin cậy và khả năng vận hành của máy. Phân tích hàm lượng sắt bằng phương pháp “Ferrography” và “Ferrous density”. Phương pháp “Ferrous density” cho ra kết quả làm hàm lượng sắt kim loại có trong mỡ bôi trơn. Phương pháp “Ferrography” sử dụng kính hiển vi để quan sát đánh giá hình dạng, kích thước hạt sắt và từ đó có thể giúp phân loại hạt sắt mài mòn và đánh giá mức độ hư hại của vòng bi.

Nhiệt độ nhỏ giọt – Dropping point

Kiểm tra nhiệt độ nhỏ giọt sẽ đánh giá được chất lượng và tình trạng của mỡ bôi trơn. Nếu nhiệt độ nhỏ giọt thấp hơn giá trị công bố của nhà sản xuất, nghĩa là mỡ chứa nhiều tạp chất, hoặc bị trộn lẫn. Đồng thời, nếu nhiệt độ nhỏ giọt càng thấp, chứng tỏ mỡ đã hết hạn sử dụng và cần phải được thay mới. Điểm nhỏ giọt chỉ có ý nghĩa giới hạn đối với hiệu quả sử dụng chất làm đặc thông thường, vì phân tích điểm nhỏ giọt là phép thử tĩnh. Trên 200^oC, điểm nhỏ giọt không có mối tương quan nào với nhiệt độ làm việc cao nhất của mỡ bôi trơn.

Kiểm tra các thành phần hóa học – Chemical Test

Phân tích thành phần hóa học – Chemical

Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại biển đổi Fourier (FTIR) được dùng để xác định các thành phần hóa học của mỡ bôi trơn. Mẫu mỡ bôi trơn sẽ được phân tích và thu tập dữ liệu về phổ hồng ngoại. Mẫu mỡ đã qua sử dụng sẽ được phân tích và so sánh phổ với mẫu mỡ mới, từ đó xác định được làm lượng tạp chất hữu cơ, sự trộn lẫn của mỡ cũng như xác định được tính chất của dầu gốc, loại chất làm đặc, phụ gia chống oxi hóa, và đôi khi cả tỷ lệ chất làm đặc và dầu gốc.

Trên thị trường, cũng có các thiết bị phân tích phổ hồng ngoại biến đổi Fourier tuân theo tiêu chuẩn ASTM D7889 được dùng để phân tích tại hiện trường để xác định các tính chất, thành phần hóa học của mỡ bôi trơn.

Phân tích thành phần nguyên tố – Elemental Analysis

Phân tích thành phần nguyên tố có mặt trong mỡ bôi trơn có thể được tiến hành bằng nhiều phương pháp khác nhau. Phương pháp quang phổ X-Ray, phương pháp quang phổ phát xạ plasma (ICP – inductively coupled plasma), phương pháp quang phổ phát xạ tia lửa (OES – Spark optical emission spectrometry), phương pháp hấp thụ nguyên tử (AA – Atomic absorption) và phương pháp kính hiển vi điện tử kết hợp quang phổ phát xạ năng lượng tia X (SEM/EDS). Việc lựa chọn phương pháp tối ưu nhất phải dựa trên kích thước hạt mài mòn, kích thước mẫu, độ giảm cấp của mỡ… Lựa chọn đúng phương pháp phân tích sẽ cho ra kết quả chính xác và hữu ích nhất, giúp xác định các tạp chất từ môi trường, phụ gia, chất làm đặc, kim loại bị mài mòn… Đồng thời, cũng có thể xác định được mỡ có bị trộn lẫn hay không và trộn lẫn loại nào.

Phân tích hàm lượng nước – Water Content

Xác định làm lượng nước có mặt trong mỡ bôi trơn là vô cùng quan trọng. Mỡ được sử dụng ở các nơi ẩm ướt hoặc khô ráo đều có thể bất ngờ xuất hiện hàm lượng nước. Một số loại mỡ sẽ chứa một lượng nhỏ nước do phát sinh trong quá trình sản xuất, và một số loại sẽ không chứa nước (free – water). Phương pháp đơn giản nhất để xác định làm lượng nước có mặt trong mỡ bôi trơn là phương pháp chuẩn độ điện thế Volumetric Karl Fisher.

Phân tích độ ổn định oxi hóa – Oxidation Stability

Phương pháp quét nhiệt áp suất vi sai (PDSC – Pressure differential scanning calorimetry) thường được dùng để đo độ ổn định oxi hóa của mỡ bôi trơn theo tiêu chuẩn ASTM D5483. Phương pháp này cần mỡ mới để đối chứng và so sánh. Nếu không có mẫu mỡ mới, việc phân tích sẽ mất đi giá trị của nó. Mẫu mỡ mới và cũng sẽ được phân tích dưới các điều kiện khắc khe bao gồm cả việc tăng nhiệt độ và áp suất oxi.

Phân tích mỡ theo phương pháp RULLER test ASTM D7527 xác định hàm lượng phụ gia chống oxi hóa còn lại bằng quét vôn kế tuyết tính (Linear sweep voltammetry) được dùng để xác định hàm lượng chất chống oxi hóa còn lại có trong mỡ bôi trơn là phenolic và aminic. Phương pháp này cũng cần phải phân tích mỡ mới để xây dựng đường chuẩn cho mẫu mỡ cần phân tích. Nếu không có mẫu mỡ mới thì giá trị của phép thử sẽ giảm đi đáng kể.

Kết luận

Thu tập mẫu và đem đi phân tích mỡ bôi trơn là cực kỳ quan trọng để đảm bảo máy móc làm việc tốt và hiệu quả, giúp ngăn ngừa các sự cố không đáng có xảy ra. Tuy nhiên, việc này sẽ vô giá trị nếu không thể đọc được báo cáo kết quả phân tích. Khi tiếp nhận báo cáo, các hành động cần thiết phải được tiến hành để chuẩn đoán chất lượng mỡ, tình trạng làm việc của thiết bị, mức độ mài mòn, hư hại của vòng bị, thời gian thay mỡ hoặc ít nhất là việc tiếp tục lấy mẫu để giám sát định kỳ.

Thông thường, việc lấy mẫu và phân tích thường là trong các thường hợp nghi ngờ các vấn đề liên quan đến chất lượng bôi trơn và tình trạng làm việc của máy móc. Vì vậy cần tiến hành:

• Tăng cường chu kỳ bôi trơn.
• Giảm lượng mỡ bôi trơn.
• Thay gioăng phớt (seal)
• Loại bỏ các nguồn gây ra tạp chất
• Thay mỡ bôi trơn
• Lấy mẫu và phân tích thường xuyên hơn.