đồ án kỹ thuật dầu khí Xác định nhiệt độ nhỏ giọt của mỡ bôi trơn

Bài 4 : Xác định nhiệt độ nhỏ giọt của mỡ bôi trơn ……… Chương I.Thực trạng thị trường mỡ bôi trơn ở Việt Nam 1.Ý nghĩa của mỡ bôi trơn Trên thế giới hiện nay, dầu nhờn vẫn là chất bôi tr

Bài 4 : Xác định nhiệt độ nhỏ giọt của mỡ bôi trơn

………

Chương I.Thực trạng thị trường mỡ bôi trơn ở Việt Nam

1.Ý nghĩa của mỡ bôi trơn

Trên thế giới hiện nay, dầu nhờn vẫn là chất bôi trơn chủ yếu trong cácngành công nghiệp và dân dụng.Với vai trò quan trọng của mình, dầu nhờn đãtrở thành một loại vật liệu công nghiệp không thể thiếu Cùng với sự pháttriển của xã hội các loại máy móc, thiết bị, công cụ được đưa vào ứng dụngtrong công nghiệp và dân dụng ngày càng nhiều, dẫn đến mức tiêu thụ dầu bôitrơn tăng lên không ngừng trong những năm qua Theo thống kê mức tiêu thụdầu mỡ bôi trơn hiện nay khoảng 40 triệu tấn mỗi năm.Ở nước ta tuy mức tiêuthụ dầu mỡ bôi trơn thấp hơn nhiều so với các nước phát triển nhưng cũng đạt

ở mức 100.000 tấn mỗi năm đối với dầu bôi trơn và mức tăng trưởng là 4-8%mỗi năm Toàn bộ lượng dầu này nước ta phải nhập từ nước ngoài dưới dạngthương phẩm hoặc ở dạng dầu gốc cùng với các phụ gia rồi tự pha chế, nhưvậy hàng năm nhà nước ta phải bỏ ra một ngoại tệ lớn để đáp ứng nhu cầu vềbôi trơn cho các ngành công nghiệp và dân dụng trong nước Nền côngnghiệp dầu khí Việt Nam tuy mới chỉ dừng lại ở mức khai thác song đã đónggóp một nguồn ngoại tệ đáng kể cho nền kinh tế quốc dân Ngày nay dầu khíViệt Nam đang là một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn và dự án với

xu hướng phát triển mạnh, đặc biệt là dự án nhà máy Dung Quất đi vào hoạtđộng Khi đó đáp ứng được một phần lớn nhu cầu về dầu bôi trơn trong nước

và tiết kiệm được một lượng lớn ngoại tệ mà dự kiến để nhập khẩu dầu bôitrơn

Trước vấn đề cấp thiết đó, các tập thể khoa học lớn đang không ngừngnghiên cứu thành phần, tính chất của dầu mỏ nói chung và các cấu tử nóiriêng để hoàn thiện các phương pháp khai thác và chế biến nguồn tài nguyênquý giá này Khi sử dụng dầu nhờn làm chất lỏng bôi trơn giữa các bề mặt lớptiếp xúc của các chi tiết máy móc nhằm mục đích giảm mài mòn, giảm masát, tản nhiệt, làm mát Nhờ vậy giảm được tiêu hao năng lượng để thắng lực

ma sát sinh ra khi các chi tiết máy chuyển động, Nói chung, dầu nhờn có ứngdụng rất rộng rãi trong đời sống hiện nay Đặc biệt chúng có tầm trọng rất lớnđối với các loại máy móc, nếu thiếu chúng thì các máy móc sẽ không thể hoạtđộng được

Một nước có nền kinh tế hùng mạnh cũng là một nước khát khao nguồn dầu mỏ không phải chỉ để chạy máy mà còn để bôi trơn, bảo quản.Có thể nói chỉ số về lượng dầu tiêu thụ cũng nói lên được tiềm lực kinh tế của một đất nước.

Mỡ bôi trơn (MBT) nói chung cũng như các vật liệu bôi trơn nói riêng có

ý nghĩa rất quan trọng trong đời sống, chúng có tác dụng nâng cao hiệu quả sửdụng, độ tin cậy và tuổi thọ của các máy móc, động cơ Hàng năm thế giớitiêu thụ khoảng 40 triệu tấn vật liệu bôi trơn, trong đó mỡ bôi trơn chỉ chiếmkhoảng 5% nhưng là sản phẩm không thể thay thế trong kỹ thuật công nghệ.Riêng ở Việt Nam hiện nay, mỗi năm tiêu thụ khoảng 20.000 tấn mỡ.Trong sốcác MBT hiện nay, loại mỡ sản xuất từ nguyên liệu dầu khoáng và xà phòngcủa các axit béo chiếm tới hơn 99 %.Các vật liệu bôi trơn đã qua sử dụng bị thải vào môi trường một cách bừa bãicũng như bịrò rỉ là nguồn chủ yếu gây ô nhiễm.Mặc dù chưa được thống kêđầy đủ nhưng lượng chất bôi trơn tích tụ trong môi trường chắc chắn gây ratác hại rất lớn Hiện nay khi các yêu cầu an toàn môi trường ngày càng tăng,việc tạo ra các sản phẩm bôi trơn có khả năng phân hủy sinh học cao thay thếcho các sản phẩm bôi trơn gốc dầu khoáng truyền thống ngày càng trở nêncấp thiết Các sản phẩm này thường đi từ este tổng hợp và đặc biệt từ dầuthực vật (DTV), vốn có khả năng phân hủy sinh học tốt hơn nhiều dầu khoángthông thường Hơn nữa DTV còn là nguồn nguyên liệu tái tạo được trong khi

Hiện nay trên thế giới có khá nhiều công trình nghiên cứu việc ứng dụngDTV làm nguyên liệu sản xuất MBT trong khi ở nước ta đây là một lĩnh vựcrất mới mẻ

2 Các nhân tố rủi ro khi kinh doanh mỡ bôi trơn ở thị trường Việt Nam( Công ty APP )

a Rủi ro về kinh tế

Là một công ty hoạt động trong lĩnh vực sản xuất kinh doanh các sảnphẩm dầu mỡ bôi trơn và các sản phẩm từ dầu mỏ là nguyên liệu đầu vào củanhiều ngành công nghiệp, có thể nói, môi trường kinh tế vĩ mô có những ảnhhưởng trực tiếp và mạnh mẽ tới quá trình phát triển của Công ty Thực tế

những năm vừa qua cho thấy nền kinh tế Việt Nam đang trong giai đoạn tăngtrưởng nhanh chóng

Trong năm 2008 - 2009 mặc dù kinh tế thế giới khủng hoảng và suy thoáitrầm trọng nhưng tăng trưởng kinh tế của Việt Nam vẫn đạt tương ứng là6,23%[1] và 5,2% 2 và khả năng trong năm 2010, tăng trưởng GDP là 6,5% 3.Tuy có sự suy giảm nhưng so với nhiều quốc gia trên thế giới tăng trưởngGDP của Việt Nam vẫn là rất cao Theo dự đoán của các chuyên gia, tăngtrưởng GDP của Việt Nam sẽ tăng trở lại mức 6,5-8% khi nền kinh tế thể giớivượt qua suy thoái và bắt đầu phục hồi

Khi kinh tế phát triển, các ngành công nghiệp như cơ khí chế tạo, luyệnkim, hoá chất vật liệu, giao thông vận tải, năng lượng, điện lực, than gia tăngsản xuất, hoạt động nên mức tiêu thụ các sản phẩm hóa dầu (dầu mỡ bôi trơn,chất lỏng chuyên dụng ) ngày càng lớn Ngược lại khi kinh tế tăng trưởngchậm hoặc suy thoái cũng sẽ ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất kinh doanhcủa doanh nghiệp thông qua tác động đến các ngành công nghiệp trên

Năm 2008, tỷ lệ lạm phát trong nền kinh tế tăng cao Giá cả các nguyênvật liệu chủ yếu đều tăng với tỷ lệ lớn đang ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt độngsản xuất kinh doanh của Công ty Chi phí sản xuất ngày càng cao, đẩy giáthành các sản phẩm chính của Công ty tăng đáng kể Tuy nhiên trong năm

2009 tỷ lệ lạm phát là 6,8% thể hiện khả năng điều tiết tốt kinh tế vĩ mô củachính phủ, dự kiến năm 2010 chỉ tiêu này được giữ ở mức một con số, đây làcác điều kiện tương đối thuận lợi đảm bảo cho sự phát triển ổn định củadoanh nghiệp

b Rủi ro về pháp luật

Hoạt động sản xuất kinh doanh của Công ty chịu sự điều chỉnh bởi hệthống pháp luật và chính sách của Nhà nước, bao gồm: luật doanh nghiệp, cácchính sách thuế, các cam kết hội nhập, các quy định về bảo vệ môitrường Khi tham gia thị trường chứng khoán, Công ty còn chịu sự điều chỉnhcủa các văn bản pháp luật về thị trường chứng khoán Do hệ thống Pháp luậtViệt Nam đang trong quá trình hoàn thiện nên sự thay đổi về chính sách luôn

có thể xảy ra, sự thay đổi có thể mang đến những thuận lợi nhưng cũng có thểtạo ra những bất lợi cho hoạt động kinh doanh của Công ty

c Rủi ro đặc thù ngành kinh doanh

Giá cả đầu vào

Chi phí nguyên vật liệu (dầu gốc, phụ gia các loại ) chiếm tỷ trọng lớntrong giá thành sản xuất nên biến động của giá nguyên vật liệu đầu vào sẽ ảnhhưởng trực tiếp đến giá vốn hàng bán, điều này có thể ảnh hưởng đến khảnăng tạo lợi nhuận của Công ty Mấy năm gần đây, giá dầu thế giới có nhiềubiến động: tăng cao vào cuối năm 2008 và giảm vào đầu năm 2009 và tăngmạnh vào năm 2010 Đây vừa là bất lợi vừa là cơ hội cho doanh nghiệp khi

dự báo chính xác biến động giá cả đầu vào Các nhà cung cấp nguyên liệu đầuvào của Công ty đều là các đối tác truyền thống, có năng lực, có uy tín trên thịtrường nên Công ty vẫn ổn định được nguồn nguyên liệu cho sản xuất vàgiảm thiểu được những rủi ro đầu vào

Thị trường đầu ra

Kể từ khi Việt Nam ra nhập WTO sự canh tranh trong lĩnh vực sản xuấtkinh doanh các sản phẩm hóa dầu ngày càng gay gắt và phức tạp Bên cạnhcác hãng nổi tiếng nước ngoài như Shell, Castrol, BP, Esso, Mobile, Total còn xuất hiện một số doanh nghiệp trong nước như PDC, PLC hoạt độngtrong cùng lĩnh vực Thị trường đầu ra của Công ty ngoài bị ảnh hưởng bởibiến động các ngành kinh tế trong nước còn bị ảnh hưởng bởi chính sách giá

và sản phẩm của các đối thủ cùng ngành.Tuy nhiên, ngoài cung cấp cho cácđại lý bán lẻ, Công ty còn có rất nhiều khách hàng truyền thống, với nhu cầu

ổn định qua các năm.Bên cạnh đó, công ty luôn duy trì chính sách quảng básản phẩm, mở rộng thị trường đảm bảo đầu ra cho hoạt động sản xuất kinhdoanh

d Rủi ro tài chính

Công ty thường xuyên phải huy động vốn từ các tổ chức tín dụng để đảmbảo cho nhu cầu vốn lưu động và nhu cầu đầu tư mở rộng hoạt động sản xuấtkinh doanh.Trong khi đó, do ảnh hưởng của chính sách tiền tệ quốc gia, tìnhhình lãi suất trong các năm gần đây cũng có nhiều biến động bất thường.Trong trường hợp lãi suất tăng cao sẽ làm tăng chi phí hoạt động, giảm hiệuquả sản xuất kinh doanh của công ty Công ty đang từng bước giảm thiểu rủi

ro này thông qua các biện pháp nhằm giảm nhu cầu vốn lưu động, tăng vòngquay tiền tệ, tối ưu tỷ lệ tồn kho, cân đối hoạt động sản xuất và tiêu thụ

Công ty cũng phải sử dụng các khoản vay ngoại tệ (USD) cho nhu cầunhập khẩu nguyên liệu đầu vào, do đó, chênh lệch tỷ giá ngoại tệ cũng ảnhhưởng đến kết quả kinh doanh Khoản vay hiện tại bằng USD của doanhnghiệp tại Ngân hàng Đầu tư và Phát triển có thời hạn 06 tháng trả gốc và lãimỗi tháng trả 01 lần Tỷ giá USD so với VNĐ đang có nhiều biến động theo

xu hướng tăng do đó Công ty có thể phải chịu rủi ro về tỷ giá với khoản vaynày

e Rủi ro khác

Một số rủi ro mang tính bất khả kháng ít có khả năng xảy ra nhưng nếuxảy ra thì sẽ tác động đến tình hình kinh doanh của Công ty Đó là những hiệntượng thiên tai (hạn hán, bão lụt, động đất v.v ), chiến tranh hay dịch bệnhbùng phát trên quy mô lớn Hiện nay, có rất nhiều các loại mỡ bôi trơn đượclàm giả và được đúng trong các vỏ hộp của các công ty có uy tín để lưu hànhvào thị trường, đây cũng là một điểm đáng để lưu ý khi kinh doanh mỡ bôitrơn

3 Những thuận lợi của thị trường dầu mỡ bôi trơn ở Việt Nam

Mặc dù có những khó khăn trong giai đoạn gần đây do chịu ảnh hưởngcủa khủng hoảng kinh tế toàn cầu nhưng nền kinh tế Việt Nam vẫn có nhữngbước tăng trưởng Theo các dự báo và báo cáo hiện nay, nền kinh tế Việt Nam

đã vượt qua được giai đoạn khó khăn nhất.Cùng với những tín hiệu lạc quancủa nền kinh tế thế giới, nền kinh tế Việt Nam hy vọng sẽ đạt được mức tăngtrưởng cao như giai đoạn trước đây Với mức độ tăng trưởng này thì tốc độtăng trưởng công nghiệp là nơi sử dụng chủ yếu các loại sản phẩm của công

ty dự kiến sẽ đạt mức 10-15%/năm Do đó sẽ kéo theo các nhu cầu tăngtrưởng về các loại sản phẩm trong đó có sản phẩm mỡ bôi trơn

Nhu cầu dầu mỡ bôi trơn hiện tại khoảng 250.000 - 270.000 tấn và sẽ tăngtrưởng hàng năm khoảng 7 - 10% sẽ là cơ hội cho các công ty mở rộng thịtrường

Việt Nam có đội ngũ các công nhân viên rất giàu kinh nghiệm và chămchỉ, do đó cũng là một thuận lợi lớn cho các công ty nước ngoài đầu tư pháttriển

Công ty phát triển phụ gia và sản phẩm dầu mỏ (APP), trực thuộc Tổng

công ty Hoá chất Việt Nam, đã nghiên cứu thành công công nghệ sản xuất mỡ bôi trơn chất lượng cao phục vụ kinh tế và quốc phòng Việt Nam Công trình

thể hiện tính kế thừa - sáng tạo trong nghiên cứu và triển khai, đem lại hiệuquả kinh tế xã hội rõ rệt, tạo ra vật liệu bôi trơn mang thương hiệu Việt Nam

3 Nhu cầu bôi trơn bằng mỡ

Trong cuộc sống hàng ngày , đôi khi người ta thấy dựng dầu để bôi trơnthế là đủ Nhưng thực tế lại khác có nhiều trường hợp dựng dầu để bôi trơnkhông được việc , khi đó hoăc là dầu bị chảy ra, văng ra khỏi bề mặt ma sáthoặc là bị bốc hơi hay phân huỷ Chẳng phải nói đến những tốc độ cao màngay cả những chỗ có tốc độ thấp thôi như bôi trơn cho chỗ ma sát giữa trục

xe và bánh xe của một chiếc xe bò cũng thấy chẳng trơn tru chút nào nếu chỉviệc tra dầu vào đó : dầu tra vào bôi tron được ít lâu chảy hết !

Người ta tìm mọi cách khắc phục,dựng dầu có độ nhớt cao, làm cho dầudính lại dược trên mặt ma sát để bôi trơn , tạo ra một hệ thống tuần hoàn dầuđến chi tiết ma sát nhờ áp lực bơm , vung tế dầu vào nơi cần bôi trơn , có khinhúng cả cụm ma sát vào trong chất lỏng như một vài ổ bi của máy bơm xăngdầu Có khi người ta duy trì dầu bôi trơn bằng phớt tẩm dầu hoặc dựng bạcxốp hút dầu để khi bôi trơn dầu thấm dần ra

Một biện pháp rất phổ biến , có hiệu quả , rất xưa nhưng cũng rất tân tiến

là sử dụng mỡ

Rất xưa , tỉ như người Tầu họ vẫn nhận là họ phát minh ra đủ các thứ trênthế giới này cho rằng từ thời nhà Chu nhà Thương vua Kiệt vua Trụ của chaông họ đã dựng mỡ để bơi các trục bánh xe chiến xa

Rất tân tiến vì người ta hiện nay phải sản xuất các loại mỡ đặc biệt để bôitrơn cho máy móc trên các thiết bị của trạm vũ trụ mà ở đó điều kiện chânkhông, không trọng lượng làm cho ngay đến các giọt nước uống còn bay lửng

lơ trong khoang tầu nữa là dầu nhờn

Hiện nay, dầu mỡ bôi trơn là nguyên liệu không thể thiếu cho các ngànhcông nghiệp cũng như đời sống con người Mặc dù còn có rất nhiều khó khăntrên thị trường nhưng các ngành sản xuất và phát triển mỡ bôi trơn vẫn đangphát triển khá mạnh mẽ, đã có rất nhiều các hang mỡ bôi trơn nổi tiếng đang

phát triển ở Việt Nam như Shell, Puchs ( Đức ), App ( Việt Nam )….Trongcác năm gần đây, các ngành sản xuất mỡ bôi trơn đang đầu tư và phát triểnnhằm tạo ra các loại dầu mỡ bôi trơn tốt hơn nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụtrong nước và ngoài nước Thị trường mỡ bôi trơn Việt Nam đang phát triểnrất mạnh, thị trường mỡ bôi trơn trong nước đang có nhiều khả quan do tầmquan trọng của mỡ bôi trơn.

Bảng 1.1 Các loại dầu mỡ bôi trơn đang có mặt tại Việt Nam

NgaNga

ChươngII.LẤY MẪU NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

Giới thiệu

Công việc đầu tiên cần thực hiện trước khi phân tích xác định các chỉ tiêucủa nguyên liệu và sản phẩm đó là vấn đề lấy mẫu và xử lý kết quả thử

nghiệm để xác định sự phù hợp với yêu cầu kỹ thuật

1 Giới thiệu sơ lược về mẫu

-Nguyên tắc chính của quy trình là phải lấy được mẫu hoặc một số mẫucục bộ từ các vị trí trong bồn chứa hoặc thùng chứa theo cách thức nào đósao cho mẫu hoặc hỗn hợp mẫu thu được thực sự đại diện cho dầu mỏ hoặcsản phẩm dầu mỏ”

-Mẫu: là một phần được lấy từ toàn bộ thể tích có chứa hoặc không chứacác thành phần có cùng mhững tỷ lệ, đại diện cho toàn bộ thể tích đó

Phù hợp với các yêu cầu quản lý và thương mại

-Mẫu đại diện: là mẫu có các tính chất vật lý và hoá học giống nhau đặctính trung bình của khối chất đuợc lấy mẫu, trong mức giới hạn về độ tái lậpcủa các phương pháp thử nghiệm đuợc dựng để xác định các tính chất này.-Mẫu cục bộ: là một mẫu ở một vị trí xác định trong bể chứa hoặc từ mộtđường ống tại một thời gian xác định

-Các phương pháp lấy mẫu:

+Lấy mẫu thủ công (ASTM D4057 tương ứng TCVN 6777)

+Lấy mẫu tự động (ASTM D4177 tương ứng TCVN 6022)

Các phương pháp lấy mẫu cho các sản phẩm đặc biệt như LPG

(ASTM D1265), Dầu thủy lực (ANSI B93.19 và B93.44) Dầu cách

điện (ASTM D923)…

Các thuật ngữ và định nghĩa cơ bản:

-Mẫu toàn mức (All-levels sample): Mẫu được lấy bằng cách thả bình lấymẫu đến gần đáy bồn chứa (cần tránh nước tự do), sau đó mở bình lấy mẫu

và kéo lên với tốc độ (không đổi) sao cho bình chứa chứa khoảng 75% thểtích của nó (không quá 85%)

-Mẫu di động (running sample) : Mẫu thu được bằng cách thả bình lấymẫu từ bề mặt dầu xuống sát đáy và quay ngược lên bề mặt đỉnh dầu với mộttốc độ (không đổi) sao cho bình chứa chứa khoảng 75% thể tích của nó

(không vượt quá 85%) (đảm bảo rằng không có nước tự do vào bình lấy

-Mẫu đỉnh (top sample): mẫu cục bộ thu được kể từ bề mặt chất lỏng 15cm

-Mẫu lớp trên (upper sample): Mẫu cục bộ lấy ở mức 1/6 chiều sâu cộtchất

Đối với bể trụ nằm ngang: mẫu cục bộ bao gồm các mẫu được rút ra ở cácmức chứa tương đương với % chiều cao chứa tính theo đường kính và cũngđược phân ra làm ba nhóm: nhóm mẫu trên, nhóm mẫu giữa và nhóm mẫudưới.

Đối với tuyến ống: mẫu cục bộ bao gồm mẫu tỷ lệ với dòng chảy, mẫumúc

-Mẫu gộp (composite sample): là mẫu pha trộn từ các mẫu cục bộ theo tỷ

bộ đƣợc lấy ra tại điểm giữa của 1/3 mức chứa phía dưới bể

-Mẫu gộp của bể trụ nằm ngang: bao gồm các phần bằng nhau của ba mẫucục bộ : Trên + Giữa + Dưới , trong đó các mẫu trên, giữa, dưới được lấy ởcác mức và trộn đều theo tỷ lệ thể tích

-Mẫu gộp đối với các phương tiện tồn chứa phức tạp: (như hầm tàu xàlan): là hợp phần của các mẫu thông thường (mẫu running) được lấy ra ở tất

cả các hầm chứa xăng dầu cùng loại và đƣợc pha trộn theo tỷ lệ thể tích xăngdầu thực chứa tại các

hầm đó

2.1 Bình chứa mẫu

- Trơ với chất lấy mẫu

- Dễ rút, dễ đổ vào, dễ làm sạch

- Có thể trộn mẫu dễ dàng

- Không làm thay đổi tính chất của mẫu khi vận chuyển , tồn chứa

2.2 Các loại dụng cụ chứa mẫu

2.5 Qui trình lấy mẫu:

1 Kiểm tra độ sạch của bình chứa mẫu, cốc hoặc chai lấy mẫu và chỉdựng thiết bị sạch và khô

2 Ước lượng mức chất lỏng trong bể, dựng thước đo nếu cần

3 Gắn dây, đúng nắp lie vào cốc hoặc chai lấy mẫu

4 Thả thiết bị lấy mẫu xuống vị trí cần thiết

5 Tại vị trí đã định, kéo nút lie ra bằng cách giật mạnh dây lấy mẫu

6 Tại vị trí đã định, chờ đủ thời gian để chai/cốc được làm đầy hoàntoàn

7 Kéo thiết bị lấy mẫu lên

Hình 3.2.Các thiết bị lấy mẫu bằng chai/cốc

8 Kiểm tra xem chai/cốc có đầy không, nếu không lặp lại qui trình từbước d)

9 Đậy nắp bình chứa mẫu và dán nhãn

10 Nếu chỉ cần mẫu cục bộ để tổ hợp mẫu thì bất kỳ đâu cũng phải lấyxong mẫu, dựng ống đong đo từng lượng mẫu riêng rồi đổ vào bình chứamẫu

Trong nhiều trường hợp lấy mẫu thủ công chất lỏng, sản phẩm được lấymẫu có chứa cấu tử nặng (ví dụ nước tự do), cấu tử này có xu hướng tách rakhỏi cấu tử chính Khi đó việc lấy mẫu thủ công theo các điều kiện dưới đây:

- Thời gian phải đủ lâu để cấu tử nặng tách ra và lắng xuống

- Dự đoán mức cấu tử nặng đã lắng xuống để lấy được mẫu đại diện

trên mức này, nếu không mẫu đại diện sẽ có chứa phần các cấu tử

nặng

- Một trong các điều kiện trên không đảm bảo thì việc lấy mẫu thực

hiện theo phương pháp lấy mẫu tự động (TCVN 6022)

Các lưu ý khi lấy mẫu thủ công

-Mẫu để thực hiện các phép thử tính chất hóa và lý bắt buộc phải theo quitrình lấy mẫu, với các yêu cầu cụ thể về số lượng và bảo quản mẫu

-Việc lấy mẫu nên được tiến hành trước khi đo lượng hàng trong bể, đonhiệt độ và các thao tác khác có thể gây xáo trộn sản phẩm trong bể; lấy mẫutheo thứ tự : trên đỉnh, lớp trên, lớp giữa, lớp dưới, cửa xúât, dưới cửa xúât,toàn phần, đáy và di động

-Dụng cụ lấy mẫu phải được làm sạch trước khi được dựng để lấy mẫu,đối với sản phẩm dầu sáng có thể làm sạch bình chứa mẫu bằng cách xúc

bình bằng cách xúc bình bằng chính sản phẩm trước khi lấy mẫu sản phẩmđó.

-Lượng các mẫu riêng để pha trộn thành mẫu gộp đai diện cho nhiều bể(nhiều hầm) là căn cứ tỷ lệ thể tích hàng chứa trong bể tương ứng Phải bảoriêng từng mẫu (không gộp) để tiện thử lại khi cần

-Nên giảm tối thiểu số lần chuyển các mẫu từ bình chứa nọ sang bìnhchứa kia giữa các thao tác lấy mẫu và thử nghiệm Sự thất thoát các

hydrocacbon nhẹ, mất nước do bám dính hoặc nhiễm bẩn mẫu sẽ ảnh hưởngđến kết quả thử

-Các mẫu phải được chứa trong các bình chứa kín để ngăn ngừa sự thấtthoát các cấu tử nhẹ Trong thời gian lưu giữ, phải bảo quản mẫu tránh ánhsáng, nguồn nhiệt hoặc các điều kiện nhiệt bất lợi làm mẫu bị chuyển, xuốngcấp

3 Lấy mẫu mỡ bôi trơn và bitum

-Kiểm tra sự đồng nhất, so sánh hình thái, độ đặc của mỡ ở gần sát mặtngoài của thùng chứa với lớp mỡ bên trong, cách bề mặt ít nhất 15 cm Khicác vật thùng chứa của một lô hay một chuyến hàng cùng được mở thì sosánh tất cả các vật chứa đã mở đó

-Nếu không nhận thấy sự khác biệt trong mỡ, lấy một phần mỡ với khốilượng đủ tại vị trí gần trung tâm cách bề mặt ít nhất là 7,5 cm Dựng thìa sạch,

to hoặc dao xén lấy mỡ cho vào thùng chứa sạch Nếu có sự khác biệt nhaucủa mỡ tại các vị trí khác nhau, lấy 2 mẫu riêng, một mẫu lấy ở lớp trên mặt,gần thành của thùng chứa, và mẫu kia lấy ở giữa, cách bề mặt ít nhất 15 cm,

và gửi mẫu cho phòng thí nghiệm như là các mẫu riêng biệt

4 Làm sạch dụng cụ sau khi lấy mẫu

-Các bình chứa mẫu phải sạch, không chứa các chất có thể gây bẩn chosản phẩm đƣợc lấy mẫu (ví dụ: nước, bụi, xơ sợi, các chất tẩy rửa, naphta, vàcác dung môi khác…) Trước khi dùng lại bình chứa như can, chai phải đượctráng sạch bằng dung môi thích hợp Có thể dựng các dung môi tẩy cặn đểrửa vết cặn Tráng kỹ bằng nước máy, sấy khô bình bằng một dũng khí sạch,không bụi, nóng ở nhiệt độ 40C hoặc cao hơn Các bình mới không cần rửa.Trong phần lớn các trường hợp, các dụng cụ lấy mẫu không rửa bằng xàphòng và nước như đối với các loại bình chứa, can Trước khi dựng phải kiểmtra sạch sẽ và nguyên vẹn của các bình chứa/lấy mẫu.

LƯU VÀ CHUẨN BỊ MẪU TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

1 Các nguyên nhân làm khô mỡ bôi trơn và cách khắc phục

Các loại mỡ bôi trơn trung bình có xu hướng khô cứng lại theo thời gian.Điều này là do dầu có xu hướng tự nhiên bị cạn dần chất làm đặc mỡ, và tiếntrình này chỉ diễn ra nhanh khi mỡ phải chịu đựng trọng tải nặng

Khi mỡ bôi trơn bị khô, các lực ma sát tăng lên Nhiệt gia tăng thúc đẩynhanh quá trình khô mỡ Khi đó, các loại mỡ bôi trơn chất lượng thấp có thểtrở thành thứ bột khô cứng như đá, tùy theo loại chất làm đặc mỡ đã sử dụng

và điều kiện gây xuống cấp

Có nhiều nguyên nhân làm khô mỡ và dưới đây là những nguyên nhânthường gặp Thông thường có hai hay nhiều nguyên nhân liên kết với nhaugây cản trở hoạt động của mỡ bôi trơn

a Sự nhiễm bẩn - Lượng lớn các chất bẩn như bụi, bụi bẩn, tro bay và

các chất ô nhiễm tương tự có thể làm mỡ đặc lại giống như tác nhân tạo gel

- Cách khắc phục: cần đậy kín mẫu mỡ sau mỗi lần làm thí nghiệm tránh

để mỡ tiếp xúc với bụi bẩn bên ngoài môi trường

b Mỡ bôi trơn không tương thích - Hỗn hợp mỡ pha trộn có thể dẫn

đến tình trạng tách dầu nhanh chóng Thí dụ hỗn hợp giữa mỡ đất sét hữu cơ

và mỡ làm đặc xà phòng, hay hỗn hợp giữa mỡ sulfonat calcium và mỡ cógốc lithium, sẽ gây ra các vấn đề hư hỏng cho thiết bị sử dụng (ổ bi) hay gây

ra các sai số khi làm phân tích thí nghiệm, nghiên cứu

c Tính biến động do nhiệt độ cao - Độ nhớt của dầu gốc dựng để pha

chế mỡ bôi trơn càng thấp thì nguy cơ bay hơi càng cao Ở nhiệt độ cao, dầu

có thể sôi tách ra khỏi dung môi chất làm đặc, làm mỡ bị cứng dần theo thờigian

-Cách khắc phục: bảo quản mỡ tại nơi có nhiệt độ phòng, không để mỡ tạigần nơi có nhiệt độ cao (như lò nung, bếp,…) để tránh hiện tượng biến động

do nhiệt độ

d Sự oxi-hóa dầu gốc - Dầu bị oxi hóa có thể có các đặc tính vật lý

(cứng) như tấm lợp nhựa hoặc thậm chí như than đá Mỡ bôi trơn cũng có thểbiến dạng giống như vậy

-Cách khắc phục: đậy kín mỡ tránh để hạn chế sự oxi hóa mỡ bởi oxitrong không khí

c Sự đùn thủy tĩnh - Mỡ bôi trơn chịu áp suất không đổi có thể tách ra

bởi lực thủy tĩnh Nó giống như nước chảy qua bộ lọc cát, cát ở lại trong khinước tự do chảy qua các hạt cát dưới áp suất Một số mỡ bôi trơn được phachế đặc biệt để chống lại sự đùn bằng cách sử dụng các chất làm đặc đặc biệt,dầu gốc phân cực, chất phụ gia cải thiện IV và nồng độ chất làm đặc cao hơn

Ở một số hệ thống bôi trơn đơn điểm (kiểu lò xo), mỡ bôi trơn chịu áp suấtkhông đổi sẽ bị chảy ra và dầu tách khỏi chất làm đặc Nói theo lý thuyết làdầu bị ép ra khỏi chất làm đặc

d Lực rung động và ly tâm - Mỡ bôi trơn chịu sự rung động và/ hoặc

lực ly tâm kéo dài cũng sớm bị phân tách Các khớp nối cơ học tốc độ cao cóthể quay làm khô một số sản phẩm mỡ trong thời gian ngắn nếu sử dụng mỡbôi trơn không đúng loại.Đối với một số loại mỡ khác, sự khác biệt lớn vềtrọng lượng riêng giữa dầu gốc và chất làm đặc có thể tăng mạnh sự chiết tách

ly tâm

-Cách khắc phục: bảo quản, lưu mẫu mỡ trong điều kiện tĩnh, hộp đựng

mỡ không bị rung động quá mức

Điều kiện giám sát mấu chốt là cần phải phát hiện sớm các hiện tượng bấtthường của m Ví dụ như bề ngoài của mỡ bôi trơn: sự đặc cứng, màu sắcthay đổi, sự nhiễm bẩn, oxi hóa, cũng là vấn đề, cần lấy mẫu để phân tích

2 Chuẩn bị mẫu trong phòng thí nghiệm

2.1 Trong tiêu chuẩn ASTM-D566: Xác định nhiệt độ nhỏ giọt của

mỡ bôi trơn (Standard Test Method for Dropping Point of Lubricating Grease)

Phương pháp thử nghiệm này nhằm xác định các điểm rơi dầu của mỡ bôitrơn Phương pháp này không được khuyến khích thử nghiệm với nhiệt độtrên 288 ° C Cho thử nghiệm nhiệt độ cao hơn nên sử dụng phương phápASTM-D2265

a Ý nghĩa

Nói chung, nhiệt độ nhỏ giọt của mỡ là nhiệt độ tại đó một nửa mỡ từ rắntrạng thái rắn sang lỏng dưới các điều kiện của thử nghiệm Sự thay đổi này

do mỡ chứa như chất làm đặc thông thường

Thử nghiệm này là phương pháp hữu ích để hỗ trợ trong việc xác định dầu

mỡ như phân loại, kiểm soát chất lượng và để thiết lập, duy trì nhãn hiệu

b Tóm tắt Phương pháp thử

Một mẫu của mỡ bôi trơn chứa trong cốc giữ trong một ống nghiệm đượcđun nóng trong một bình thủy tinh chứa dầu với tỷ lệ quy định Nhiệt độ màvật liệu rơi từ các lỗ dưới cùng của cốc tức bằng với nhiệt độ của dầu tải nhiệt

và ghi nhận đó là nhiệt độ nhỏ giọt của mỡ

c Dụng cụ:

- Cốc đựng mẫu: bằng crom mạ đồng thau

- Ống nghiệm: bằng thủy tinh chịu nhiệt, ở bên trong có ba vết lõm tại vịtrí khoảng 19 mm từ phía dưới trở lên, cách đều nhau trên chu vi ống

kỳ điều kiện bất thường đáng lưu ý cần lấy một mẫu mới

Sau đó lấy đầy mẫu thử nghiệm vào cốc chứa mẫu bằng cách ấn phầnmiệng của cốc vào trong mẫu thử nghiệm cho đến khi cốc đầy.Loại phần mỡthừa bằng một chiếc thìa

Khi đã chuẩn bị được mẫu thì bắt đầu tiến hành thí nghiệm

2.2 Trong tiêu chuẩn ASTM-D217: Xác định độ xuyên kim của mỡ bôi trơn (Standard Test Methods for Cone Penetration of Lubricating Grease)

a Ý nghĩa:

Phương pháp thử nghiệm này để đo độ quánh của mỡ bôi trơn với sự đâmxuyên của một nón kích thước và khối lượng quy định Độ đâm xuyên được

đo bằng phần mười của milimet

Độ kim xuyên đặc trưng cho tính đặc, deo của mỡ bôi trơn Người ta đánhgiá độ cứng độ mềm của mỡ bôi trơn qua giá trị của độ kim xuyên Độ kimxuyên là một trị số quy ước kinh nghiệm Nó không phải là một đại lượng vật

lý Ở nhà máy sản xuất mỡ người ta điều khiển quá trình sản xuất bằng cáchkiểm tra độ kim xuyên vì chỉ tiêu này có liên hệ với tính chất sử dụng về cơhọc của mỡ

b Tóm tắt phương pháp:

Độ kim xuyên là độ đâm sâu vào trong lớp mỡ bôi trơn của một chóp nón

đã quy chuẩn, độ xuyên sâu này tính bằng độ mỗi độ ứng với 0,1mm; chópđược thả tự do ngập trong mỡ 5s bằng sức nặng của chính nó

c Các chỉ tiêu độ kim xuyên:

+Độ kim xuyên nguyên bản: xác định ngay trong chính hộp đựng mỡ vàkhông tác động thêm, nhằm xác định độ cứng, mềm trong khi cất giữ bảoquản

+Độ kim xuyên không làm việc: được xác định bằng cách đưa mẫu vàocốc kiểm tra dưới sự tác động tối thiểu Giá trị này liên quan đến quá trìnhchuyển mỡ từ thùng chứa tới thiết bị sử dụng

+Độ kim xuyên làm việc: xác định bằng cách lấy mẫu đã được tác động,nhằm kiểm tra độ kim xuyên hiện tại và độ ổn định của cấu trúc cũng như cơtính của nó

d Lấy mẫu:

d.1.Cỡ mẫu: mẫu đủ (ít nhất là 0,4 kg ) Nếu mẫu size kích thước là không

đủ và phạm vi đâm xuyên từ NLGI 0 4,sử dụng Phương pháp thử D- 1403.Nếu giá trị đâm xuyên đầy đủ quy mô tính trong phương pháp thử D- 1403 là

trên 200, ít nhất ba lần số tiền cần thiết để lấp đầy một phần tư hoặc một nửacốc chứa mỡ là cần thiết.

Đối với khối đâm xuyên, lấy một mẫu có kích thước đủ mỡ, phải đủ cứng

để giữ hình dạng của nó,cho phép cắt từ 50-mm (2-in.) khối lập phương như

là một mẫu thử nghiệm

d.2.Các mẫu được chuẩn bị cho các phép đo độ kim xuyên khác nhau:

*Độ kim xuyên không làm việc: cho mỡ vào chén làm việc,và một sốlượng thích hợp của mẫu trong một thùng chứa kim loại ở nhiệt độ duy trì ởmức 25° C cho đủ thời gian để đưa nhiệt độ của mẫu và tách làm việc đến 25°

C Nếu nhiệt độ mẫu ban đầu khác từ 25 ° C hơn khoảng 8 ° C (15 ° F), hoặcnếu một sự thay thế phương pháp đưa mẫu đến 25 ° C được sử dụng, chophép đủ thêm thời gian để đảm bảo rằng mẫu vật là 25° C trước khi tiến hành.Ngoài ra, nếu mẫu lớn hơn 0,4 kg (1lb), cho phép đủ thêm thời gian để đảmbảo rằng mẫu 25° C Kiểm tra có thể tiến hành nếu mẫu là tại một nhiệt độ ổnđịnh ở 25° C Chuyển mẫu, tốt hơn là trong một lần, lấy hơi đầy các tách làmviệc dầu mỡ hoặc các cốc chứa Thực hiện chuyển giao này theo cách như vậy

mà dầu mỡ sẽ được làm việc càng ít càng tốt Cạo mỡ dư thừa kéo dài trongvành,tạo ra một bề mặt phẳng, bằng cách di chuyển lưỡi của thìa, nghiêng vềhướng chuyển động ở một góc khoảng 45 °, qua vành cốc Không thực hiệnsan bằng hơn nữa hoặc làm mịn của bề mặt trong suốt xác định đâm xuyênchưa xử lý và xác định đo ngay lập tức

*Độ kim xuyên làm việc: Các phần sau đây mô tả các thủ tục chuẩn bịmẫu cho sự đâm xuyên làm việc

- Chuẩn bị: chuyển đầy mẫu cốc làm việc mỡ sạch để điền đầy vào nó,tránh sự bao gồm của không khí bằng thìa Lắc cốc chứa mẫu theo thời gian

để loại bỏ bất kỳ bọt không khí vô tình xuất hiện trong lòng mẫu thí nghiệm.Lắp một nhiệt kế thông qua lỗ thông hơi để đỉnh của nó ở trung tâm của mỡ.đặt lắp ráp bình ổn nhiệt độ duy trì ở mức 25 ° C (77 ° F) cho đến khi nhiệt độlàm việc là 25° C như được chỉ ra bởi nhiệt kế, nếu mẫu đầu tiên nhiệt độkhác nhau từ 25 ° C nhiều hơn khoảng 8 ° C (15 ° F), hoặc nếu một phươngpháp thay thế mang lại mẫu đến 25 ° C được sử dụng, cho phép đủ thời gian

bổ sung để đảm bảo rằng mẫu vật ở 25° C trước khi tiếp tục Ngoài ra, nếumẫu lớn hơn 0,4 kg (1 lb), cho phép đủ thêm thời gian để đảm bảo rằng nhiệt

độ mẫu vật là 25° C Nếu một bình nước đã được sử dụng, hãy lau sạch bất kỳnước dư thừa từ bên ngoài bề mặt của làm việc Lấy nhiệt kế ra

- Chuẩn bị mẫu đo lường: lắc chén mạnh và cho mỡ xuống với một thìa đểđiền vào các lỗ trái của miệng và loại bỏ bọt khí Cạo mỡ dư thừa kéo dài trênvành, tạo ra một bề mặt phẳng, bằng cách di chuyển lưỡi của thìa, nghiêng vềhướng chuyển động tại một góc khoảng 45 °, qua vành cốc, giữ lại phần mỡ

bị loại bỏ

*Độ kim xuyên nguyên bản: lấy đầy một cốc mỡ sạch và lắp ráp các dụng

cụ Ngay sau đó, đưa cốc vào trong bình ổn nhiệt độ để mẫu thử nghiệm đạt

25 ° C trong vòng 1,5 h hoặc nếu một phương pháp thay thế khác, cho phép

đủ thời gian để đảm bảo rằng mẫu vật ở 25° C Bỏ cốc mỡ từ bình ổn nhiệt ra.Lăn chén mạnh trên băng ghế hoặc sàn nhà và ấn mỡ bằng thìa để điền vàocác lỗ còn lại trên miệng và loại bỏ bất kỳ các bọt khí Cạo dầu mỡ dư thừakéo dài trên vành, tạo ra một bề mặt phẳng, di chuyển lưỡi của thìa, nghiêng

về phía hướng chuyển động một góc khoảng 45 °, trên vành cốc, giữ lại phầnloại bỏ

Chương IV: BẢN CHẤT CỦA CHẤT LÀM ĐẶC 1.Khái niệm chất làm đặc

Chất làm đặc có nhiệm vụ tạo ra cấu trúc rắn và nửa rắn của mỡ,chúnggiữ cho dầu tồn tại trong cấu thể đặc sệt không bị chảy loãng ra, chiếm

từ 5-30%t h à n h p h ầ n c ủ a m ỡ C ó n h i ề u l o ạ i c h ấ t l à m đ ặ c

n h ư x à p h ò n g ( m ỡ g ố c x à phòng), các hydrocacbon rắn (mỡ gốcsáp), các chất rắn thể vô cơ như bentoit (đất sét), silicagen, … hoặc cácchất làm đặc gồc hữu cơ như polyme, các ureat,ureit, các bột màu, bitum và

bồ hóng.Xà phòng là những muối kim loại của axit cacboxylictrong tự nhiên Những kim loại phù hợp để tạo chất làm đặc

xà phòng được sử dụng là: liti, natri, canxi, bari và nhôm Những loại

mỡ đầu tiên được chế tạotừ các xà phòngCa, sau đó được làm từ xà phòng Na.Ngày nay xà phòng liti được sử dụng rộng rãi hơn, nó có nhiêt độ nhỏ giọt ổnđịnh và cao hơn so với các muối Na, Ca, Ba(nhiệt độ nhỏ giọt khoảng 350F)

Bảng 4.1.Tình hình sử dụng loại chất làm đặc ở một số nước

Aluminumsoap

Calciumsoap

Lithiumsoap

Mỡ động vật như mỡ bị, dầu thực vật sẵn có trong tự nhiên như trong hạt,raucủ…Thường có quá trình hydro hóa để chuyển những chất bãohòa có mặt trongchất béo tự nhiên,những axit nhận được từdầu thực vật Từđócải thiệnđộ bền oxi hóa để nhận được mỡ bôi trơn.Các ion, cation kimloạitrong xàphòng quyết định những đặc tínhtrongmỡ bôi trơn, quyếtđịnh khả năng làm đặc, khả năngchịu nước và nhiệt độ nhỏ giọt…Phầncacboxyl trong mỡ ảnh hưởng đến đặc tính khác Như chiều dài vànhánh của nó ảnh hưởng đến sự hòa tan, tính đồng nhất và đặc tính bề

mặt củamỡ.Để đạt sự đồng nhất tối ưu cần những cacboxyl dài tối

ưu, nhưng nếu quádài hay quá ngắn cũng ảnh hưởng đến tính làm đặc.Cấutrúc mỡbôi trơn biếnthiên trongkhoảng hẹp.Dướiđây là bảngcấutrúc chất làmđặc mỡ.Một vài loại mỡ được làm từ hỗn hợp các loại xà phòng như Ca vớiNađược gọi là mỡhỗn hợp nhằmnâng cao chất lượngmỡ bôi trơn.Ngoài haithành phần chủ yếu trên trong mỡ bôi trơn còn có một số chấtđộnnhư bột graphit hay một số loại phụ gia để cải thiện một số tính chấtcầnthiết của mỡ nhờn như tính ổn định hóa học, tính chịu nhiệt độthấp, tính bámdính…

Một số hình ảnh của chất làm đặc :

*Mỡ li đơn : chiếm 55% trên thế giới

*Mỡ nhôm chiếm 5% trên thế giới

Là mỡ thực phẩm

– Al đơn: nhiệt độ làm việc < 60oC – Al phức: nhiệt độ làm việc < 160oC – Khả năng bám dính cao

– Tính bền nước tuyệt vời

* Mỡ Li phức

Chiếm 14% lượng sản xuất trên thế giới

• Chiếm 2% lượng sản xuất trên thế giới• Là mỡ kinh tế – Nhiệt độ làmviệc: đến120oC – Khả năng bám dính rất cao – Tính bền gỉ rất tốt

* Mỡ Bentone

• Chiếm 3% lượng sản xuất trên thế giới

• Là mỡ làm việc ở nhiệt độ rất cao

– Nhiệt độ làm việc có thể đến 160-180oC

-Chiếm 5% sản lượng thế giới

-Là mỡ làm việc ở nhiệt độ rất cao , thời gian sống rất dài

+Nhiệt độ làm việc có thể lên tới 160-180 độ C

+Bền ở nhiệt độ cao

+Khả năng chống mài mòn và độ bền oxihoa tốt

+Khả năng bơm tốt

+Không tạo cặn khi bị cháy

Nguyễn Xuân Hợp Page 29

Chương V.

Cách phân tán chất làm đặc vào trong dầu nhờn để sản xuất mỡ bôi trơn

Các chất làm đặc chủ yếu đã được sử dụng trong dầu mỡ là các xàphòng kim loại.Những loại mỡ đầu tiên được chế tạp từ các xà phòng canxi,sau đó được làm từ xà phòng natri

Sau này, các loại xà phòng như nhôm, liti, bari cũng được đưa vào sửdụng Một vài loại mỡ được làm từ hỗn hợp các loại xà phòng như canxi vớinatri và được gọi là các loại mỡ hỗn hợp Các loại xà phòng chế tạo từ cáckim loại khác cũng đã được đưa vào sử dụng để chế tạo mỡ nhưng chúngkhông được thị trường hoặc là do giá cả hoặc do vấn đề về tính năng hoạtđộng Một vài loại xà phòng kim loại chì cũng đã được sử dụng như chất làmđặc, Nhưng phần lớn các các loại xà phòng kim loại chì và kẽm được sử dụngnhư là chất biến đổi trong mỡ

Sự biến đổi các loại mỡ chế tạo từ xà phòng kim loại hay các loại mỡphức tạp ngày càng trở nên phổ biến Các mỡ phức hợp được chế tạo bằngviệc kết hợp vật liệu xà phòng kim loại thông thường với các phức chất Cácphức chat có thể là vô cơ hoặc hữu cơ và có thể liên quan hay không liên quantới các thành phần kim loại khác Một trong các dầu phức hợp thành côngnhất là phức hợp của Canxi.Chúng được chế tạo bằng việc kết hợp các vậtliệu từ xà phòng canxi thông thường và các phức chất là các axit hữu cơ cóphân tử lượng thấp.Các loại mỡ này tạo ra với điểm nhỏ giọt rất cao và nó cótính chất chịu tải tốt Các loại mỡ phức hợp khác với nhôm, liti, bari đều đãđược chế tạo trong những ứng dụng nhất định

Một số chất làm đặc ko phải là xà phòng cũng đã được sử dụng, chủyếu trong các ứng dụng riêng biệt.Các loại bentonit và ooxxit silic đượcchuyển hóa và được sử dụng để chế tạo các loại mỡ ko nóng chảy cho nhữngứng dụng ở nhiệt độ cao

Trong quy trình sản xuất mỡ bôi trơn chất làm đặc được đưa vào dungdịch dầu nhờn chủ yếu bằng con đường khuấy trộn trong giai đoạn xà phònghóa ( giai đoạn đầu) Tuy nhiên có một số trường hợp , chất làm đặc được đưavào ở bước hoàn thành sản phẩm : khuấy trộn với dầu cho đến khi đạt đượccấu trúc mong muốn của dầu

Các thiết bị chính dùng trong giai đoạn này gồm có thùng nạp liệu thíchhợp cho xà phòng hóa.Thùng được thiết kế có bộ phận gia nhiệt và có gắn các

bộ khuấy trộn Qúa trình gia nhiệt có thể đốt trực tiếp hay bằng hơi nóng Các

bộ phận khuấy thường là loại có 2 chức năng do đó có 2 bộ cánh theo haihướng ngược nhau : Một bộ cánh được gắn với lưỡi dao nạo để gạt nhữngkhối xà phòng từ hai bên thành của thùng nạp liệu

Thông thường các thùng xản xuất mỡ có dạng mở Tuy nhiên khi sảnxuất một vài loại mỡ có thể dựng thùng kín hay thùng chịu áp để đẩy nhanhquá trình xà phòng hóa hay để đạt được phản ứng theo yêu cầu

Ngày nay để tang hiệu quả phân tán chất làm đặc vào trong dầu thì quátrình xà phòng hóa được thực hiện trong các thùng chịu áp mà tốc độ trao đổinhiệt lớn hơn nhiều và sự khuấy trộn cũng được cả thiện hơn

Chương VI.Quy trình sản xuất mỡ nhờn I.Các tiêu chuẩn sản phẩm mỡ nhờn

1.Độ Nhớt Của Mỡ Nhờn.

Tiêu chuẩn xác định ASTM D 1092

Ở điều kiện làm việc khi tác dụng của tải trọng dưới giới hạn bền của mỡ, cấutrúc của mỡ được bảo tồn, khi có khả năng bôi trơn của mỡ được đánh giá theo độnhớt biểu kiến

ASTM D1092 được sử dụng để tiến hành xác định độ nhớt biểu kiến của mỡnhờn trong dụng cụ đo độ nhớt chuyên dùng ở khoảng nhiệt độ từ -53 đến37,80C

Ở điều kiện làm việc, khi tác dụng của tải trọng lớn hơn giới hạn độ bền của

mỡ, cấu trúc của mỡ bị phá vỡ và mỡ chayy3 lỏng như mỡ nhờn bôi trơn Ở giaiđoạn này tính chất của mỡ được đặc trưng bằng độ nhớt động học như với dầunhờn, tuy vậy độ nhớt của mỡ vẫn khác so với dầu Độ nhớt của mỡ không chỉ phụthuộc vào nhiệt độ mà còn phụ thuộc vào tốc độ biến dạng, chủ yếu là vì giữa cácphân tử chất làm đặc của khung cấu trúc bị phá vỡ luôn luôn có xu hướng tạo lậplại mối liên kết của cấu trúc Sự phá vỡ cấu trúc làm giảm độ nhớt, còn sự tạo lậpcấu trúc lại làm tăng độ nhớt

Sự phụ thuộc độ nhớt của mỡ vào tốc độ biến dạng biểu hiện ở chỗ, khi tốc

độ biến dạng tăng thì độ nhớt giảm Khi tốc độ biến dạng tăng tới một giới hạnnào đó thì độ nhớt của mỡ không phụ thuộc vào tốc độ biến dạng nửa và lúc đóchất lỏng Niutơn Sự phụ thuộc độ nhớt mỡ nhờn vào gradien tốc độ biến dạng gọi

là độ nhớt tốc độ (còn gọi là độ nhớt hiệu dụng)

Sự phụ thuộc độ nhớt mỡ nhờn vào nhiệt độ cũng gọi là tính nhớt – nhiệt của

mỡ Sự khác nhau về độ nhớt giữa dầu và mỡ là ở chổ độ nhớt mỡ nhờn ít phụthuộc vào nhiệt độ như độ nhớt dần nhờn, có nghĩa là chỉ chỉ số nhớt của mỡ caohơn của dầu

Tính chất độ nhớt của mỡ là khá quan trọng đối với mỡ Cho phép đánh giákhả năng khởi động của các máy móc bôi trơn bằng mỡ nhờn, khả năng bơmchuyển mỡ nhờn theo các ống mềm trong bảo quản và trong các ống dẫn mỡ tớicác bộ phận cần bôi trơn cũng như đánh giá sự tiêu hao mỡ trong các bộ phân masát

2.Độ Rắn Đặc Của Mỡ Nhờn

Tiêu chuẩn xác định TCVN-5853-1995, ASTM D217

Độ rắn đặc của mỡ bôi trơn được đánh giá qua độ xuyên kim Độ xuyên kim

là độ lún sâu của chóp nón kim khí có khối lượng qui định để rơi trong 5 giây vàomột khối mỡ thí nghiệm đã được nhào đều, ở nhiệt độ 250C Mỗi đơn vị độ xuyênkim tương ứng với độ lún sâu 0.1mm Xác định độ xuyên kim theo tiêu chuẩnTCVN-5853-1995 hoặc ASTM-D217 trong dụng cụ chuyên dụng

Độ xuyên kim nhỏ là biểu hiện mỡ rắn đặc và ngược lại Độ xuyên kim phầnnào tùy vào tỉ lệ và đặc tính của chất làm đặc, tỉ lệ chất làm đặc càng nhiều thì độxuyên kim nhỏ và ngược lại Loại mỡ gốc xà phòng của acid béo có độ xuyên kimlớn hơn độ xuyên kim của mỡ gốc xà phòng acid không no Độ xuyên kim cũngphụ thuộc vào tính chất của loại dầu dựng chế biến mỡ, dầu có độ nhớt lớn thì mỡ

có độ xuyên kim nhỏ và ngược lại

Dựa vào độ xuyên kim làm cơ sở để chọn mỡ dùng cho thích hợp với điềukiện sử dụng cụ thể, như ở nơi có áp lực lớn thì phải dựng mỡ có độ xuyên kimnhỏ và ngược lại

Ngoài ra còn xác định độ xuyên kim của khối lượng mỡ đã chịu 100000 lầnchày gió, nghĩa là mỡ ở trạng thái gần với trạng thái của động cơ Chỉ tiêu nàybiểu hiện cho độ bền làm việc của mỡ, chỉ tiêu này của mỡ càng thấp chứng tỏ độbền làm việc của mỡ càng cao và ngược lại Đương nhiên độ xuyên kim như vậycao hơn độ xuyên kim xác định theo tiêu chuẩn ASTM D217

3.Khuynh Hướng Của Mỡ Nhờn

Tiêu chuẩn xác định ASTM D1263

Khuynh hướng rò rỉ đo bằng khối lượng (gam) hao hụt đi của mỡ dựng bôitrơn ở vô lăng xe ôtô, trong điều kiện thử nghiệm bằng thiết bị chuyên dụng, ởđiều kiện chuyên dùng

Khi lượng mỡ hao hụt thử nghiệm theo tiêu chuẩn này không vượt quá giớihạn cho phép, thường là 2gam

4.Độ Sạch Của Mỡ Nhờn

 Nước Trong Mỡ

Tiêu chuẩn xác định TCVN 3183-79, ASTM D95

Nước có một tỉ lệ nhất định trong mỡ nhờn và điều đó cần thiết cho việc tạothành cấu thể của mỡ, nhưng nếu lượng nước vượt quá giới hạn cho phép thì sẽảnh hưởng không tốt đến tính ổn định cơ học của mỡ, làm giảm khả năng bảo vệkim loại của mỡ, gây tác hại ăn mòn Tùy từng gốc mỡ mà lượng nước cho phépkhác nhau theo % khối lượng so với mỡ

- Mỡ gốc xà phòng Canxi lượng nước cho phép là 1,.0 – 3.0%

- Mỡ gốc xà phòng Canxi-Natri lượng nước cho phép là 0.3-0.5%

- Mỡ gốc xà phòng Natri lượng nước cho phép là 0.5%

- Mỡ gốc xà phòng sáp không cho phép có nước

ASTM D95 dựng định lượng nước trong mỡ cũng như các sản phẩm dầu mỏkhác bằng phương pháp chưng cất

TCVN 3183-79 dựng để xác định nước trong mỡ theo phương pháp định tính

 Tạp Chất Cơ Học

Tiêu chuẩn xác định TCVN 2696-78

Các chất rắn không tan trong hỗn hợp cồn etylic với benzen và không tantrong nước nóng gọi là tạp chất cơ học của mỡ Tạp chất cơ học có thể có sẵntrong dầu và xà phòng là nguyên liệu chế biến mỡ, các tạp chất cơ học như bụi,mạt kim loại có thể từ ngoài lọt vào mỡ Tạp chất cơ học được đánh giá % khốilượng so với mẫu mỡ Yêu cầu chung là mỡ không có chất tan chất cơ học, ngoạitrừ mỡ gốc xà phòng canxi được phép có một lượng tạp chất cơ học 0.3-0.6% khốilượng

TCVN 2696-78 dựng để xác định tạp chất cơ học trong mỡ một cách đơngiản là dựng dung dịch HCL phân hủy mỡ hòa tan trong dung môi, lọc và sấy khôrồi cân lượng tạp chất còn lại trên giấy lọc Cũng có thể dụng cụ Solet để cất chiết

mỡ bằng dung môi thích hợp

 Hàm Lượng Tro ( Ash)

Tiêu chuẩn ASTM D482

Để xác định hàm lượng tro của mỡ cần đốt và nung nóng mỡ thí nghiệm ởnhững điều kiện nhất định Tiếp theo sẽ định lượng chất cặn rắn còn lại ( theo %khối lượng) Ở các loại mỡ gốc sáp, hàm lượng tro rất thấp, chỉ khoảng 0.02-0.07%, còn với các loại mỡ gốc xà phòng thì hàm lượng tro cao hơn, có thể tới0.5-4% Dựa trên đặc điểm đó có thể phân biệt mỡ nhờn gốc sáp hoặc gốc xàphòng, phân biệt gốc xà phòng kim loại hoặc loại xà phòng hóa hữu cơ (mỡ dạngnày cũng có hàm lượng tro thấp như gốc sáp)

5.Tính ổn Định Toàn Diện Của Mỡ Nhờn.

Là biểu hiện khả năng của mỡ giữ nguyên được cấu trúc đồng nhất ở dạngnửa rắn, dưới tác động của nhiệt độ cao, tải trong lớn và những điều kiện khắcnghiệt khác Có thể thẩm định được tính chất đó qua các chỉ tiêu chất lượng dướiđây

 Tính ổn Định Nhiệt

Tiêu chuẩn xác định TCVN 2697-78, ASTM D566

Tính chụi nhiệt của mỡ nhờn thể hiện o tính nhỏ giọt Nhiệt độ nhỏ giọt lànhiệt độ mà nhiệt độ tại đó giọt mỡ đầu tiên từ chén mở rơi xuống đáy ống nghiệm( hay sợi mỡ chảy chạm xuống đáy ống ) khi đốt nóng mỡ trong dụng cụ chuyêndụng do độ nhỏ giọt Độ nhỏ giọt được xác định theo ASTM D566 hoạcTCVN2697- 78

Dựa vào điểm nhỏ giọt của mỡ ta có thể chọn được loại mỡ phù hợp Thôngthường nhiệt độ sử dụng bao giờ cũng thấp hơn nhiệt độ nhỏ giọt từ 10-200C Từđiểm nhỏ giọt chúng ta cũng phán đoán được chất làm đặc của mỡ, ví dụ gốc xàphòng natri có nhiêt độ nhỏ giọt lớn hơn 1000C, mỡ gốc xà phòng canxi và nhôm65-900C, mỡ gốc sáp 60-900C

Tuy vậy nhiệt độ nhỏ giọt chỉ nói lên phần nào tính năng sử dụng của mỡnhờn mà thôi Để đánh giá đúng hơn về tính ổn định nhiệt ta cần kiểm định khảnăng giữ vững kết cấu ban đầu và tính chất của mỡ trong điều kiện nhiệt độ gầnvới nhiệt độ lúc mỡ làm việc Muốn kiểm định tính chất này người ta lấy một khối

mỡ theo quy định cho vào tủ giữ nhiệt, trong một khoảng thời gian và nhiệt độxác định Sau khi kết thúc thí nghiệm nếu khối lượng mỡ không bị biến dạng, táchdầu thì chứng tỏ nó chịu được nhiệt độ đó, ngược lại nếu mỡ bị biến dạng, táchdầu thì chứng tở tính ổn định nhiệt kém, không thể sử dụng nhiệt độ đó được

Ổn Định Cấu Thể Hoặc Độ Tách Dầu:

Tiêu chuẩn xác định ASTM D1742

Tính biểu hiện cấu thể biểu thị khả năng bôi trơn mỡ chống lại ảnh hưởng củanhiệt độ và áp lực, giữ được cấu trúc ban đầu của mỡ

Để đánh giá tính chất này người ta xác định độ tách dầu là lượng tách dầu ra

so với khối lượng mẫu, trong điều kiện cụ thể của thí nghiệm

Nguyên tắc xác định là khảo sát sự tách dầu khi tăng áp Độ tách dầu đượcbiểu thị bằng % khối lượng dầu tách trong điều kiện thí nghiệm sau khi khuấy mỡ,giữ nguyên ở 250c trong 24 giờ Khi xét đoán kết quả nếu độ tách dầu quá mứcquy định thì chứng tở tính ổn định cấu thể của mẫu không đạt yêu cầu Quy định

độ tách dầu không quá 3-5% khi thí nghiệm tăng áp tách dầu Mỡ nhờn mà tính ổnđịnh cấu thể kém không dùng vào nơi có nhiệt độ và phụ tải cao, không có khảnăng tồn chứa lâu

 Tính ổn Định Oxy Hóa.

Tiêu chuẩn xác định ASTM D1402

Tính ổn định hóa học biểu thị tính chống lại quá trình oxy hóa của mỡ nhờntrong lúc bảo quản và sử dụng Để đánh giá tính ổn định hóa học theo tiêu chuẩnLiên Xô Người ta cho 20g mỡ vào bình thép không rỉ rồi cho oxy hóa ở 1000C áplực 8 atm trong một khoảng thời gian nhất định của mỡ đựa trên lượng oxy hóa bịhấp thụ và chỉ số acid tăng lên của mẫu thí nghiệm Yêu cấu của các mẫu mỡ nàykhông được vượt quá giới hạn cho phép

ASTM D492 để xác định tính bền oxy hóa bằng phương pháp bom oxy hóa

và đơn vị xác định chỉ tiêu này theo KG/cm2 Phương pháp này dựa trên nguyêntắc cho một thử nghiệm vào bơm ở nhiệt độ ổn định là 990C được nạp đầy khí oxy

ở áp suất 110Psi Áp xuất của bơm sẽ được theo dõi và được ghi lại trong mộtkhoảng thời gian xác định Tại điểm áp suất bắt đầu giảm có nghĩa là sự oxy hóacủa mỡ đã xảy ra Quy định chỉ tiêu ổn định oxy hóa của các loại mỡ không đượcthấp dưới giới hạn cho phép

ASTM D1402 để xác định hiệu ứng của kim loại đồng tới ổn định oxy hóacủa mỡ nhờn đo bằng phương pháp bơm oxy Cơ sơ của phương pháp này cũnggiống như ASTM D 942, chỉ khác là lượng mỡ thí nghiệm được phết lên kim loạiđồng sự oxy hóa xảy ra dễ dàng hơn Khi áp suất oxy hóa giảm cũng là lúc sự oxyhóa bắt đầu xảy ra

6.Khả Năng Chịu Tải Của Mỡ Nhờn.

Tiêu chuẩn xác định ASTM D2596

Tiêu chuẩn này dựng phương pháp 4 viên bi để kiểm định khả năng chịu tải(đo bằng kg) của một loại mỡ tiến hành thực nghiệm trong thiết bị chuyên dụng, ởđiều kiện xác định Chỉ tiêu xác định này càng cao thì khả năng chịu tải của mỡcàng tốt và ngược lại

Quy định khả năng chịu tải của một loại mỡ không được thấp hơn giới hạncho phép

- Cắt hỗn hợp đã loại nước vào dầu

Thiết bị chính cho quá trình sản xuất mỡ gồm có thùng nạp liệu thích hợp cho

xà phòng hóa Thùng được thiết kế có bộ phận gia nhiệt và có gắn các bộ khuấytrộn Thông thường các thùng sản xuất mỡ có dạng mở Tuy nhiên khi sản xuấtmột vài loại mỡ có thể dựng thùng kín hoặc thùng chịu áp để đẩy nhanh quá trình

xà phòng hóa hay để đạt được phản ứng theo yêu cầu

Sau khi xà phòng hóa mỡ được làm mát cũng như khi chúng đượ gia nhiệtbằng phương tiện làm mát là thùng 2 lớp Tốc độ làm mát sau khi xà phòng hóa làrất quan trọng cho sự hình thành cấu trúc tốt của nhiều loại mỡ Bởi vậy đòi hỏiviệc khống chế nhiệt độ một cách chặt chẽ

Như đã đề cập ở trên cấu trúc có thể bị biến đổi trong quá trình nghiền Quátrình nghiền có thể vẫn tiến hành liên tục đồng thời với quá trình làm mát hoặcchúng có thể thực hiện riêng lẻ Thông thường mục đích của quá trình nghiền làhóa cấu trúc dạng sợi hay cải thiện độ phân tán của xà phòng vào dung dịch bôitrơn

Trong quá trình sản xuất, mỡ có thể bị sục khí Nhìn chung sự sục khí khônglàm giảm tính năng bôi trơn của mỡ nhưng chúng ảnh hưởng tới hình dạng bênngoài Để cải thiện các yêu cầu của khách hàng một vài loại mỡ gần đây đã đượcloại khí

Công đoạn cuối cùng là lọc Nó được thực hiện với các bộ lọc dạng lưới haycác dạng chuyên dụng trên thị trường

Những vấn đề nêu trên là giới thiệu việc sản xuất mỡ với thiết bị ở dạng đơngiản Rất nhiều loại mỡ vẫn được chế tạo theo cách này Tuy nhiên các nhà sảnxuất mỡ ngày nay sử dụng các loại thiết bị mới hơn và các công thức phức tạp hơntrong việc chế tạo nhiều loại mỡ

II.Quy Trình sản xuất mỡ nhờn

 Sơ lược về quy trình sản xuất mỡ

Quá trình chế tạo mỡ thường là quá trình khuấy trộn, liên quan đến việc phântán các chất làm đặc vào dung dịch và sự đồng nhất các phụ gia hay các chấtbiến đổi

Quá trình được thực hiện bằng nhiều cách Trong một số trường hợp, các chấtlàm đặc được nhà chế tạo đưa vào ở bước hoàn thành sản phẩm và sau đó khuấytrộn với dầu cho đến khi đạt được cấu trúc mong muốn của dầu, trong phầnlớn các trường hợp chất làm đặt là xà phòng kim loại, chất làm đặc được hình

thành thông qua các phản ứng trong quá trình chế tạo mỡ.

Ví dụ trong quá trình chế tạo mỡ xà phòng Liti, các dầu con lăn thủy phân,các axit béo, glycerides được hòa tan trong một phần dầu và sau đó được xàphòng hóa với dung dịch hydroxide liti Hỗn hợp này tạo thành xà phòng litridạng ướt mà được đưa dần dần vào dầu khoáng và sau đó được gia nhiệt để loạinước Sau khi loại nước hỗn hợp lại được cắt đưa vào dầu để tạo ra thành phẩm

có độ đặc theo mong muốn Trong trường hợp này hỗn hợp xà phòng-dầu sẽ làmột khối dẻo với cấu trúc có thớ

Tiếp theo mỡ có thể qua một số quá trình bổ sung như nghiền trong thùng haylàm đồng nhất quá để cải thiện cấu trúc Khi đạt được cấu trúc tốt và độ đặc, mỡđược hoàn thành và đóng gói

Quá trình hoàn thiện có thể hoặc không liên quan đến sự loại các khí xâmnhập vào trong quá trình sản xuất Ngay trước khi rút mỡ được lọc để bỏ các bụitạp có thể được đưa vào từ nguyên liệu gốc hay trong quá trình sản xuất mà cóthể ảnh hưởng đến tính năng hoạt động của mỡ

Như vậy, quá trình sản xuất trong các loại mỡ cơ bản đều liên quan đến một sốbước trong sáu bước sau: xà phòng hóa, loại nước, cắt hỗn hợp xà phòng đã loạinước vào dầu nghiền, loại khí, lọc

Các bước tiến hành cơ bản trên được sử dụng để chế tạo toàn bộ các loại mỡ.Trong những quy trình sản xuất nhất định một vài bước có thể được thực hiệnđồng thời, trong khi đó ở các quy trình khác chúng được phân chia theo thứ tự cụthể từng bước Thiết bị chính cho quá trình sản xuất mỡ gồm có thùng nạp liệuthích hợp cho xà phòng hóa Thùng thường thiết kế có bộ phận gia nhiệt và cógắn các bộ khuấy trộn Quá trình gia nhiệt có thể là đốt trực tiếp hay bằng hơinóng Các bộ khuấy thường là loại có hai chức năng do đó nó có hai bộ cánhquay theo hướng ngược nhau một bộ cánh được gắn với lưỡi dao nạo để gạtnhững khối xà phòng từ hai bên thành của thùng nạp liệu

Thông thường các thùng sản xuất mỡ có dạng mở tuy nhiên khi sản xuất mộtvài loại mỡ có thể dựng thùng kín hay thùng chịu áp để đẩy nhanh quá trình xàphòng hóa hay để đạt phản ứng theo yêu cầu sau khi được xà phòng hóa mỡ đượclàm mát cũng như khi chúng được gia nhiệt bằng phương tiện làm mát là thùnghai lớp Tốc độ làm mát sau khi xà phòng được tạo thành là rất quan trọng cho sự

hình thành cấu trúc tốt của nhiều loại mỡ, bởi vậy đòi hỏi việc phải khống chếnhiệt độ một cách chặt chẽ.

Như đã đề cập ở trên cấu trúc có thể bị biến đổi trong quá trình nghiền.quá trình nghiền có thể vẫn tiến hành liên tục đồng thời với quá trình làm máthoặc chúng có thể thực hiện riêng rẽ Nếu quá trình nghiền được thực hiện riêng

rẽ thì các bơm tốc độ lớn, các thiết bị đồng nhất, các máy nghiền theo có thểđược sử dụng thông thường Mục đích của công đoạn nghiền là làm phá cấu trúcdạng sợi hay cải thiện bộ phân tán của xà phòng vào dung dịch bôi trơn Quátrình nghiền trong thùng sẽ phá dược các cấu trúc dạng sợi, nhưng quá trìnhnghiền bằng thiết bị đồng nhất hóa hay các loại máy nghiền khác đòi hỏi phải cảithiện sự phân tán

Trong quá trình sản xuất mỡ có thể bị sục khí Nhìn chung sự sục khíkhông làm giảm tính năng bôi trơn của mỡ nhưng chúng ảnh hưởng đến hìnhdạng bên ngoài Để cải thiện các yêu cầu của khách hàng một vài loại mỡ gầnđây đã được loại khí Có rất nhiều thiết bị được sử dụng cho mục đích này,nhưng về cơ bản chúng đều giống nhau theo cách giàn các màng mỡ mỏng ởtrong chân không Môi trường chân không sẽ đuổi khí và làm cho mỡ sáng ra rấtnhiều

Công đoạn sản xuất cuối cùng là lọc Nó được thực hiện với các bộ lọcdạng lưới hay các dạng chuyên dụng trên thị trường Kích cỡ lưới lọc sử dụngthay đổi dựa trên mục đích sử dụng cuối cùng của sản phẩm mỡ Một số loại mỡthông dụng rẻ tiền có thể lọc sơ bộ qua lưới 40 mesh: Tuy vậy mỡ sử dụng tronghầu hết các ứng dụng bao gồm sự bôi trơn các ổ trục có phần tử quay đòi hỏi lướilọc có kích cỡ 100 mesh hay mạnh hơn

Tóm lại: quy trình sản xuất mỡ gồm các công đoạn như sau:

 Xà phòng hóa, trộn dầu với xà phòng, thêm phụ gia, loại nước:

C17H35COOH + Me(OH)x = (C17H35COO)xMe

8 - công tắc bình gia nhiệt

9 - công tắc bình gia nhiệt