水分活度在潤滑油中水分檢測的意義

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水分活度對油中微水檢測的意義

水分活度通常用于食品加工行業(yè)，是指某種食品的平衡蒸汽壓與相同溫度下純水的飽和蒸汽壓的比值，用a_w 表示，即：

式中:P_p 為平衡蒸汽壓，P_w 為相同溫度下的出水飽和蒸氣壓。水分活度表示物質(zhì)與水的結(jié)合度，結(jié)合度越高，水分活度越小，結(jié)合度越低，水分活度越大。

由上圖可以知道，溫度對水在潤滑油的溶解度有很大的影響，相同含水量的潤滑油在不同溫度下的飽和程度不同，例如，某潤滑油在溫度30 ℃和80 ℃是的水溶解度分別為200 ppm 和500 ppm，當(dāng)該潤油中的含水量為150 ppm 時，對80 ℃時的該潤滑油離飽和點還很遠(yuǎn)，而對于30 ℃下的該潤滑油，則水含量已經(jīng)接近飽和，若溫度繼續(xù)降低，則水含量會達到飽和而析出游離態(tài)的水，增大對設(shè)備的損害程度。因此，僅用潤滑油的含水量來衡量潤滑油的風(fēng)險程度并不可靠。在潤滑油的微水檢測中引入水分活度這一概念，主要是為了用它來表示潤滑油中水分的飽和程度，aw 的值在0 ~1 之間，aw 越大，說明潤滑油中的水越接近飽和。

水分活度的測量原理

水分活度在數(shù)值上等于周圍環(huán)境的平衡相對濕度ERH百分?jǐn)?shù)，因此，可以通過對相對濕度的測量來得到潤滑油的水分活度，而平衡相對濕度可以由水蒸汽對光的吸收衰減值得到，其測量原理是在特定波長的光中，只有水分會對光造成吸收衰減，其他的揮發(fā)性物質(zhì)，比如有機物的影響很小，通過光的衰減值得到蒸汽壓，從而計算得到水分活度。

水分活度與油中含水量的關(guān)系

水在潤滑油中的溶解度與潤滑油的溫度有很大的關(guān)系，式(6)即為潤滑油中的水溶解度的與溫度的關(guān)系式，即:

式中：S為潤滑油中水的溶解度；T為溫度；A、B均為水在潤滑油中的溶解度常數(shù)。而油中的含水量和飽和度及水分活度又有如下關(guān)系：

C_w=a_w × S

式中：C_w為潤滑油中的水含量。

由上面兩個公式可得到潤滑油中的微水在飽和點以前的水含量和水分活度之間的關(guān)系，即：

式中：T₀為攝氏溫度。

因此，當(dāng)潤滑油的溶解度系數(shù)確定的情況下，即可通過溫度和水分活度的計算出潤滑油中的水含量，下圖為某潤滑油不同水分活度與水含量所對應(yīng)的關(guān)系，即等溫吸濕線（MSI）。

潤滑油水分活度與水含量關(guān)系示意圖

溶解度系數(shù)的計算

由上述公式可知，要計算潤滑油中的水含量，不但要測得溫度和水分活度，同時還要知道溶解度系數(shù)A和B，不同的油品具有不同的溶解度系數(shù)。由公式可知：

?

即可得到二元一次方程：

Y=BX+A

然后取少量油樣，由卡爾-費休滴定法得到油樣中的水含量，并測量兩個不同溫度下的油樣的水分活度，這樣就可以得到兩組不同的X和Y，通過解二元一次方程組即可計算出該油樣的溶解度系數(shù)A和B。