Additivi Lubrificanti: Una Guida Completa
I lubrificanti svolgono un ruolo fondamentale nel funzionamento fluido di macchinari, veicoli e motori. Tuttavia, spesso il loro pieno potenziale si realizza grazie all'aiuto degli additivi per lubrificanti. Questi sono composti chimici attentamente formulati e aggiunti agli oli base per migliorare le prestazioni, allungare la vita utile e proteggere beni preziosi. In questa guida completa, esploreremo a fondo il mondo degli additivi per lubrificanti, i loro tipi, funzioni, benefici e tendenze future.
Gli esperti di lubrificazione acquisiscono frequentemente conoscenze dettagliate sulla viscosità dell'olio base dei loro lubrificanti, poiché la viscosità è una caratteristica chiave degli oli base. Vengono stabiliti valori di riferimento per gli oli in entrata e la condizione del lubrificante viene principalmente valutata in base alla viscosità. Tuttavia, i lubrificanti offrono più della semplice viscosità. Comprendere il ruolo e la funzione degli additivi all'interno del lubrificante è essenziale.
Gli additivi per lubrificanti sono composti organici o inorganici che vengono sciolti o sospesi come solidi nell'olio. La loro concentrazione varia tipicamente tra lo 0,1 e il 30 percento del volume dell'olio, a seconda dell'applicazione specifica della macchina.
Come Vengono Selezionati gli Additivi?
Con l'avanzare delle tecnologie degli oli lubrificanti, le formulazioni di additivi sono state aggiornate costantemente. Attualmente, una varietà di sofisticati additivi viene miscelata con oli base per migliorare le prestazioni, ridurre i tratti indesiderati e introdurre nuove caratteristiche. Abbiamo già discusso che la proporzione di additivi nel volume dell'olio varia in base al tipo e all'applicazione. È altrettanto importante notare che la selezione degli additivi spesso differenzia vari tipi di lubrificanti, come oli motore, fluidi idraulici e oli per ingranaggi.
Non esiste un approccio unico per scegliere gli additivi per lubrificanti. Sono estremamente costosi e creare una formulazione ottimale selezionando e combinando diversi tipi di additivi è un compito molto complesso. Ogni formula necessita di agenti specifici e vengono considerati numerosi fattori. Gli additivi vengono scelti in base alla loro capacità di soddisfare particolari standard industriali e svolgere funzioni specifiche. Devono inoltre amalgamarsi perfettamente con l'olio base ed essere compatibili con altri additivi in uso.
Probabilmente sei già familiare con alcuni additivi comuni per lubrificanti, come inibitori della ruggine, antiossidanti e miglioratori di viscosità. Questi additivi giocano ruoli cruciali nel migliorare le prestazioni dei lubrificanti.
Gli additivi possono essere categorizzati in tre tipi principali in base alle loro funzioni: additivi protettivi delle superfici, additivi che migliorano le prestazioni, e additivi protettivi per lubrificanti.
Questi additivi proteggono le superfici metalliche dei motori e includono agenti anti-usura, inibitori della corrosione, detergenti, disperdenti e modificatori di attrito.
L'usura meccanica nei sistemi di lubrificazione può manifestarsi in varie forme, come usura adesiva, abrasiva, cricche e spalling. Gli agenti anti-usura sono progettati per proteggere le parti metalliche dall'usura, formando un film protettivo sulle superfici di attrito. Questi additivi polari, spesso composti a base di fosforo come ZDDP, reagiscono chimicamente durante il contatto metallo su metallo.
La corrosione, un'alterazione dannosa delle superfici metalliche causata da reazioni chimiche, rappresenta una minaccia significativa per i metalli ferrosi non nobili. Gli inibitori della corrosione neutralizzano gli acidi e creano una barriera per prevenire il contatto dell'umidità con le superfici metalliche. Queste azioni comprendono la passivazione, che blocca le superfici metalliche, e la neutralizzazione, che lega i materiali corrosivi.
I detergenti, spesso composti alcalini di calcio, magnesio, fosfati e solfonati, vengono utilizzati per mantenere pulite le componenti metalliche e neutralizzare gli acidi nell'olio. Tuttavia, possono lasciare depositi di cenere a elevate temperature, portando molti produttori a preferire formulazioni a basso contenuto di cenere per applicazioni ad alte temperature.
I disperdenti si trovano comunemente negli oli motore per sospendere particelle insolubili, come fuliggine, evitando depositi. Lavorano sinergicamente con i detergenti per neutralizzare gli acidi e mantenere i contaminanti in sospensione. Tipicamente organici e senza cenere, i disperdenti migliorano la pulizia del motore.
Utilizzati negli oli motore e nei fluidi per trasmissioni automatiche, i modificatori di attrito riducono l'attrito tra parti di motore e trasmissione, migliorando l'efficienza del carburante e l'innesto della frizione. Giocano un ruolo vitale nell'ottimizzazione dell'efficienza meccanica.
Questi additivi migliorano le proprietà esistenti degli oli lubrificanti.
I depressori del punto di scorrimento riducono la dimensione dei cristalli di paraffina negli oli minerali, garantendo fluidità a basse temperature. Ciò è cruciale per mantenere il flusso dell'olio in condizioni di freddo.
Gli agenti di gonfiaggio delle guarnizioni, tipicamente fosfati organici, reagiscono con gli elastomeri per espandere leggermente le guarnizioni, assicurando una tenuta stretta e prevenendo perdite.
I miglioratori dell'indice di viscosità, spesso a base polimerica, mantengono la viscosità del lubrificante in un'ampia gamma di temperature. Prevengono la perdita di viscosità ad alte temperature e migliorano il flusso a basse temperature, aumentando l'efficienza del carburante e la protezione dall'usura. Tuttavia, possono essere suscettibili al taglio meccanico, riducendo la loro efficacia. Gli miglioratori di alta qualità sono meno soggetti a perdite di taglio permanenti.
Questi additivi mitigano il degrado dell'olio base e prolungano la vita del lubrificante.
Gli antiossidanti, o inibitori di ossidazione, proteggono contro il degrado del olio base causato da aria, acqua e contaminanti. Prevengono la formazione di acidi, melma e depositi superficiali, prolungando la vita del lubrificante. Questi additivi sacrificabili si degradano nel tempo, richiedendo sostituzioni periodiche.
I disattivatori di metalli, che contengono composti di azoto o zolfo, stabilizzano i lubrificanti formando film protettivi sulle superfici metalliche. Impediscono agli ioni metallici di catalizzare le reazioni di ossidazione.
Gli agenti anti-schiuma, come i polimeri di silicone, riducono la tensione superficiale e prevengono la formazione di schiuma. Minimizzano il contatto olio-aria, riducendo indirettamente il rischio di ossidazione. Questi additivi sono utilizzati in basse concentrazioni per evitare di promuovere ulteriormente la formazione di bolle.
Durante il processo di lubrificazione delle macchine, avvengono numerose reazioni chimiche che fanno sì che gli additivi all'interno dell'olio lubrificante si indeboliscano gradualmente nel tempo. Gli additivi vengono consumati e si esauriscono attraverso diversi meccanismi: "decomposizione" o rottura, "adsorbimento" su superfici metalliche, particelle e superfici d'acqua, e "separazione" a causa di sedimentazione o filtrazione. L'adsorbimento e la separazione coinvolgono il movimento fisico o il trasferimento di massa dell'additivo.
Man mano che l'olio rimane in servizio più a lungo, il pacchetto di additivi rimanente diventa meno efficace nel proteggere l'apparecchiatura. Quando il pacchetto di additivi si indebolisce, sorgono diversi problemi: la viscosità aumenta, inizia a formarsi melma, gli acidi corrosivi attaccano i cuscinetti e le superfici metalliche, e l'usura dell'apparecchiatura aumenta. La longevità del pacchetto di additivi dipende dalla qualità del lubrificante utilizzato. Gli oli di bassa qualità subiscono una degradazione degli additivi più rapidamente. Pertanto, è essenziale scegliere lubrificanti ad alte prestazioni che offrano una durata prolungata e migliori prestazioni e protezione per i tuoi macchinari o veicoli.
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