低温での油の流動性は何によって決まるのか疑問に思ったことはありませんか?
流動点とは、油が凝固する前に流動可能な状態を維持できる最低温度です。これは、寒冷環境における潤滑油や燃料の性能と取り扱いに影響を与える重要な特性です。
流動点とは
流動点とは、石油製品がその流動特性を維持できる最低温度です。これは、低温における油や燃料の使用可能性を決定する上で重要な特性です。
流動点の測定には、ASTM D97やASTM D5949などの標準試験方法が用いられます。これらの試験では、油サンプルを冷却し、その流動挙動を観察します。手動法（ASTM D97）では、特定の温度間隔で表面の動きを確認し、自動法（ASTM D5949）では、光学検出器を用いてサンプルの動きを監視します。
流動点は、パラフィン含有量やワックス結晶の形成といった要因によって影響を受けます。温度が低下するとワックス結晶が形成され、オイルの流れが阻害される可能性があります。
流動点の重要性
- 低温性能流動点は、オイルが流動特性を維持できる最低温度を示し、寒冷条件下で適切な潤滑を確保するために重要です。
- 潤滑剤の選択低温用途の潤滑油を選択する際、流動点は重要な基準となります。オイルの流動点は、想定される最低作動温度よりも低くなければなりません。
- 機器保護適切な流動点を持つ潤滑油を使用すると、摩耗の増加や機器の故障につながる可能性がある油の凝固による損傷を防ぐことができます。
- エネルギー効率低温で最適な粘度を維持することで機械の内部摩擦が軽減され、機器の効率的な動作とエネルギー消費の削減が可能になります。
石油製品の流動点の測定
ASTM D97 手動法
ASTM D97 手動法は石油製品の流動点を測定します。
この手順では、油サンプルを浴槽で冷却します。予想される流動点より9℃高い温度になった時点、およびその後3℃ごとにサンプル瓶を傾けて表面の動きを確認します。
流動が見られない場合、瓶を水平に5秒間保持します。それでも油が流れない場合は、その温度に3℃を加えて流動点を測定します。
ASTM D5949自動法
ASTM D5949は、流動点測定の代替として自動化された方法を提供しています。この方法は、サンプルを冷却し、光学センサーで動きを検知する装置を使用します。
油は1.5±0.1℃/分の速度で冷却されます。1℃または3℃間隔で、圧縮ガスのパルスがサンプル表面に照射されます。
複数の光学検出器が動きを監視します。動きが検出された最低温度が流動点として記録されます。
流動点降下剤とは
流動点降下剤は、石油製品や潤滑油の低温流動性を向上させるために使用される添加剤です。
一般的な流動点降下剤には、アルキル化ナフタレン、ポリメタクリレート、エチレン-酢酸ビニル共重合体などがあります。これらの物質は、温度低下に伴い油中に自然に発生するパラフィンワックス結晶の形成と成長を抑制することで作用します。
流動点降下剤はワックス結晶の形状と大きさを変化させ、オイルの流れを妨げる可能性のある大きな絡み合った構造の形成を防ぎます。これにより、オイルは本来の流動点よりも低い温度でもポンプで汲み出すことができます。
各種潤滑油およびオイルの流動点
| 潤滑剤/オイルの種類 | 流動点 (℃) |
|---|---|
| 原油 | -40～30 |
| パラフィン系ベースオイル | -15から-40 |
| 鉱油 | -9から-40 |
| ポリオールエステル | -40から-70 |
| ディーゼル燃料 | -35から-55 |
| 作動油 | -30から-60 |
| エンジンオイル | -30から-50 |
| トランスミッション液 | -40から-55 |
| ギアオイル | -30から-45 |
| 冷凍機用潤滑油 | -50から-70 |
流動点に影響を与える要因
オイル組成
原油の流動点は、その組成、特にパラフィンワックス含有量に大きく影響されます。パラフィン含有量が多い原油は、一般的に流動点が高くなります。
原油の産地も重要な役割を果たします。地理的な場所によって産出される原油の化学組成は異なるからです。例えば、北海原油は他の地域の原油と比べて流動点特性が異なることがよくあります。
添加剤
流動点降下剤（PPD）は、石油製品の流動点を効果的に下げる添加剤です。オレフィン共重合体やアルキル化ナフタレンなどのこれらの添加剤は、ワックス結晶の形成を変化させることで作用します。
PPD はワックス分子の横方向の結晶成長を妨げ、低温でのオイルの流れを妨げる大きな連結構造の形成を防ぎます。
潤滑油において、粘度と流動点は密接に関連した特性です。一般的に、粘度指数が高いオイルは流動点が低くなる傾向があります。
ワックスの出現温度：流動点との違いとその重要性
ワックス出現温度（WAT）は曇点とも呼ばれ、流動点とは異なりますが、低温におけるオイルの挙動を理解する上で同様に重要です。WATはオイル中にワックス結晶が形成され始める温度であり、流動点はオイルが流動し続ける最低温度です。
よくあるご質問
流動点はエンジンオイルの性能にどのように影響しますか?
流動点が低いため、低温時でもエンジン オイルが流動して可動部品を効果的に潤滑することができ、冷間始動時のエンジン損傷を防止します。
バイオディーゼルの流動点は従来のディーゼルと比べてどうですか?
バイオディーゼルは一般に従来のディーゼルよりも流動点が高いため、添加剤を加えたり石油ベースのディーゼルと混合したりしないと寒冷気候での使用が制限される可能性があります。
まとめ
流動点は潤滑油や燃料にとって非常に重要な特性です。流動点は流体が流動できる最低温度を示し、様々な用途において適切な潤滑と燃料の流れを維持するために不可欠です。
流動点を理解することは、特定の運転条件に適した潤滑油や燃料を選択するのに役立ちます。流動点とその重要性について詳しくは、業界の専門家にご相談いただくか、信頼できる技術リソースをご参照ください。
