水分活度在润滑油中水分检测的意义

美国METER Group, Inc.公司专注于水分活度的研究，提供专业的水分活度解决方案，AquaLab水分活度仪采用镜面冷凝露点方法，是FDA、AOAC、ISO、USP等标准组织推荐的技术，更多水分活度咨询，请北京技术服务中心 010 65610082。

水分活度对油中微水检测的意义

水分活度通常用于食品加工行业，是指某种食品的平衡蒸汽压与相同温度下纯水的饱和蒸汽压的比值，用a_w 表示，即：

式中:P_p 为平衡蒸汽压，P_w 为相同温度下的出水饱和蒸气压。水分活度表示物质与水的结合度，结合度越高，水分活度越小，结合度越低，水分活度越大。

由上图可以知道，温度对水在润滑油的溶解度有很大的影响，相同含水量的润滑油在不同温度下的饱和程度不同，例如，某润滑油在温度30 ℃和80 ℃是的水溶解度分别为200 ppm 和500 ppm，当该润油中的含水量为150 ppm 时，对80 ℃时的该润滑油离饱和点还很远，而对于30 ℃下的该润滑油，则水含量已经接近饱和，若温度继续降低，则水含量会达到饱和而析出游离态的水，增大对设备的损害程度。因此，仅用润滑油的含水量来衡量润滑油的风险程度并不可靠。在润滑油的微水检测中引入水分活度这一概念，主要是为了用它来表示润滑油中水分的饱和程度，aw 的值在0 ~1 之间，aw 越大，说明润滑油中的水越接近饱和。

水分活度的测量原理

水分活度在数值上等于周围环境的平衡相对湿度ERH百分数，因此，可以通过对相对湿度的测量来得到润滑油的水分活度，而平衡相对湿度可以由水蒸汽对光的吸收衰减值得到，其测量原理是在特定波长的光中，只有水分会对光造成吸收衰减，其他的挥发性物质，比如有机物的影响很小，通过光的衰减值得到蒸汽压，从而计算得到水分活度。

水分活度与油中含水量的关系

水在润滑油中的溶解度与润滑油的温度有很大的关系，式(6)即为润滑油中的水溶解度的与温度的关系式，即:

式中：S为润滑油中水的溶解度；T为温度；A、B均为水在润滑油中的溶解度常数。而油中的含水量和饱和度及水分活度又有如下关系：

C_w=a_w × S

式中：C_w为润滑油中的水含量。

由上面两个公式可得到润滑油中的微水在饱和点以前的水含量和水分活度之间的关系，即：

式中：T₀为摄氏温度。

因此，当润滑油的溶解度系数确定的情况下，即可通过温度和水分活度的计算出润滑油中的水含量，下图为某润滑油不同水分活度与水含量所对应的关系，即等温吸湿线（MSI）。

润滑油水分活度与水含量关系示意图

溶解度系数的计算

由上述公式可知，要计算润滑油中的水含量，不但要测得温度和水分活度，同时还要知道溶解度系数A和B，不同的油品具有不同的溶解度系数。由公式可知：

​

即可得到二元一次方程：

Y=BX+A

然后取少量油样，由卡尔-费休滴定法得到油样中的水含量，并测量两个不同温度下的油样的水分活度，这样就可以得到两组不同的X和Y，通过解二元一次方程组即可计算出该油样的溶解度系数A和B。