Hiệu suất và tuổi thọ thiết bị công nghiệp phụ thuộc lớn vào chất lượng dầu gốc sử dụng. Với vai trò là nền tảng của dầu nhờn và mỡ bôi trơn, dầu gốc đảm nhiệm chức năng giảm ma sát, tản nhiệt và bảo vệ chi tiết máy. Việc nắm rõ dầu gốc là gì cùng các nhóm tiêu chuẩn API sẽ giúp doanh nghiệp lựa chọn giải pháp bôi trơn phù hợp, tiết kiệm và bền bỉ hơn.
1. Dầu gốc là gì?
Dầu gốc (Base Oil) là thành phần nền dùng để sản xuất dầu nhờn và mỡ bôi trơn công nghiệp. Loại dầu này được tạo ra từ quá trình tinh chế dầu thô, trong đó dầu thô được chưng cất phân đoạn để tách các nhóm hydrocarbon theo khối lượng phân tử khác nhau.
Khi gia nhiệt, các hydrocarbon nhẹ sẽ bay hơi và được tinh chế thành xăng, dầu hỏa hoặc nhiên liệu diesel. Ngược lại, các phân đoạn nặng hơn sẽ tạo thành bitum và dầu gốc – nguyên liệu chính cho sản xuất dầu bôi trơn.
Trong dầu nhờn thành phẩm, dầu gốc chiếm từ 85-99% khối lượng, phần còn lại là hệ phụ gia bôi trơn như chất chống oxy hóa, chống mài mòn, chất tẩy rửa hoặc cải thiện độ nhớt.
Dựa theo nguồn gốc và phương pháp sản xuất, các loại dầu gốc được chia thành:
- Dầu gốc khoáng: chiết xuất trực tiếp từ dầu mỏ, qua tinh chế và xử lý để loại bỏ tạp chất.
- Dầu gốc tổng hợp: được tổng hợp bằng phản ứng hóa học của các hydrocarbon, có độ tinh khiết và ổn định cao hơn.
2. Phân loại dầu gốc theo tiêu chuẩn API
Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ (API) chia các loại dầu gốc thành 5 nhóm chính, dựa trên phương pháp sản xuất, hàm lượng lưu huỳnh và chỉ số độ nhớt (VI). Mỗi nhóm mang đặc tính riêng, phù hợp với từng yêu cầu kỹ thuật trong ngành bôi trơn.
2.1 Dầu gốc nhóm I
Dầu nhóm I là loại cơ bản nhất, chứa dưới 90% hydrocarbon bão hòa và hơn 0,03% lưu huỳnh, với chỉ số độ nhớt (VI) nằm trong khoảng 80-120. Loại dầu này được tinh chế bằng phương pháp chiết tách dung môi nên cấu trúc phân tử không đồng đều. Dù có giá thành thấp và dễ sản xuất, nhóm I chỉ phù hợp cho dầu nhờn công nghiệp thông thường, hoạt động trong điều kiện ổn định và nhiệt độ không quá cao.
2.2 Dầu gốc nhóm II
Nhóm II có độ bão hòa hydrocarbon trên 90%, lưu huỳnh ≤ 0,03% và chỉ số độ nhớt tương tự nhóm I. Dầu được tinh chế bằng công nghệ hydrocracking, giúp loại bỏ tạp chất và nâng cao độ bền oxy hóa. Nhờ đó, dầu nhóm II có màu sáng, độ tinh khiết cao và khả năng chống lão hóa tốt hơn. Đây là loại dầu phổ biến nhất hiện nay, được dùng cho các dòng dầu động cơ, dầu máy nén và dầu công nghiệp hiện đại.
2.3 Dầu gốc nhóm III
Dầu nhóm III được tinh chế sâu bằng quy trình hydrocracking và hydroisomerization ở áp suất, nhiệt độ cao, giúp hàm lượng hydrocarbon bão hòa vượt 90% và chỉ số độ nhớt đạt trên 120. Loại dầu này có độ tinh khiết và hiệu suất cao gần tương đương dầu tổng hợp (Nhóm IV), do đó, mặc dù có nguồn gốc khoáng, Dầu Nhóm III thường được phép tiếp thị và sử dụng trong các sản phẩm “dầu tổng hợp” (Synthetic) cao cấp.
2.4 Dầu gốc nhóm IV
Nhóm IV gồm dầu tổng hợp PAO (Polyalphaolefin) – được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hóa học thay vì tinh chế từ dầu mỏ. Dầu PAO có cấu trúc phân tử đồng nhất, hoạt động ổn định trong dải nhiệt rất rộng và có khả năng chống oxy hóa, chống bay hơi vượt trội. Loại dầu này phù hợp cho môi trường làm việc khắc nghiệt, đặc biệt trong thiết bị cơ khí nặng, động cơ tốc độ cao hoặc điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt.
2.5 Dầu gốc nhóm V
Nhóm V bao gồm các loại dầu đặc biệt ngoài bốn nhóm trên, như ester, PAG, silicone, phosphate ester hoặc polyolester. Mỗi loại có tính chất riêng và thường được pha trộn với dầu nhóm IV hoặc III để cải thiện đặc tính như độ bám dính, khả năng chịu tải hay tính ổn định nhiệt. Trong đó, ester là loại phổ biến nhất, thường được dùng trong dầu máy nén, dầu hàng không hoặc các công thức mỡ chịu nhiệt cao cấp.
3. Tóm tắt mối liên hệ giữa nhóm API và tên gọi thị trường
- Dầu gốc khoáng (Mineral Oil): Thường là Nhóm I và Nhóm II.
- Dầu bán tổng hợp (Semi-Synthetic): Là sự pha trộn (blend) giữa Nhóm I/II và Nhóm III/IV.
- Dầu tổng hợp (Synthetic Oil): Thường là Nhóm IV (PAO) và Nhóm V (Ester, PAG…).
- Trường hợp đặc biệt (Nhóm III): Như đã nói, Dầu Nhóm III có nguồn gốc khoáng nhưng hiệu năng cao nên thường được tiếp thị như Dầu Tổng Hợp.
4. Đặc tính kỹ thuật của dầu gốc
Các đặc tính quan trọng nhất của dầu gốc quyết định trực tiếp đến khả năng bôi trơn và hiệu suất làm việc của dầu nhờn, bao gồm:
- Độ nhớt: thể hiện khả năng lưu động và tạo màng bôi trơn.
- Chỉ số độ nhớt: giữ độ ổn định khi thay đổi nhiệt độ.
- Điểm đông đặc: khả năng làm việc ở môi trường lạnh.
- Độ bay hơi và oxy hóa: ảnh hưởng đến tuổi thọ dầu.
- Độ bền nhiệt: giúp dầu không biến chất khi vận hành lâu dài.
- Điểm chớp cháy: xác định mức nhiệt an toàn khi sử dụng.
- Điểm anilin: thể hiện khả năng hòa tan phụ gia.
- Độ ổn định thủy phân: khả năng chống phân hủy khi tiếp xúc với nước.
5. Đặc điểm của các loại dầu gốc trong sản xuất
Trong sản xuất, dầu gốc được chia thành ba loại chính: dầu gốc khoáng, dầu gốc tổng hợp và dầu gốc bán tổng hợp.
- Dầu gốc khoáng: được chưng cất và tinh chế từ dầu mỏ tự nhiên. Loại này có giá thành thấp, dễ pha chế nhưng kém ổn định ở nhiệt độ cao, dễ hình thành cặn và giảm hiệu suất theo thời gian.
- Dầu gốc tổng hợp: tạo ra bằng phản ứng hóa học, có cấu trúc phân tử đồng nhất, chịu nhiệt tốt và bền oxy hóa cao. Dầu tổng hợp mang lại khả năng bôi trơn ổn định, tiết kiệm nhiên liệu nhưng giá thành cao hơn và kém tương thích với một số vật liệu kín.
- Dầu gốc bán tổng hợp: là sự pha trộn giữa dầu khoáng và tổng hợp với tỷ lệ dầu tổng hợp ≥10%. Loại này cân bằng giữa hiệu suất và chi phí, được dùng phổ biến cho nhiều ứng dụng công nghiệp hiện nay.
6. Vai trò của dầu gốc trong sản xuất mỡ bôi trơn
Dầu gốc chiếm từ 80-90% thành phần của mỡ bôi trơn và được xem là yếu tố quyết định hiệu suất của sản phẩm. Loại dầu này không chỉ giúp tạo độ trơn và giảm ma sát giữa các bề mặt kim loại mà còn hỗ trợ truyền nhiệt, làm mát, chống gỉ và bảo vệ bề mặt chi tiết trong quá trình vận hành. Bên cạnh đó, dầu gốc còn ảnh hưởng trực tiếp đến độ đặc, khả năng chống rửa trôi, độ ổn định cơ học và tính bền oxy hóa của mỡ.
Dầu gốc khoáng phù hợp cho các loại mỡ bôi trơn thông thường, trong khi dầu gốc tổng hợp lại được dùng cho mỡ chịu nhiệt, chịu tải hoặc làm việc trong môi trường khắc nghiệt. Việc lựa chọn đúng loại dầu gốc giúp mỡ duy trì tính ổn định lâu dài, hạn chế biến chất, giảm hao mòn và kéo dài tuổi thọ thiết bị.
7. Kết luận
Dầu gốc là yếu tố quyết định hiệu suất và độ tin cậy của mọi sản phẩm bôi trơn. Khi được lựa chọn đúng, dầu gốc giúp tăng khả năng bảo vệ thiết bị, giảm tiêu hao năng lượng và duy trì ổn định trong điều kiện vận hành khắc nghiệt.
Vân Phương Grease đồng hành cùng doanh nghiệp trong việc cung cấp các giải pháp dầu mỡ bôi trơn chất lượng cao, sử dụng dầu gốc đạt chuẩn quốc tế. Liên hệ với chúng tôi để được tư vấn sản phẩm phù hợp với từng hệ thống và nhu cầu vận hành cụ thể.
