 |
|
Оценка вязкостных свойств масел.
Вязкость является важнейшей характеристикой. От нее зависит обеспечение жидкостного трения, эффективность охлаждения, легкость запуска двигателя, уплотнение узлов трения. Поэтому вязкость указывают во многих марках масел.
В зависимости от условий работы масел:
1. Моторные - +100гр
2. Индустриальные - +5-гр
3. Трансформаторные-+20гр
Сущность определения кинематической вязкости: ГОСТ 33-82 сводится - в вискозиметре, при требуемой температуре определяют время истечение испытуемого масла в объеме шаровой емкости через капилляр. Его устанавливают в ванну, в которой поддерживают заданную температура, время определяют по секундомеру, затем умножив постоянную вискозиметра (в паспорте) на время истечения в секундах, получаем значение кинематической вязкости в сантистоксах или мм2/с. Промышленность выпускает вескозиметры 0,3-0,4 мм2. Чем выше вязкость продукта, тем больше выбирают диаметр.
Закон изменения вязкости у всех нефтепродуктах один и тот же: чем ниже температура, тем вязкость больше. И наоборот.
Интенсивность изменения вязкости зависит от химического состава.
Мало изменяется вязкость УВ парафинового основания (CnH2n+2). Наибольшее изменение у ароматики (CnH2n-6), нафтеновые занимают среднее положение (СnH2n).
Индекс вязкости
В Стандартах на масла вязкостно-температурные свойства обычно оценивают индексом вязкости. Расчет в соответствии с ГОСТ 25371-82 основан на значении кинематической вязкости при 40 градусах и эталонных масел.
Индекс вязкости=(ню-ню1/ню-ню2)*100
04.12.2012
Для полной оценки вязкостных свойств обычно определяют вязкостно-температурную характеристику в диапазоне температур от 100гр до 0гр (Цельсия). Наиболее интенсивно вязкость изменяется при температуре ниже 50 гр., но не отрицательной. Нагрев выше 50 вызывает относительно меньшие изменения. При отрицательной температуре в ряде случаев наблюдается аномалия, т.е. нелинейная зависимость вязкости от температуры. Поэтому отрицательные температуры ВТХ не определяют, а измеряют значение вязкости при конкретной интересующей нас температуре.
Рисунок
В летнее масло (1), можно использовать только при положительной температуре, т.к. при 0 гр. Вязкость резко возрастает, а при -15 застывает (теряет подвижность).
Несколько лучшую характеристику имеет зимнее масло (2), но при -10 гр без подогрева пуск невозможен
Всесезонное масло (3) имеет такую же вязкость, что и летнее масло и обеспечивает надежный запуск, даже при
- 20-25гр.
Лучшие характеристики у зимнего загущенного масла (4), вязкость мало зависит от температуры, но пуск двигателя больше ограничен трудностью воспламенения топлива.
Изменение вязкости масел, при изменении давления.
При небольшом изменении давления вязкость почти не меняется, но начиная примерно с 5Мпа она увеличивается и этот момент необходимо учитывать при проектировании сборочных единиц трения.
Например в подшипниках коленчатого вала давление= 20-25, во втулках шатунов давление = 50-90МПА.
Вязкость существенно возрастает и ее интенсивность изменения, зависит и от температуры. Т.е. при повышенной температуре давление меньше. Вязкость маловязких масел изменяется незначительно.
Зависимость вязкость от давления может быть определена формулой: нюр=а в степени р* ню о
Нюр – вязкость масла при давлении (р)
А – постоянный коэффициент равен:
- для постоянных масел 1,002…1,004
При увеличении давления возрастает температура масла.
Факторы влияющие на температуру застывания масел
С вязкостью связана температура застывания масла – это та температура, при которой масло в условиях опыта застывает на столько, что при наклоне пробирки с продуктом на 45гр. Масло остается неподвижным в течении 1 минуты.
Температура застывания зависит не только от УВ состава, но и от объема масла, интенсивности охлаждения, времени выдержки при низкой температуре.
ПРОПУСК
Моющие свойства масел и способы их улучшения.
Способность масла обеспечивать необходимую частоту деталей двигателя, поддерживая продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии – моющим свойством.
Чем выше моющие свойства, тем меньше нагаров и лаков накапливаются на деталях и тем больше может в масле находиться в устойчивом, взвешенном состоянии продуктов загрязнения, которые циркулируют вместе с ним не оседая вместе с ним.
Моющее свойство моторных масел оценивают на лабораторной установке, которая служит моделью малометражного одноцилиндрового двигателя. Имеется устройство подогрева рабочих узлов.
При испытании масло попадает на стенки нагретого поршня, оседает и образует нагар, лак и т.д. (осадки).
Режимы испытаний:
1.Длительность – 2 часа,
2.Температура – 225 гр +- 1 гр
3.Температура головки цилиндра – 300гр (+-2 гр)
4.Температура всасываемого воздуха – 220гр
5.Температура масла – 125гр
6.Количество масла – 250мл (стакан)
7.Вращение вала - 2500 оборотов
Например: чистый поршень оценивают в 0 баллов, если черная лаковая боковая поверхность поршня – 6 баллов.
В современных форсированных двигателях – удовлетворительно работают масла, если у них балл моющих свойств не превышает 1 балла.
Моющие свойства зависят от химического состава масел, способа получения и отчистки. Для все моторных масел, без присадок , они примерно одинаковы и не велики, балл на лабораторной установке не ниже 3-4. Современные двигатели с высокой температурой деталей не могут работать на таких маслах, быстро выходят из строя из-за загрязненности и для улучшения эксплуатационных свойств в масла вводят моющие диспергирующие присадки.
Если в масле были крупные частицы, то полярные частицы способны проникнуть во внутрь и разрушить их, т.е. в результате уменьшается прочность нагара, он разрушается.
Моющие присадки не редко вводят в масло в значительном количестве (иногда более 10) и при правильном выборе типа присадки и концентрации, обеспечит частоту и увеличит межремонтный период. Однако моющие диспергирующие присадки, могут изменить физико-химические показатели масел (зольность, коксульность) – а это быстрый износ деталей. Поэтому концентрацию вводимых присадок контролируют в соответствии с уровнем форсирования двигателя и условия эксплуатации.
Факторы, влияющие на противоизносные свойства
Противоизносные свойства – это способность масел уменьшать износ трущихся поверхностей, повышая долговечность механизма, снижает затраты энергии на приодоление трения. Эти свойства зависят от физико-химических показателей, количества вводимых присадок.
Режим трения зависит от условия в которых работают трущиеся поверхности.
Наибольший износ приходится на прогрев и период пуска двигателя.
Трущиеся детали длительно время работают в режима масленого голодания (при низких температурах), возрастает изнашивание и энергия на преодоление сил трения.
Для повышения долговечности механизма, рекомендуется применять масла с высокими смазывающими свойствами, а это достигается подбором химического состава масел, противоизносных, противозадирных присадок.
На коррозионные свойства.
В свежих маслах коррозионное агрессивные продукты отсутствуют (вода, щелочь).
Одно из основных условия предотвращения износа: отсутствие влаги в используемых маслах.
Коррозия металлов, а особенно к ней склонны подшипниковые сплавы.
Коррозия металлов проявляется по разному и чаще всего – это ряд последовательных процессов. Вначале на поверхности появляются темные пятна, далее скапливаются шероховатые точки, постепенно они углубляются, при более мощной коррозии образуются трещины и наблюдается выкрашивание металла.
Нефтяные растворители, ароматические УВ и керосины.
Нефтяные растворители – применяют в различных отраслях промышленности для растворения и экстракции органических соединений. Основной объем растворителей поставляют для нужд:
1. Резиновой
2. Лакокрасочной
3. Лесохимической
4. Маслоэкстракционной
5. Для мойки и очистки, обезжиривания металлических поверхностей
Растворители подразделяют на низкокипящие - бензиновые (темп кипения до 150гр) и высококипящие-керосиновые (темп кипения более 150гр).
И в зависимости от УВ состава растворителя, исходного сырья и технологии получения их подразделяют на группы:
1. парафиновые (массовая доля УВ 50% парафина),
2. нофтеновые - массовая доля более 50%
3. ароматические – массовая доля более 50%
4. смешанные – которые содержат УВ каждой группы
Важнейшие эксплуатационные свойства нефтяных растворителей следующие:
1. способность растворять органические соединения
2. способность удалять органические загрязнения с поверхности металла
3. способность быстро испаряться
4. способность минимального образования отложений своих компонентов– определяется содержание сернистых соединений
5. Стабильность качества нефтяных растворителей – которая характеризуется сроком хранения
6. Степень токсичность растворителей – характеризует их воздействие на человека и окружающую среду
В условные обозначения растворителя выпускаемого промышленностью входят следующие данные:
1. сокращенное название – нефраз;
2. группы – ПНАС
3. предел выкипания продукта
за нижний предел - температура начала кипения
за верхний – конечную температуру, установленное в технических условиях на данный продукт.
Применяют растворители парафиновой группы в резиновой отрасли, ароматическая группа – в производстве синтетического каучука, смешанные – при производстве бензина, но перегонка малосернистых нефтей.
Ароматические УВ нефтяного происхождения.
К ним относят нефтяной бензол, прозрачная, бесцветная, подвижная жидкость, используют в качестве сырья, для производства синтетических волокон, каучук, краситель и в зависимости от назначения и технологии производства выпускают бензолы высшей очистки – для синтеза. И очищенные. Во всех марках нормируется отсутствие сероводорода, он относиться к числу токсичных продуктов высокой опасности (562 гр - воспламенение). Пределы взрываемости паров бензола с воздухом – от 1,4 …7,1% объемной массы.
- нефтяной кселол – представляет собой смесь трех изомеров (орто, мета и пара и этил бензола) получают в процессе ароматизации.
- нефтяной толуол – получают в процессе перолиза нефтяных продуктов, используется в качестве сырья для органического синтеза. А так же в качестве высоко октановых добавок и в качестве растворителя. Испаряется без остатка.
- керосины:
1) Осветительный керосин
Твердые парафины выпускают по ГОСТ 23683-89
И по степени очистки их подразделяют на высоко очищенные (марки П и В) и просто очищенные (марки Т и С).
В зависимости от степени очистки и области применения на практике находят применение такие марки как:
1. П – 1 – при изготовлении тары и упаковочных материалов жесткой конструкции, находят соприкоснавление с пищевыми продуктами и применяемых при повышенных температурах, а так же косметическая промышленность
2. П-2 – высокоочищенный, для пропитки покрытий гибкой тары пищевых продуктах, сохраняет эластичность, при низких температурах, в производстве восковых составах, изделий медицинской техники и косметических препаратов.
3. Марки В-1,2,3,4,5 - высокоочищенные и глубоко обезмасленные, во всех промышленностях, где требуется высокая очистка.
4. Т-1, 2,3 – для изготовления товаров бытовой химии (свечи), для пропитки технических сортов бумаги, картона, деревянных, металлических покрытий.
5. Марка С - в нефтехимической промышленности, для производства жирных кислот.
Церезины – смесь парафиновых УВ изомерного и нормального строения, с числом атомов УВ 35…55 атомов углерода в молекуле. В своем составе содержит так же парафино-нафтеновые, парафино-нафтено-ароматические УВ. Температура капли падения 55… 100гр.
В отличии от парафинов, церезины обладают большей вязкостью и способность эффективно загущать масла.
При добавлении церезина в парафины, улучшаются загущающие свойства парафинов, что позволяет использовать их в производстве смазок, вазелинов, кремов, копировальной бумаги а так же как изоляционный материал.
Нефтяные церезины – получают путем обезмасливания петролатумов, от остаточных рафинатов, которые были образованы депарафинизации.
Среди церезинов находит применение синтетический церезин, выпускается по ГОСТ и представляет собой смесь твердых УВ метанового ряда, получаемый синтезо окиси углерода и водорода. Находит применение с электронной промышленности, восковые составы для литья по выправляемым моделям, датчики терморегуляторы ДВС и в качестве загустителей пластичных смазок.
Церезиновая композиция – сплав церезина и парафина, выпускается по ГОСТ, для изготовления мастик, свечей, для пропитки бумаги.
Вазелин - расплавление церезина, парафина, петролатума, их растворяют в масле или парафинистом дистиляте.
Применяют в медицине, ветеринарии.
По внешнему виду они однородные, мазеобразные. Особенности:
1. Медицинский – от белого до желтого цвета, без запаха тянется нитями
2. Ветеринарные – от белого до средне-коричневого, без комков.
Петролатум – при депарафинизации остаточных масел, применяют для получения церезина, УВ смазок, вазилина.
Воски, восковые композиции и составы.
На ряду с парафинами, церезинами, петролатумами, товарным продуктом на базе твердых УВ (С-18,35), к ним относят воски и их композиции, применяемые в различных отраслях. Получают их путем фракционирования, парафинов и церезинов, а так же путем компаунтдирования (смешение), с полимерными, смоляными добавками, чтобы придать специфические свойства.
Применяют в датчиках температуры, реагирующих при изменении объема воска, при его плавлении.
Температура в диапазоне 15-102 гр. различных тепловых систем.
Воски для резин – применяют для защиты резин от отрицательного атмосферного воздействия (климатическая температура, влага, давление), светоазонового и теплового старения и в качестве мягчителей резин.
В процессе эксплуатации резин в статически так и динамически нагружены, воски, выпотевая на поверхность резин препятствуют старению, под действием света и тепла.
Защитный воск – паралайт, выпускают