Применение топлив, смазочных материалов и специальных жидкостей - Химия - Скачать бесплатно
90
? 1000C
Максимальный индекс вязкости у парафиновых у/в.
Минимальный индекс вязкости у ароматических у/в.
При низких значениях индекса вязкости, испарение товарных масел
ограничивается узким температурным интервалом.
Например, у моторного масла при низких температурах зависит пуск двигателя
и циркуляция в системе смазки.
При высоких температурных значениях вязкости влияет на возможность утечки
вязкости через неплотности, а также вымывание смазки с металлических
поверхностей. В условиях эксплуатации происходит саморегулировка вязкости.
Защищенные масла – их используют если требуется широкий интервал
температур при использовании. Это масло готовится на основе маловязкой
дистиллятной фракции, вязкости 350-4000С, вводят полимерные добавки,
загустители(ПИБ, ПММА)
Недостатки: полимеры подвергаются деструкции, которые вступают в
химические реакции поэтому масло надо заменять на новое.
Предпочтение отдают пластичным маслам. Стабильность к окислению кислородом
воздуха – это показатель важен для моторных масел. При окислении масел
повышается кислотность.
Кислотное число ?0,1 мг КОН/100г масла, при >2,5 КОН/100г масла –
отработанное масло, иначе оно вызывает коррозию.
Смазывающая способность
Здесь различают: противозадирные, антифрикционные(уменьшение износа и
трения), противоизносные.
Моторные масла
- по назначению
для карбюраторных для дизельных
для авиационных
двигателей двигателей
двигателей
- по способу производства
дистиллятные остаточные защищенные
компаундированные
- по источнику сырья
минеральные(нефтяные)
синтетические
Одна из основных характеристик – это вязкостное температурное свойство
(оценивается характеристической величиной как индекс вязкости).
Незащищенные смазочные масла – летние и зимние имеют индекс вязкости 90-
105.
Защищенные масла (синтетические) используются как всесезонные и они
характеризуются индексом вязкости от 130 до 180.
Для этих масел характерна изменчивость значения вязкости в зависимости от
напряжения и градиента скорости сдвига. Здесь при определенных
воздействиях происходит снижение вязкости, особенно при низких
температурах.
1.Одним из важных химических свойств масел является нейтрализующая
способность, которая характеризуется показателем –щелочное число, оно
показывает какое количество кислот образуется при окислении масла или
попадающих в масло из продуктов сгорания топлива и сколько может
нейтрализовать единицу массы масла. Эту функцию выполняют присадки.
В качестве моющих присадок используются сульфанат, алкилсалицилаты,
алкидфеноляты, фосфаты Са, Mg, Ba.
Масла для карбюраторных двигателей, имеющих щелочное число: 1-2 мг КОН/г
масла.
Значительное большое щелочное число для масел тракторных двигателей: 10-15
мг КОН/г масла.
2.Температура застывания
Температура застывания - это температура, при которой масло теряет
подвижность. Оно зависит от присутствия в масле парафиновых у/в.
Температуру застывания масел регулируют с помощью обычной
депарафинизации (для получения масел с температурой застывания до
–150С) или глубокой депарафинизации для получения масел с температурой
застывания от -20 до 400С.
Температура застывания масел регулируется введением депрессорных
присадок, их вводят в различных количествах.
3. Температура вспышки.
Температура вспышки – это температура, при которой пары нагреваемого
масла вспыхивают от открытого источника пламени. Для маловязких зимних
масел и всесезонных масел температура вспышки равна от 190 до 2000С.
Наиболее высокую температуру имеют летние масла от 260 до 2700С.
4. Антиокислительные свойства.
Улучшение антиокислительных свойств осуществляется путем глубокой
очисткой масел и введением антиокислительных присадок. В качестве
присадок используются диарил и диалкил тиофофаты.
Классификация моторных масел.
Классификация моторных масел осуществляется прежде всего на основе класса
вязкости: кинематическая вязкость определяется при 1000С и при –180С
Классы вязкости
|V100 | |V18 |
|3з ?3,8 мм2/с |8 7,0-9,5|?1250 |
|4з ? 4,1 | |?2600 |
|5з ?5,6 |10 9,5-11,5|?6000 |
|6з> 5,6 | |?10400 |
|6 5,6-7,0 |12 11,5-12,0| |
|-где з - загущение | | |
| |14 13-15 | |
Форсировать- усиливание, ускорение.
В моторном масле М-8-В1, где 8 класс вязкости В1 группа.
А- автомобильные масла(не форсирующих, карбюраторных, дизельных
двигателей).
Б- для малофорсирующих.
В- для среднефорсирующих.
В1- (1) – для карбюраторных двигателей
(2) для дизельных двигателей.
Если индукционность не указано, то масло универсально.
Масло группы Т – авиационные, для высокофорсирующих карбюраторных и
дизельных двигателей или тракторно-танковых.
Д- тракторно-танковые , для высокофорсирующих двигателей, работающих в
тяжелых условиях.
Е- для малооборотных дизелей, работающих на тяжелом сернистом топливе.
Класс вязкости может обозначаться через дробь М-6з/10В (при –180С).
По классу вязкости масло соответствует значению вязкости при -180С в
числителе, а в знаменателе указан класс вязкости соответствующий
определенной при 1000С.
SAE - система обозначения американского общества автомобильных
инженеров.
API – американский институт нефти.
|ГОСТ 174791 |SAE |
|3з |5W |
|4з |10W |
|5з |15W |
|6з |20W |
|6 |20 |
|8 |20 |
|10 |30 |
|12 |30 |
|14 |40 |
|16 |40 |
|3з/8 |5W/20 |
|4з/6 |10W/20 |
Основные масла, которые производят в России, производят преимущественно
компаундированием дистиллятных масел.
|А |SB |
|Б |SC/A |
|Б1 |SC |
|Б2 |CA |
|В |SD/CB |
|В1 |SD |
|В2 |CB |
Индустриальные масла.
Индустриальные масла занимают второе место после моторных масел ти
подразделяются на 3 типа:
- легкие;
- средние;
- тяжелые.
Они используются для смазки различных промышленных механизмов.
Легкие масла: кинематической вязкости V50= 3,5-12 мм2/с, используются для
малонагруженных механизмов с большим оборотом вращения.
И-5А, И-8А, И-12А, где 5,8 и 12 кинематическая вязкость.
К значению вязкости предъявляют жесткие требования, текучесть является
определяющей.
Средние масла: V50= 15-55 мм2/с (веретенные, машинные).
Используются для смазки редукторов, станков и различных средненагруженных
механизмов.
Тяжелые масла: V50= более 55 мм2/с/
Используются для смазки высоконагруженных механизмов
Трансмиссионные масла.
Трансмиссионные масла – относятся к группе смазочных масел. Используются
для смазки
высоконагруженных передаточных механизмов трансмиссий с целью снижения
трения.
Трансмиссионные масла выпускают 4-х классов вязкости:
9 кл.=7-10,9
12 кл.=11-13,9
18 кл.
34 кл.
и 5 групп в зависимости от условий применения и наличия присадок. Например,
ТМ-5-9( относится к 5 группе, присутствует комплекс присадок, относится к 9
классу, загущенное).
Турбинные масла.
Турбинные масла – используются для смазки и охлаждения подшипников паровых
и газовых турбин. Т.к. эти масла могут контактировать с водяным паром и
водой, а также с продуктами сгорания топлива, то требования следующие:
- стабильность против окисления при температуре 60-1000С;
- устойчивость к образованию эмульсий;
- устойчивость к пенообразованию.
Эти масла не выпускают без присадок.
ТП-22с - турбинное с пакетом присадок, 22 – значение кинематической
вязкости, с повышенной стабильностью к окислению. Доля присадок для
стабильности очень значительная.
Компрессорные масла.
Компрессорные масла – используют в поршневых и турбокомпрессорах,
предназначенных для сжатия воздуха и других газов. Назначение – смазка
трущихся поверхностей и уплотнение для предотвращения утечек сжижаемого
газа.
Эти масла подразделяются на две группы : для агрессивных сред и
неагрессивных сред.
Маркировка включает показатель вязкости
Кп-8с К – масло компрессорное, 8- вязкость, с- стабилизированное.
К-28.
Каждая марка допускает применение в определенном температурном интервале.
Приборные масла.
Приборные масла применяют для смазки узлов трения в точных приборах и
механизмах. Подразделяются на три группы:
- общего назначения;
- специального назначения;
- часовые масла.
Приборные масла общего назначения выпускаются с вязкостью V50= 6-24 мм2/с и
используется для смазки измерительно-контрольных приборов, для наполнения
амортизаторов и в качестве распределительной жидкости в приборах.
Приборные масла специального назначения V50= 3-50 мм2/с используется для
смазки микро- электродвигателей, шариковых подшипников микромашин, точных
приборов и часов.
Выпускаются для применения в интервале температур от -45 до 1000С.
Часовые масла, для смазки механизма башенных часов выпускаются двух марок:
V50= 400мм2/с;
V50= 25мм2/с.
Специальные масла.
1. Консервационные масла.
Консервационные масла предназначены для консервации внутренних поверхностей
машин и механизмов, т.е. для защиты металлических поверхностей от
атмосферной коррозии. Используются на заводах изготовителях. В эти масла
вводят ингибиторы коррозии. В маркировке указан класс вязкости : К-17.
Эти масла должны обеспечивать защиту не менее 5 лет.
2. Электроизоляционные масла.
Электроизоляционные масла – к ним относятся: трансформаторные,
конденсаторные, кабельные, для выключателей.
Основные требования: устойчивость к окислению, низкая электропроводность,
высокая электрическая прочность, устойчивость в электрическом поле, хорошие
вязкостно-температурные свойства.
Эти масла перед использованием подвергаются глубокой термовакуумной
обработке. Концентрация воздуха в масле, должна быть не более 0,1%(Св ?
0,1%), концентрация воды не более 0,001%.
Эти масла изготовляются из нефтепарафинового основания с низким
содержанием серы.
3. Гидравлические масла.
Гидравлические масла служат несжимаемой жидкостной средой(или рабочей
жидкостью) для передачи энергии в гидравлической системе. От одного узла к
другому и превращении этой энергии в полезную работу. Вязкость является
одной из основной характеристикой.
Обязательные условия: высокая антиокислительная способность,
антикоррозионные свойства, устойчивость к пенообразованию.
Обозначение масел включает в себя назначение, кинетической вязкости при
400С = 15 мм2/с, буквенные обозначения группы: А, Б, В.
МГ-15Б.
Группа А – работа при давлении до 15 МПа и температуры до 800С, для
малонагруженных гидравлических систем.
Б - для средненагруженных гидравлических систем с давлением до 25 МПа и
температурой до 800С.
В - для высоконагруженных гидравлических систем с давлением более 25 МПа и
температурой более 800С.
4. Технологические масла.
Технологические масла – представляют собой специфическую группу масел,
т.к. используются при производстве различных материалов и продукции в
качестве сырьевых компонентов и добавок. Кроме того, могут использоваться
в качестве абсорбента.
Технологические масла применяют для резинотехнических изделий, для
текстильной промышленности(для замасливания хлопка), для производства
синтетических волокон, а также используются в качестве классификаторов, в
качестве теплоносителей, для производства присадок.
Технологические масла изготавливают из мало- и средневязких дистиллятов.
Эти масла подвергаются гидроочистке и после этого используются в качестве
стандартных у/в сред, при определении свойств резинотехнических изделий.
АМТ-300 (масло теплоноситель – это ароматизированное масло, его производят
из экстракционного раствора, полученного при очистке прямогонной
масляной фракции.
5. Вакуумные масла.
Большая доля приходится на минеральные и синтетические масла. Подвергаются
глубокой очистке и проходят I-II ступени тонкой вакуумной дистилляции,
удаляют воздух и влагу.
Выпускают различных классов вязкости, предназначенных для различных типов
вакуумных насосов. К ним предъявляются жесткие требования по
антиокислительным и антикоррозионным свойствам, и они должны иметь хорошую
вязкостно-температурные характеристики. Индекс вязкости не менее 95.
6. Медицинские парфюмерные масла.
Это глубоко деароматизированные( т.е. ароматика отсутствует) химически
инертные нефтепродукты, не имеющих цвета, запаха и вкуса. Это так
называемые – белые масла белого или светло-желтого цвета. При получении
осуществлена глубокая гидроочистка при высоких давлениях. Применяются в
фармацевтической, пищевой и косметической промышленности.
Контролируются по плотности, содержанием воды, кислот, щелочей на полное
отсутствие.
7. Пластичные смазки и синтетические масла.
Пластичные смазки отличаются от нефтяных масел наличием твердого
загустителя, образующего структурный каркас, т.е. пластичные масла сочетают
свойства твердого тела и жидкости. При отсутствии нагрузок пластичные
смазки ведут себя как твердые тела, но при воздействии даже малых нагрузок,
структурный каркас разрушается и смазки приобретают вязко-текучее
состояние. После прекращения воздействия нагрузок структурный каркас
восстанавливается, и смазки приобретают первоначальные свойства. Это
явления называют тиксотропия (не характерной для масел).
По составу пластичные смазки включают три основные составляющие:
- дисперсионная среда;
- дисперсная фаза(т.е. твердый загуститель)- 10-13%;
- всевозможные добавки от 1 до 15%, они представляют собой присадки,
наполнители, модификаторы структуры. Выбор и количество этих добавок
выбираются по назначению смазок.
Дисперсионная среда представляет собой нефтяные или синтетические масла.
Чаще всего из нефтяных масел используют индустриальные масла с V50= 40-60
мм2/с(легкие и средние дистилляты).
При использовании синтетических масел получают смазки, имеющие высокие
индексы вязкости - более 140.
Дисперсная фаза, которую образует твердый загуститель, преимущественно
образуется при введении в состав масел солей жирных высокомолекулярных
кислот (или их называют металлические мыла). Могут также использоваться
неорганические добавки (на основе силигагеля). Также могут использоваться
органические загустители (кристаллические полимеры).
Добавки – антиокислительные присадки, антифрикционные.
Наполнители и модификаторы это структуры – твердые дисперсные(дисперсность
– это характеристика размера частиц(степени раздробленности)) вещества,
практически нерастворимые в дисперсной среде (в масляной основе), образуют
самостоятельную основу. Это преимущественно слоистые материалы: графит,
сульфид молибдена MoS2.
Пластичных смазок производится 45-50 тыс. тонн. Из них 8% приходится на
антифрикционные, 14% на консервационные смазки, 2% уплотнительные.
Основные свойства пластичных смазок.
Наиболее важное значение, придают их реологическим свойствам (объемно-
механические).
1. Предел прочности на сдвиг, определяет способность смазок удерживаться
на поверхностях трения. Этот показатель должен быть не менее 100-200
Па при максимальной температуре использования.
2. Вязкость влияет на пусковые характеристики механизмов и на потери
энергии при работе различных узлов трения. Принято определять
динамическую вязкость при минимальной температуре.
3. Механическая стабильность пластической смазки могут в процессе
деформирования изменять свои реологические свойства.
4. Термоупрочнение - это характеристика только пластичных смазок,
связанная с тем, что при изменении температуры все показатели
меняются. Для некоторых смазок после термообработки, повышается предел
прочности на сдвиг. ( на сажевых, на основе солей синтетических
жирных кислот).
5. Испаряемость дисперсной среды смазки. Этот показатель характеризует
срок службы смазки. При производстве вакуумных смазок – отдают
предпочтение синтетическим маслам.
6. Химическая стабильность – используется при температуре 1000С. Только
для смазок на основе нефтяных масел.
Пластические смазки подразделяются по типу загустителя на:
1. Мыльные;
2. Немыльные;
3. Углеводородные;
4. Полужидкие.
Мыльные смазки называют в зависимости от металла( литиевые, натриевые,
кальциевые, алюминиевые, комплексные смазки).
Литиевые смазки позволяют расширить температурные пределы использования
смазок.
В России доля литиевых смазок 23%, в США 60%.
Литол-24 – эта смазка позволяет использовать её в широком температурном
интервале от –40 до +1300С.
Солидол – предел использования 60-700С.
Термостойкие смазки ВНИИНП-207, ВНИИНП-210, униол-1. Температурный предел
до 2500С, удовлетворит антифрикционные свойства.
Немыльные смазки на неорганических загустителях (силикагель, сажа,
бентонит). Доля производства 0,02% или около 10 тонн в год. Обладает
повышенной химической устойчивостью к воздействию агрессивных сред.
На органических загустителях – полиуретановые – готовят на основе
полимеров.
Углеводородные смазки( в России производят 3 тыс. тонн в год) готовят на
основе у/в смесей.
Полужидкие смазки – используют для герметизации малых зазоров в механизмах.
(150 наименований, использование до 1500С).
Основа для производства синтетических масел:
O O-R’
R-C + R’OH > R-C
OH OH
|
