 |
Определение диспергирующе - стабилизирующей
|
|
|
|
Лабораторная работа № 1.
"Определение плотности нефтепродуктов".
Цель работы: Теоретическое и практическое ознакомление с методами определения плотности нефтепродуктов.
Задание: Определить плотность судового смазочного масла нефтеденсиметром и сравнить полученный результат с рекомендуемым значением плотности данного масла.
Предмет
деятельности: Смазочные масла различных марок, используемые
в судовой практике. Изучение методов определения плотности судовых масел.
Средства
деятельности: Судовая лаборатория СКЛАМТ-1 - комплект
нефтеденсиметров (ареометров), термометр,
цилиндр емкостью 100 мл.
Теоретические основы
Плотностью вещества называется его масса, заключенная в единице объема.
Плотность характеризует идентичность, чистоту и концентрацию вещества, а в сочетании с другими физико-химическими показателями - свойство и качество нефтепродуктов.
Различают абсолютную и относительную плотность. Абсолютная плотность характеризуется содержанием массы вещества в единице объема и выражается в г/см3 (в единицах СГС) и в кг/м3 (в единицах СИ):
р = m/V,
где р - плотность вещества; m- масса вещества; V – объем вещества.
Величина плотности зависит от температуры, при которой она
определена, поэтому при обозначении плотности обязательно
указывают температуру ее определения /р1 /.
Относительная плотность представляет собой отношение плотности рассматриваемого нефтепродукта к плотности чистой воды при 4°С, принятой за единицу, и является безмерной величиной.
|
|
|
Плотность нефтепродуктов определяют, как правило, при 20°С и относят к плотности воды при 4° С; обозначают р20, где верхняя цифра показывает температуру нефтепродукта, нижняя -температуру воды. Для случая, когда плотность измерена при некоторой температуре t, не равной 20°С, пересчет ведется по формуле:
Pt =P420+α · (t-20)
где р1 - плотность вещества при температуре испытания;
α - поправочный коэффициент, показывающий величину изменения плотности при изменении температуры на 1°С;
t: - температура испытания /0°С< t < 50°С/.
При смешивании двух нефтепродуктов различной плотности,
плотность смеси определяют из выражения:
Р = (p1v1 + р2v2) / V
где р1 и р2 - плотности смешиваемых нефтепродуктов;
v1 и v2 - объемы нефтепродуктов; V -объем смеси.
За рубежом в паспортах на топливо указывается удельный вес d15, который определяется аналогично плотности, но при температуре нефтепродукта и воды 60°F (15,6°С).
В судовой практике величина плотности используется при бункеровке топлива, при определении запасов топлива на судах и измерении его расхода по формуле:
m= v· p
где m - масса топлива;
v - Объем судовых цистерн, см3;
р - плотность нефтепродуктов, г/см3.
Плотность топлива в значительной степени влияет на работу топливоподающей системы и на развитие процессов сгорания впрыскиваемого топлива.
Значения плотности (г/см3) колеблются в пределах:
для дизельного топлива - 0,831 - 0,863
для моторного топлива - 0,892 - 0,932
для мазута - 0,910 - 0,990
При обводнении тяжелого топлива с плотностью, близкой к 1, возможно образование стойких водотопливных эмульсий, при этом снижается эффективность работы сепаратора, происходят коррозионные разрушения и срывы в работе топливной аппаратуры дизеля. Поэтому не рекомендуется превышение плотности свыше 0,970 г/см3.
|
|
|
Рекомендуемая литература
1. Большаков В.Ф., Гинзбург Л.Г. Подготовка топлив и масел в судовых дизельных установках - Л.: Судостроение, 1978.
2. Большаков В.Ф., Гинзбург Л.Г. Применение топлива и масел в судовых дизелях. - М.: Транспорт, 1976.
3. Гулин Е.Н., Сомов В.А., Справочник по горючесмазочным
материалам в судовой технике. - Л.: Судостроение, 1981.
4. Анализ физико-химических показателей качества
нефтепродуктов для судовых энергетических установок.
Методические рекомендации.-М.: в/о "Мортехинформреклама",
1988.-52 с.
5. Троеглазова Н.Л., Марков СВ. Судовые масла. - Новороссийск.: НГМА, 2002.
Контрольные вопросы
1. Как влияет фракционный состав нефтепродуктов на величину
плотности?
2. На какие эксплуатационные свойства топлива оказывает влияние
плотность топлива?
3. Каким образом плотность топлива зависит от температуры и
давления в системе? (При Р = соnst, при Т = соnst).
4. Почему плотность высоковязкого топлива не должна превышать
предельного значения 0,970 г/см3?
5. Как связаны показатели вязкости, коксуемости, содержания
асфальто-смолистых веществ с плотностью топлива?
Выполнение задания
Плотность нефтепродуктов определяется двумя способами: денсиметром (ареометром) и пикнометром. Наиболее точный из этих методов - пикнометрический, так как плотность этим методом
определяют взвешивание на аналитических весах с точностью до
0,0002 г. Наиболее простым и удобным является метод определения
плотности денсиметром. Однако, денсиметр непригоден для замера
плотности легколетучих веществ. Для этой цели пригоден пикнометр.
Сущность определения плотности денсиметром заключается в точном установлении глубины погружения денсиметра в жидкость
по шкале. (Чем глубже погружение денсиметра, тем меньше
плотность жидкости.)
Денсиметр представляет собой полую стеклянную трубку, расширяющуюся к низу и имеющую на конце стеклянный шарик, в котором находится балласт, заставляющий денсиметр плавать вертикально. В верхней узкой части денсиметра имеется шкала плотности. Многие денсиметры снабжены термометрами. При отсутствии термометра, для замера температуры жидкости используют дополнительный термометр.
|
|
|
Для определения плотности различных нефтепродуктов
используют денсиметры со следующими пределами шкал (г/см3):
для бензинов - 0,690 - 0,750
для дизельного топлива - 0,750 - 0,830
для масел -0,830-0,910
1.Проведение эксперимента
Анализируемую пробу судового масла выдерживать при
температуре окружающей среды. Отличие температуры
допускается не более ±5°С. Температуру исследуемого масла
измерить термометром. При достижении указанных температурных пределов масло в количестве 100 мл налить в сухой цилиндр.
Придерживая за верхний конец, денсиметр медленно погрузить в
цилиндр. После установления и прекращения колебаний
денсиметра произвести отсчет по верхнему краю мениска. При отсчете, глаз должен находиться на уровне мениска. Отсчет,
произведенный по шкале денсиметра, показывает плотность масла
при температуре измерения; очистив от остатков масла о стенки
цилиндра, денсиметр протирают ветошью и вставляют в гнездо пенала.
Обработка результатов
Полученное значение плотности судового масла сравнить с нормируемым значением плотности для данного масла. С этой целью плотность исследуемого масла приводят к стандартной температуре (например, стандартные температуры для серий
судовых смазочных масел отечественного и зарубежного
производства составляют, соответственно, 20°С и 15,6°С) по
формуле:
Рt = Рtэкс + α(tЭКС - t) (1),
где t - температура, к которой приводится плотность нефтепродукта,°С;
tэкс - температура определения плотности нефтепродукта, °С; рt, рэкс - плотности нефтепродукта при соответствующих
температурах t и t экс , г/см3
α- коэффициент температурной поправки (определяется по
табл. 1 приложения);
|
|
|
Пример: Плотность масла Т-46 при температуре 25°С р25 = 0,961 г/см3.
Определить плотность указанного нефтепродукта при стандартной температуре t= 20°С.
По таблице 1 находят коэффициент температурной поправки плотности на 1°С (α). Для плотности 0,961 г/см3 составляет 0,0006 г/(см3.°С). Подставляя данные в формулу (1), получают:
р20 = 0,961 + 0,0006. (25 - 20) = 0,964 г/см3
З.Вывод
Сделать вывод о соответствии полученного значения плотности
с рекомендуемым значением плотности для данного масла,
объяснить причины, обуславливающие характер изменения
плотности масла, и их влияние на работу судовых энергетических
установок.
Лабораторная работа № 2
"Определение вязкости".
Цель работы: Теоретическое и практическое ознакомление с
методами определения вязкости
нефтепродуктов и способами ее выражения.
Задание: Определить кинематическую или условную вязкости судового смазочного масла при температурах 50 и 100°С и сравнить полученный результат с рекомендуемым значением кинематической или условной вязкости данного масла.
Предмет
Деятельности: Смазочные масла различных марок, используемые в судовой практике. Изучение метода определения кинематической вязкости судовых масел индикатором вязкости
Средства
Деятельности: Судовая лаборатория СКЛАМТ-1 - индикатор вязкости, термометр, цилиндр емкостью 100 мл., секундомер, номограммы.
Теоретические основы.
Физико-химические характеристики масел
Для определения свойств масла и его пригодности к работе определяются такие важнейшие физико-химические характеристики масла как вязкость, термоокислительная стабильность, содержание воды и механических примесей, температуры вспышки и застывания, а также - некоторые другие.
Потерю эксплуатационных качеств масла оценивают следующими браковочными показателями:
-наличие в масле водорастворимых кислот;
-изменение вязкости на + 20% от нормы;
-понижение температуры вспышки на 20% от нормы;
-содержание в масле механических примесей 3-4%, если их содержание не уменьшается после сепарации;
-содержание в масле более 0,5% воды, которое не снижается после сепарации.
В зарубежной практике используются такие браковочные показатели, как содержание воды (до 0.5%), содержание топлива (до 0.5%), щелочность - TBN, содержание нерастворимых в бензине примесей - НРБ (до 4%), диспергирующие свойства - по шкале SHELL, т.е. контролируются фактически два основных процесса при старении: загрязнение масла и срабатывание присадок.
|
|
|
Вязкость (Viscosity) масла является одним из важнейших показателей его качества. От ее величины зависит надежность работы двигателя, износ его деталей, легкость запуска двигателя, прокачиваемость масла по системе смазки и т.д.
При перемещении одного слоя жидкости относительно другого, возникает сопротивление, которое является следствием внутреннего трения между отдельными молекулами жидкости. Это внутреннее сопротивление, или трение, и есть вязкость. Вязкость зависит от химического состава нефтепродуктов и внешних воздействий -температуры, давления и начальной скорости.
Различают вязкость динамическую, кинематическую, условную.
Динамическая (абсолютная) вязкость может быть выражена численно, как сила сопротивления, оказываемая жидкостью при перемещении одного ее слоя относительно другого со скоростью 1м/с при площади каждого слоя 1м и расстоянии между ними 1 м под действием приложенной силы. В системе СИ динамическая вязкость измеряется в Паскаль-секундах: 1 Пас=1Нс/м2. В системе СGS единицей вязкости является Пуаз: 1 Пас=1динс/см2. Связь между этими единицами: 1П = 0,1 Пас.
Определение абсолютной вязкости в лабораторной практике затруднено, поэтому определяют кинематическую вязкость V (Cinematic Viscosity) с помощью вискозиметров различных типов.
В системе СИ v выражается в м /с, в системе СGS - в стоксах (1Ст=1см2/с) или в сантистоксах (1сСт=0.01Ст).
В технических нормах на нефтепродукты кинематическая вязкость выражается в сСт при температурах определения 40,50 или 100°С.
Условной вязкостью называется отношение времени истечения из вискозиметра типа ВУ 200 см3 нефтепродуктов при 20 или 50°С к времени истечения такого же объема дистиллированной воды при 20°С.Условная вязкость выражается в градусах условной вязкости °ВУ.
За рубежом условная вязкость выражается в градусах Энглера (Е°) по вискозиметру Энглера (Германия), в секундах Сейболта (8) на вискозиметре Сейболта (США), в секундах Редвуда (R-№1 или R-№2, Англия). Показатели вязкости относятся к температуре по шкале Фаренгейта.
Большое значение имеет характер изменения вязкости в зависимости от температуры.
Смазочные материалы должны обладать стабильностью вязкости в пределах рабочего диапазона температур, т.е. высокими вязкостно-температурными качествами, которые количественно оцениваются условными величинами: индексом вязкости (Viscosity Indех)- за рубежом, а в отечественной практике - температурным коэффициентом вязкости. Чем выше значение индекса вязкости (ИВ) и ниже значение температурного коэффициента вязкости, тем выше вязкостно-температурная характеристика масла, и тем более пологой будет выглядеть на графике кривая зависимости вязкости от температуры:
| |||||
5 15 25 35 45 55
Температура, °С
Температурный коэффициент вязкости определяют по формулам:
-для маловязких масел и масел средней вязкости -ТКВ(О-100) =(v0-v100)/v50; -для высоковязких масел -ТКВ(О-1ОО)=1.25(v20-v100)\v50, где: v0, v20, v50, v100 - кинематическая вязкость масла, сСТ при температурах 0, 20, 50, 100°С соответственно.
Индекс вязкости показывает степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры по сравнению со степенью изменения вязкости двух эталонных масел, имеющих ИВ=0 и ИВ=100. Эталонное масло с ИВ=0 имеет очень крутую температурную кривую вязкости, масло с ИВ=100 - пологую. Сопоставляя температурные кривые вязкости испытываемого масла и эталонных, оценивают его индекс вязкости. При этом, испытываемое и эталонные масла при температуре 98.9°С должны иметь одинаковую вязкость.
Показатель ИВ введен Дином и Дэвисом. Определить ИВ можно по формуле:
ИВ=100(И/ LH),
где: L - вязкость низкокачественного масла из асфальто-смолистой нефти при температуре 37.8°С (100°F), ИВ которой принят равным нулю; Н- вязкость высококачественного масла из парафинистой нефти с ИВ=100; И- вязкость испытываемого масла.
Наиболее пологую зависимость вязкости от температуры имеют нормальные алканы, ИВ которых превышает 200. У алканов с разветвленной цепью ИВ ниже. ИВ алкилзамещенных бензола, циклогексана, нафталина растет пропорционально числу углеродных атомов в молекуле. Циклоалканы имеют лучшие вязкостно-температурные свойства, чем арены. Таким образом, что бы получить масло с высокими вязкостно-
температурными свойствами, необходимо максимально удалить из
масляных фракций смолисто-нафтеновые вещества, полициклические арены с короткими боковыми цепями. В масле должны быть полностью сохранены алкилзамещенные циклоалканы, арены с большим числом углеродных атомов в боковой цепи. Для улучшения вязкостно-температурных свойств масел к ним
добавляют вязкостные присадки, которые при введении в масло в
количестве 0.5-2% повышают вязкость масла при высоких темпе-
ратурах, не изменяя ее при низких. ИВ отечественных моторных масел составляет 60-90, а масел свведенными вязкостными присадками- 100-120. Вязкость масла зависит не только от температуры, но и от давления. При увеличении давления свыше 50 кг/см2 вязкость масла существенно возрастает. При подборе масла определенной вязкости учитываются особенности конструкции и эксплуатации двигателя. Так, при работе двигателя в условиях частых остановок и на переменных режимах, ИВ масла должен быть доведен до 140-150, что выполняется путем подбора основы масла и введения загущающих присадок. От вязкости масла зависят потери мощности на трение. Высокая вязкость масла затрудняет запуск двигателя. Вязкость также влияет на расход масла, который при прочих равных условиях уменьшается с увеличением вязкости. Для тихоходных дизелей оптимальной считается вязкость циркуляционного
масла, равная 45-70 сСт при 50°С, для среднеоборотных -50-80 сСт.
Для цилиндровых масел(по данным ЦНИИМФа) вязкость должна
составлять 16-20 сСт при 100°С. В процессе эксплуатации вязкостно-температурные свойства масел изменяются. Вязкость увеличивается за счет процессов окисления, полимеризации и поликонденсации углеводородов масла, накопления механических примесей, испарения легколетучих масляных фракций, попадания в систему смазки тяжелых топлив. Увеличение вязкости и общее загрязнение масляной системы снижают вязкостно-температурную характеристику масла и, в итоге, могут вызвать износ трущихся поверхностей и возникновение задиров.
Отклонение в значениях вязкости на 20-35% в большую или
меньшую сторону от нормированного значения является основанием для замены масла в циркуляционной системе смазки двигателя.
Рекомендуемая литература
1. Гулин Е.Н., Сомов В.А., Чечот И.М., Справочник по горюче
смазочным материалам в судовой технике. - Л.: Транспорт, 1981.
2. Анализ физико - химических показателей качества нефтепродуктов
для судовых энергетических установок. Методические
рекомендации. - М.: в/о "Мортехинформреклама", 1988. - 52 с.
3. Возницкий И.В., Михеев Е.Т., Чернявская Н.Г. Судовые двигатели;внутреннего сгорания. - М.: Транспорт, 1979.
4. Троеглазова Н.Л., Марков СВ. Судовые масла. - Новороссийск.:
НГМА, 2002.
Контрольные вопросы
1. Назовите единицы измерения вязкости в нашей стране и за рубежом.
2. Каковы факторы, определяющие вязкостные свойства топлива?
3. Какое влияние на работу двигателя оказывает низкая вязкость
топлива, как устранить это воздействие?
4. Какое влияние на работу двигателя оказывает высокая вязкость
нефтепродукта, каковы основные способы устранения этого
воздействия?
5. Каковы пути регулирования вязкости тяжелых марок топлив в
эксплуатационной практике?
6. Каково функциональное назначение смазочных материалов в
системе СЭУ?
7. Как классифицируются судовые масла по назначению? По
химическому составу?
8. Как отражается показатель вязкости в отечественной и зарубежной
классификации масел?
9. Как влияет углеводородный состав масел на их вязкостно-
температурные свойства?
10. Как влияет углеводородный состав масел на их эксплуатационные
свойства? 11.Как количественно оцениваются вязкостно-температурные
свойства масел?
12.Каковы причины увеличения вязкости работающего масла? 13.Каковы причины возможного уменьшения вязкостной характеристики работающего масла?
Выполнение задания
Метод определения кинематической вязкости судовых масел основан на зависимости времени истечения масла от температуры.
Определение допускается проводить при крене не более 15°.
1. Проведение эксперимента
Анализируемую пробу судового масла выдержать при
температуре окружающей среды.
Отверстие индикатора вязкости закрыть штырем и заполнить используемым маслом до края индикатора вязкости. Измерить температуру исследуемого масла. Под отверстие индикатора вязкости подставить мерный цилиндр, выдернуть штырь и одновременно включить секундомер. Когда масло заполнит цилиндр до отметки 100 мл., выключить секундомер, закрыть отверстие индикатора вязкости штырем и произвести отсчет в секундах.
Обработка результатов
По прилагаемым номограммам, находящимся на верхней полке
лаборатории, для исследуемой марки масла (или
взаимозаменяемой) определить вязкость в сантистоксах (сСт) при 50°С или 100°С. Для перевода кинематической вязкости, выраженной в сСт, в другие единицы вязкости используется табл.3 (приложение).
Пример: Время истечения из индикатора вязкости 100 мл. турбинного масла Т-46 при температуре 25°С равно 46 с. Данные номограммы кинематической вязкости масла Т-46 при температуре 50°С соответствуют кинематической вязкости= 51,2 сСт.
Вывод
Сделать вывод о сооветствии полученного значения кинематической или условной вязкости с рекомендованным значением кинематической или условной вязкости для данного масла. Объяснить причины несоответствия и сделать заключение о возможности дальнейшего применения его в эксплуатации судовых энергетических установок.
Лабораторная работа № 3
"О пределение содержания воды в нефтепродуктах"
Цель работы: Теоретическое и практическое ознакомление с методом определения содержания воды в нефтепродуктах.
Задание: Определить содержание воды в судовом смазочном масле и сравнить полученный результат с допустимым значением содержания воды в данном масле.
Предмет
Деятельности: Смазочные масла различных марок, используемые в судовой практике. Изучение метода определения содержания воды в судовых маслах.
Средства
Деятельности: Судовая лаборатория СКЛАМТ-1 - пробирка, термометр, ампула с гидридом кальция, номограмма.
Теоретические основы
Допустимое содержание воды в масле определяется ГОСТом и является браковочным показателем.
Обводнение нефтепродуктов отрицательно сказывается на его показателях качества, так как при этом усиливается коррозионный эффект от воздействия содержащихся в нефтепродукте кислот и солей;
- катализируются процессы окисления углеводородов;
- увеличивается количество осаждений в системе, что создает
дополнительное гидравлическое сопротивление;
- создаются условия для выщелачивания присадок, которые
теряют при этом диспергирующие свойства;
- ухудшаются смазывающие свойства масла;
- незначительные количества воды, в масле приводят к
пенообразованию в картере;
- мельчайшие частицы воды в топливе при низких температурах
образуют кристаллы льда, забивающие фильтры и калиброванные
отверстия форсунок, нарушая этим подачу топлива;
- понижается теплота сгорания топлива, ухудшается процесс сгорания топлива и т.д.
Источниками попадания воды в масло могут служить нарушения правил его хранения и транспортировки, наличие течи из системы охлаждения дизеля, остановка и охлаждение дизеля
(конденсация паров), повышенная влажность воздуха, химические
реакции при окислении и поликонденсации углеводородов в масле.
Основным способом снижения количества воды в
нефтепродуктах является сепарация или использование фильтров со специальными влагопоглощающими материалами. Масла обезвоживают ся сепарацией (в режиме пурификации) с предварительным подогревом до 70-80°С. Для повышения эмульсий "вода в нефтепродукте" используются присадки- деэмульгаторы.
Рекомендуемая литература
1. Анализ физико - химических показателей качества
нефтепродуктов для судовых энергетических установок.
Методические рекомендации. - М.: в/о
"Мортехинформреклама", 1988. - 52 с. 2. Троеглазова Н.Л., Марков СВ. Судовые масла. - Новороссийск.: НГМА, 2002
Контрольные вопросы
1. Чем обусловлено наличие воды в нефтепродуктах?
2. Каковы причины образования водотопливных эмульсий?
3. Как влияет наличие воды на процесс сгорания
нефтепродуктов?
4. Как влияет обводнение высоковязкого топлива на работу топливной аппаратуры и состояние поверхностей деталей ЦПГ?
5. Каково назначение присадок- деэмульгаторов к топливам и
маслам?
6. Как влияет вода на качество масла?
7. Каковы существующие способы обезвоживания топлив и
масел в судовых условиях?
Выполнение задания
Метод определения содержания воды в нефтепродуктах основан на измерении подъема температуры при взаимодействии гидрида кальция с водой, содержащейся в используемом нефтепродукте:
СаН2 + 2Н2О = Са(ОН)2-2H2↑ + Q
1. Проведение эксперимента
В сухую чистую пробирку налить 10 мл. перемешанной пробы исследуемого судового масла, опустить в пробирку с пробой масла термометр и поместить ее в гнездо пенопластового футляра. Выдержать масло в течении 1-2 минут, измерить начальную температуру используемого продукта (t10).
Не вынимая термометра, в пробирку осторожно всыпать из ампулы гидрид кальция СаН2. Перемешивая масло с гидридом кальция при помощи термометра в течение 10-20 минут, наблюдают за повышением температуры. Отметить максимальное показание термометра, которое соответствует конечной температуре пробы (t20)
Подъем температуры, не превышающий 0,5°С после
прибавления гидрида кальция к испытуемой пробе, и отсутствие
выделения пузырьков газа свидетельствуют о практическом
отсутствии воды в исследуемом масле.
2. Обработка результатов
По полученной разности температур ∆t0=t20-t10, по
номограмме, которая находится на верхней панели лаборатории,
определить содержание воды в исследуемом масле в процентах.
Пример: Начальная температура турбинного масла Т-46 равна
t10=25°С, конечная температура t20=30°С, разность температур: ∆to= t20_ t10= 5°С; по номограмме содержание воды в исследуемом масле равно 4%.
Вывод
Сделать вывод о соответствии полученного значения содержания воды в исследуемом судовом масле с допустимым значением содержания воды, определяемом ГОСТом для данного масла. Объяснить причины несоответствия и сделать заключение о возможности дальнейшего применения его в эксплуатации судовых энергетических установок.
Лабораторная работа № 4
"Определение содержания механических примесей в нефтепродуктах"
"Определение диспергирующе- стабилизирующей способности
нефтепродуктов"
Цель работы: Теоретическое и практическое ознакомление с
методами определения содержания механических примесей в нефтепродуктах и диспергирующе - стабилизирующей способности нефтепродуктов.
Задание: Определить содержание механических
примесей в судовом смазочном масле и
сравнить полученный результат с допустимым
значением содержания механических примесей
в данном масле
Определить диспергирующе -
стабилизирующую способность масла -
методом бумажной хроматографии.
Предмет
Деятельности: Смазочные масла различных марок,
используемые в судовой практике. Изучение методов определения содержания механических примесей в судовых маслах и диспергирующе - стабилизирующей способности судовых масел.
Средства
Деятельности: Судовая лаборатория СКЛАМТ-1 - проволочка диаметром 1 мм, фильтровальная бумага, зажим, эталонная шкала пятен.
Теоретические основы
Содержание механических примесей является важнейшим показателем масел, отражающим процесс его старения. Этот показатель относится к числу браковочных показателей и оказывает большое влияние на эксплуатационные свойства масла, которые резко ухудшаются при попадании в масло нерастворимых механических примесей:
- повышается вязкость и плотность масла;
- увеличивается склонность к окислительным превращениям;
- повышается гигроскопичность масла;
- ухудшается смазывающая способность трущихся деталей,
вызываются задиры и заклинивание движущихся деталей;
- увеличивается коррозионный износ металлических поверхностей.
Причинам появления нерастворимых соединений в
работающих маслах являются: попадание пыли и влаги из
окружающей среды; коррозия внутренних поверхностей средств
хранения и транспортировки; накопление продуктов окисления и
термоокислительных превращений при хранении, транспортировке
и применении; попадания топлива и продуктов его полного
сгорания; различного рода технологические и производственные
загрязнения.
Основными компонентами, из которых образуются загрязнения, являются нерастворимые высокомолекулярные органические соединения (смолы, асфальтены, карбены, карбоиды), вода и минеральные вещества (например, в продуктах износа и в составе минеральных соединений, попадающих в масло, находятся различные элементы: Fе, Са, А1, Мg, Сu, Мn, Ni, Zn, S, Cr, и др.)
Механические примеси удаляются путем сепарирования масла в
центробежных сепараторах.
На эксплуатационных свойствах масел отрицательно сказывается и размерность частиц твердых примесей. Нерастворимые вещества вначале накапливаются в масле, находясь во взвешенном состоянии. При увеличении их размеров и концентрации они выпадают в осадок и способствуют нагарообразованию (способность масла удерживать большее или меньшее количество нерастворимых веществ во взвешенном состоянии называют диспергирующей способностью).
При высоких диспергирующих свойствах масла на деталях и в
поддоне картера отлагается меньше осадков, эффективнее
становится процесс фильтрации, благодаря которому масло может
очищаться также и от механических примесей. Для предотвращения
возможных процессов укрупнения и осаждения механических
примесей в масла вводят диспергирующие присадки, сообщающие
маслу способность поддерживать нерастворимые примеси в мелкодисперсном состоянии. Но чрезмерно высокие диспергирующие свойства нежелательны, так как при очень малых размерах частиц снижается эффективность работы фильтров - сепараторов.
Рекомендуемая литература
1. Гулин Е.Н., Сомов В.А., Справочник по горюче- смазочным
материалам в судовой технике. - Л.: Транспорт, 1981.
2. Анализ физико-химических показателей качества
нефтепродуктов для судовых энергетических установок.
Методические рекомендации.-М.: в/о"Мортехинформреклама",
1988.-52 с.
3. Троеглазова Н.Л., Марков СВ. Судовые масла. - Новороссийск.:
НГМА, 2002.
Контрольные вопросы
1. Каков состав механических примесей в работающих маслах?
2. Что называется процессом старения масел?
3. Каким образом отражает процесс старения масла содержание в
нем механических примесей?
4. Каковы причины появления механических примесей в
работающих маслах?
5. Как влияют механические примеси на эксплуатационные
свойства масел?
6. Что называется диспергирующей способностью масла?
7. Как влияет дисперсность частиц механических примесей на эксплуатационные свойства масел?
Определение содержания механических примесей Выполнение задания
Содержание механических примесей в маслах в судовых условиях оценивают визуально, используя метод хроматографии на бумаге (рекомендуют фильтровальную бумагу марок "красная" или "белая" лента). Оценку качества продукта дают по состоянию масляного пятна на основании систематического сравнения полученных результатов с данными предыдущих анализов.
1. Проведение эксперимента
Исследуемый продукт тщательно перемешать в течение 5 минут. В пробу масла опустить проволочку диаметром 1 мм на уровень метки на ней. Дать первым каплям стечь, а 6-7-ю нанести на фильтровальную бумагу, закрепленную в зажиме. Фильтр выдержать на воздухе при комнатной температуре до тех пор, пока масло полностью не впитается. После полного впитывания масла количество оценивают содержанием механических примесей по эталонной шкале пятен (рис. 1,2).
2. Обработка результатов
Если интенсивность окраски полученного пятна совпадает с интенсивностью окраски какого - либо пятна шкалы образцов, то содержание механических примесей в испытуемой пробе масла принимается равным содержанию механических примесей, указанных на шкале.
Если интенсивность окраски полученного пятна не дает точного совпадения с интенсивностью окраски одного из пятен шкалы образцов, то выбрать два пятна, интенсивность окраски которых слабее и сильнее пятна испытуемого масла, и методом линейной экстраполяции оценить содержание механических примесей в испытуемой пробе масла.
|
|
Шкала образцов пятен с интервалами содержания механических примесей 0,5 % позволяет определить содержание механических примесей в работающем масле с абсолютной ошибкой, не превышающей ±0,25 % Следует иметь в виду, что при содержании в работающем масле механических примесей около 1,5 % получается плотное пятно, по размеру примерно равное нанесенной капле абсолютно черного цвета, без какого - либо ореола. При дальнейшем увеличении содержания механических примесей характер пятна практически не изменяется. Это обстоятельство требует в условиях эксплуатации систематического оперативного контроля за содержанием механических примесей в работающем масле, начиная от заполнения масляной системы двигателя свежим маслом.
Наличие яр
|
|
|
