Главная » 2012 » Февраль » 14 » Смазочные нефтяные масла. Ассортимент, физико-химические свойства и области применения.
19:18
Смазочные нефтяные масла. Ассортимент, физико-химические свойства и области применения.
Смазочные нефтяные масла Для смазки оборудования промышленных предприятий большое применение имеют минеральные масла, вырабатываемые из эмбинских, бакинских, балаханских, туймазинских и сураханских нефтей. Сорта и марки масел отличаются друг от друга своими физико-химическими свойствами. Ниже приведены важнейшие свойства масел, определяющие их выбор и применение. Масла, как и всякая жидкость, состоят из частиц-молекул, связанных между собой внутренними силами, которые оказывают со-противление внешним силам, стремящимся переместить их друг относительно друга. Вязкость и отражает эту способность масел сопротивляться сдвигу. Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную. Динамическая вязкость, или коэффициент внутреннего трения, выражает собой силу, затрачиваемую на перемещение верхнего слоя жидкости относительно нижнего со скоростью 1 см/сек, при площади каждого слоя 1 см2 и расстоянии между ними 1 см. Указанная сила измеряется в динах (дин). За единицу динамической вязкости принимается пуаз (пз), имеющий размерность дин. сек/см2. Сотая часть пуаза носит название сантипуаз (спз). Кинематическая вязкость, или удельный коэффициент внутреннего трения, представляет собой отношение динамической вязкости жидкости к ее плотности при одной и той же температуре. Единицей кинематической вязкости является стокс (спг), сотая часть стокса называется сантистоксом (сст). Размерность стокса см2/сгк. Динамическая вязкость применяется при гидродинамических расчетах вязкости масел для смазки трущихся поверхностей, а кинематическая — для расчета прокачиваемости масла по трубопроводам. Динамическая и кинематическая вязкости выражаются в абсолютных единицах и поэтому называются абсолютными; определение их производят в приборах, называемых капиллярными вискозиметрами. Условная вязкость является отвлеченным числом, выражающим отношение времени истечения из вискозиметра типа ВУ испытуемого масла в количестве 200 г ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при температуре 20°. Условная, или относительная, вязкость, ранее обозначавшаяся в технической литературе градусами Энглера (°Е), выражается теперь в градусах ВУ50 или ВУ100. Индекс обозначает температуру масла при испытании, которая принимается равной 50°, а для более вязких масел 100°. Вязкость масел изменяется в зависимости от температуры: при повышении ее она уменьшается, при понижении — увеличивается. Это свойство масел имеет большое практическое значение, и для его оценки пользуются понятием индекс вязкости. В стандартах вязкостно-температурная характеристика масла дается числовой величиной, получаемой от деления друг на друга числовых значений кинематической вязкости при двух температурах, 50 и 100°. Например, для авиационных масел МС-14, МС-20 и МК-22 это отношение соответственно равно: 6,55; 7,85 и 8,75. Чем меньше величина этого отношения, тем выше индекс вязкости и лучше качество масла. Вязкость минеральных масел повышается с увеличением давления, это объясняется уменьшением расстояний между молекулами, которое, очевидно, является следствием повышения плотности сдавливаемого слоя. При повышении давления -от 1 до 1000 агп вязкость масел возрастает от 10 до 20 раз, кроме того, по мере нарастания давления она повышается все более интенсивно. Температура вспышки — это та температура, при которой пары масла образуют с окружающим воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней пламени. Эта температура служит показателем испаряемости и огнеопасности масла. При сравнении двух масел примерно одинаковой вязкости лучшим считается то, которое имеет более высокую температуру вспышки. В случаях, когда возможна близость горячего пара или металла к маслу, как например в цилиндрах паровых машин, следует при¬менять масла с высокой температурой вспышки. Испарение масла начинается при температуре на 65—85° ниже температуры вспышки. Температура, при которой не только вспыхивают масляные пары при поднесении к ним огня, а загорается само масло и горит не менее 5 сек., называется температурой воспламенения масла. Температура застывания масла характеризует потерю его подвижности при низкой температуре, т. е. когда масло после наклонения стандартной пробирки под углом 45° остается неподвижным в течение 1 мин. Застывая, масло теряет подвижность, что приводит к сильному износу трущихся деталей, увеличивает расход электроэнергии и затрудняет холодный запуск машин, Практически же зимой масло не теряет подвижности при темпера¬туре на 15—20° ниже установленной ГОСТ, особенно если оно прокачивается под давлением по маслопроводу большого диаметра. Более надежно определяется прокачиваемость масел при низких температурах в установках-моделях, повторяющих действительные условия работы масляных систем при фактической рабочей температуре самого агрегата. Наиболее высокую температуру застывания (+17°) имеет масло цилиндровое 38, а самую низкую (—50°) масло приборное (МВП). Кислотное число выражает количество миллиграммов едкого кали, требующегося для нейтрализации 1 г масла, и характеризует содержание в маслах органических кислот, наличие которых сверх 0,35% может вызвать коррозию станков, двигателей и масляной аппаратуры. Вода попадает в масла при небрежном хранении, транспортировке или из окружающего воздуха. Нефтеперерабатывающие заводы обычно выпускают масла, не содержащие воды. Присутствие даже «следов» воды в масле, при наличии в нем растворимых органических кислот, вызывает сильную коррозию металлов. Масло, содержащее воды более 0,05%, нельзя подавать к местам трения посредством фитилей и тампонов. Поэтому содержание воды в большинстве смазочных масел недопустимо. Водорастворимые кислоты и щелочи в маслах не допускаются, так как они вызывают коррозию и разъедание металлов, с которыми соприкасается масло. Зола характеризует наличие в маслах несгораемых веществ. Масла с повышенной зольностью увеличивают нагар и повышают его твердость, что вызывает сильный абразивный износ деталей двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, мыла, содержащиеся в масле и дающие при прокаливании твердый остаток в виде золы, способствуют повышенному окислению масла. Допускаемая зольность составляет для авиамасел 0,003%, для индустриальных 0,007% и для автолов 0,025%. Механические примеси и все твердые вещества, находящиеся в масле во взвешенном состоянии, вызывают повышенный износ станков и машин, засорение и закупоривание маслопроводов и контрольно-измерительных приборов. Механические примеси, даже в количестве, меньшем 0,007%, но по характеру напоминающие волокна ваты и волосовины, вызывают засорение фильтров и маслопроводов. Вследствие этого, например, на Уралмашзаводе все свежие масла перед выдачей на крупное и уникальное оборудование подвергают предварительной тонкой фильтрации. Коксуемость выражает в процентах вес кокса к навеске испытуемого масла. Используется коксуемость при определении степени очистки масла и приближенной зависимости между кок¬суемостью и количеством нагара, образующегося в двигателях. Из сравниваемых масел то лучше очищено, у которого числовое значение коксуемости меньше, такие масла могут находиться в циркуляционных системах более длительное время. За последние годы появились дистиллятные масла селективной очистки, вырабатываемые из сернистых нефтей. К ним относятся: авиационное масло МС-20С, индустриальное ИС-20 и ИС-45 и компрессорное КС-19. Все эти масла имеют одинаковые нормы вязкости с одноименными маслами из малосернистого сырья и наравне с ними рекомендуются к применению. Технические показатели, характеризующие физические и химические свойства смазочных масел, применяемых в машиностроении, приведены в табл. 1. Консистентные смазки Консистентные смазки представляют собой минеральные масла, загущенные мылами. Мыла изготовляются из растительных и животных жиров, а также из заменяющих их синтетических жиров, получаемых путем окисления парафина и петролатума. Жиры омыляются негашеной известью или едким натром. В зависимости от состава мыла консистентные смазки разделяются на кальциевые, натриевые и смешанного кальциево-натриевого основания и на смазки с металлической основой, загущенные алюминиевыми, магниевыми и другими подобными мылами. Кальциевые смазки — солидолы — содержат свободную и связанную воду, в воде не растворяются. Это значит, что их можно применять в условиях влажной среды и в случае, когда не исключена возможность соприкосновения с влагой. Они не могут длительное время работать при температуре 554 и выше без пополнения свежими порциями. При плавлении кальциевые смазки теряют со-держащуюся в них воду и начинают распадаться на масло и мыло. После охлаждения они уже не восстанавливают свои смазочные свойства и не дают необходимой мазеобразной структуры. Натриевые смазки, например консталины, застывая после расплавления, вновь приобретают свои свойства и могут опять использоваться по назначению. Легко растворяясь в воде, особенно при высокой температуре, эти смазки выделяют свободные жирные кислоты и щелочи, вызывающие коррозию металлов; при смешении с водой Они образуют эмульсию, легко смываемую с трущихся поверхностей. В исключительных случаях натриевые смазки можно применять при повышенной влажности, если производить частое пополнение и частую смену смазки. Кальциево-натриевые смазки целесообразно применять при повышенной температуре и небольшой влажности.
Ассортимент, физико-химические свойства и области применения минеральных масел
