МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
Белорусский государственный экономический университет
Кафедра технологии
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
«Моторные масла»
| Исполнил студент 1 курс, ФМК, Руководитель, доцент (подпись) (подпись) И.А. Мочальник |
МИНСК
2000
Рэферат
Работа змяшчае: 29 старонак, 2 табліцы, 1 малюнак.
Ключавыя словы: маторныя масла, тэхналогія вытворчасці маторных масел, сведчанні якасці, спажывецкія ўласцівасці, кантроль якасці, стандарты.
Дадзена азначэнне маторным маслам, вызначаны сферы іх ужывання.
Вывучаны асноўныя класіфікацыйныя адзнакі маторных масел.
Вызначаны спажывецкія ўласцівасці. Пры вывучэнні і апісанні тэхналогіі вытворчасці дадзена характарыстыка аснойных этапаў вытворчасці маторных масел, прыведзена блок-сфема.
Для вызначэння нарміраванных адзнак якасці маторных масел вызначаны адпаведныя стандарты.
Вывучаны пытанні кантролю якасці маторных масел, правілы прыёмкі, транспартавання, захавання гатовай прадукціі.
Содержание:
| Введение 1. Применение моторных масел в сфере производства или потребления 2. Классификационые признаки моторных масел 3. Свойства моторных масел 4. Технология производства моторных масел. 5. Стандарты на моторные масла, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов. 6. Контроль качества товара. Стандарты на правила приемки, хранения, испытания и эксплуатации товара Заключение Список используемой литературы 4 5 6 8 15 19 22 28 29 |
Введение
В связи с непрерывно увеличивающимся многообразием условий применения масел и смазок, характеризующимся широким диапазоном скоростей, нагрузок и рабочих температур, требуется широкий ассортимент смазочный материалов, различный по физико-химическим и эксплуатационным свойствам, жидкий и мазеобразных или твердых при нормальной температуре. Но в связи с тем, что в настоящее время и в ближайшее десятилетие двигатели внутреннего сгорания останутся основными для различных мобильных машин, из всех смазочных материалов наиболее широко используются моторные масла, ежегодный расход которых только в сельском хозяйстве составляет 1,5 млн. т. Чтобы рационально использовать такое громадное количество масел, т.е. снижать их расход и увеличивать долговечность машин, нужно знать физико-химические свойства масел и эксплуатационные требования, предъявляемые к их качеству, сорта и марки масел, наиболее часто используемые в сельскохозяйственном производстве, и то влияние, которое оказывает качество масел на работу машин.
Сырьем для получения моторных масел является мазут, который во время перегонки под вакуумом разделяется на масляные дистиллянты и остаток, составляющий из полугрона и концентрата. Продукт вакуумной перегонки проходят очистку путем обработки одним или последовательно несколькими реагентами. После очистки - конечной стадии переработки - обычно получают готовые товарные моторные масла.
Моторные масла работают в наиболее тяжелых и неблагоприятных условиях по сравнению с другими смазочными материалами, независимо от рабочего процесса (дизели или карбюраторные), удельной мощности и конструктивных особенностей двигателей. Функцией моторных масел является снижение трения и износа трущихся поверхностей, отвод тепла от нагревающихся деталей, предохранение от коррозионного разрушения, очистка поверхностей от накапливающихся продуктов загрязнения.
1. Применение моторных масел в сфере производства или потребления
Моторные масла - это смазочные материалы, которые предназначены для использования в карбюраторных, дизельных и авиационных двигателях внутреннего сгорания. Они выполняют следующие функции. Прежде всего, как и все смазочные матриалы, они уменьшают затраты энергии на преодоление трения и снижают износ трущихся поверхностей, отводят тепло от нагревающихся деталей, предохраняют их от коррозионного разрушения, очищают поверхности от накапливающихся продуктов загрязнения как органического (различные углеродистые вещества), так и минерального (кварциты, глиноземы, минеральные соли) происхождения. Важной функцией моторного масла является необходимость герметизации сопряжений цилиндр-кольцо, кольцо поршень.
Условия эксплуатации, рабочие режимы авиационных, автомобильных, тракторных, судовых, тепловозных и других двигателей существенно отличаются друг от друга. Поэтому для каждого типа двигателей требуется масло, обеспечивающие надежную, экономичную и долговечную работу.
При отсутствии масла необходимой марки, при их замене следует придерживаться рекомендаций заводов-изготовителей, но никогда не производить замену маслами более низкого качества. Общее правило при замене масел таково: масла заменяют равновязкими по качествк группой выше. Например, при отсутствии марки Н-8В2
его заменяют маслом М-8Г2
, увеличив срок службы последнего в 1,5-3 раза в зависимости от условий эксплуатации. Чем выше группа масла, тем выше его нейтрализующие свойства. Но с повышением группы масла увеличивается его зольность, зольность масел для дизилей выше зольности масел для бензиновых и газовых двигателей (даже в пределах одной группы). Повышение зольности масел может вызвать увеличение количества отложений в камере сгорания, ухудшить работу свечей в двигателях с искровым зажиганием, повысить склонность к копийному зажиганию, увеличить возможность прогара поршней, износ цилиндропоршневой группы. Чувствительность различных двигателей к зольности масел неодинакова и зависит от многих факторов (такими факторами могут быть температура, повышение которой ведет к интенсификации нагарообразования, режим работы двигателя и др.). поскольку в камере сгорания бензиновых двигателей температура выше по сравнению с дизелями, нельзя использовать дизельные масла для бензиновых двигателей (например, масла М-8Г2
и М-10Г2
К для автомобилей КамАЗ и ВаЗ соответственно). В таких случаях, как правило, двигатель продолжает работать при выключенном зажигании, что свидетельствует о возникновении копийного зажигания. А это влечет за собой повышенный износ топлива, перерасход топлива, повышение таксичности отработавших газов. Не разрешается смешивать масла различных групп. Для мешивания необходимо знать весь комплекс присадок, входящих в смешиваемые масла, так как при смешивании масел часто наблюдается несовместимость присадок.
2. Классификационые признаки моторных масел
В соответствии с ГОСТ 17479.1-85 действует единая система обозначения моторных масел, предназначенных для эксплуатации всех типов двигателей внутреннего сгорания, кроме авиационных. Эта классификация подразделяет масла по уровню эксплуатационных свойств, условиям применения и в зависимости от вязкости.
В зависимости от эксплуатационных свойств для моторных масел установлено шесть групп: А, Б, В, Г, Д, Е. Масла группы А предназначены для малофорсированных двигателей, содержат незначительное количество присадок: группы Б - для малофорсированных бензиновых, газовых и дизельных двигателей, содержат до 5% присадок; группы В - для среднефорсированных бензиновых, газовых и дизельных двигатель; группы Г - для высокофорсированных бензиновых, газовых и дизельных двигателей, содержат до 11% различных композиций присадок; группы Д - для высокофорсированных дизельных двигателей, работающих в тяжелых условиях, содержат до 18% композиций присадок; группы Е - для высокофорсированных дизельных малооборотных двигателей с лубрикаторной смазочной системой, работающих на тяжелом топливе, содержат до 22% присадок.
Масла группы Б, В, Г делятся на две подгруппы: 1 - для карбюраторных двигателей, 2 - для дизелей. Эти индексы указываются в марке. Стандартом предусмотрен также выпуск универсальных масел, которые можно применять как в карбюраторных, так и в дизельных двигателях. В этом случае цифровой индекс не ставится.
В зависимости от уровня вязкости масла при 100º
С установлены классы вязкости: 3з
, 4 з
, 5з
, 6з
, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 3з
/8, 46/6, 4з
/8, 4з
/10, 5з
/10, 5з
/12, 5з
/14, 6з
/10, 6з
/14, 6з
/16 сСт. По вязкости масла подразделяют на летние, зимние и все сезонные. Для летних и зимних масел нормируется значение вязкости при 100º
С; кроме того для зимних при -18ºС. Всесезонные масла должны одновременно удовлетворять нормам вязкости определенных образцов летнего и зимнего масла. Они обозначаются дробью, в числителе которой указывается класс вязкости зимнего, а в знаменателе - летнего масла.
Моторные масла обозначаются следующим образом. Вначале идет буква М, которая указывает на то, что масло моторное, затем цифры 6, 8, 10 и др., показывающие значение вязкости в сантистоксах при 100ºС и буква, характерезующая уровень эксплуатационных свойств, с индексом 1 или 2, которых указывает , в каких двигателях можно использовать масла (отсутсвие индекса - универсальное масло). Пример: М-10Г2
- моторное масло с вязкостью при 100ºС, предназначено для применения в высокофорсированных (Г) дизелях (2).
Маркировка загущенных зимних и всесезонных масел, имеющих улучшенные вязкостно-температурные свойства (индекс вязкости не менее 11Б), несколько сложнее, здесь дополнительно указывается класс вязкости - максимально допустимые значения вязкости при температуре -18ºС. Пример: М-4з
/8Г2
- масло моторное, класс вязкости 4з
(вязкость при -18ºС не более 2600 сСт), вязкость при 100ºС составляет 8 сСт, предназначено для использования в среднефорсированных дизелях. Буква «з» - масло загущенное, приготовлено из масла с уровнем вязкости 8 сСт (в данном случае).
Код в соответствии с ТН ВЭД
Раздел V.
Минеральные продукты
Группа 27.
Топливо минеральное, нефть и продукты их перегонки; битуминозные вещества; воск минеральный
Позиция 2710 00.
Нефть и нефтепродукты, в том числе полученные из битуминозных пород (за исключением сырых); продукты в другом месте не поименованные, содержащие 70 и более мас.% нефти или нефтепродуктов, полученных из битуминозных пород, причем эти продукты являются основными состовляющими
Субпозиция 2710 00 990.
Масла смазочные для прочих целей
Код в соответствии с ОКП
| Секция: Подсекция: Раздел: Группа: Класс: Категория: Подкатегория: Вид: D - Продукция перерабатывающей промыленности DF - Кокс, продукты переработки нефти и ядерное топливо 23 - Кокс, продукты переработки нефти и ядерное топливо 23.2 - Продукты переработки нефти 23.20 - Продукты переработки нефти 23.20.1 - Продукты переработки нефти 23.20.18 - Масла смазочные; тяжелые нефтяные дистиллянты, не включенные в другие группировки 23.20.28.811 - Моторные масла, в том числе и зимние |
3. Свойства моторных масел
Моторное масло следует рассматривать как составляющую смазочной системы двигателя. Оно может длительно и надежно выполнять свои функции только при соответствии свойств тем термическим, механическим и химическим воздействиям, которым масло подвергается в смазочной системе двигателя и на поверхностях смазываемых и охлаждаемых деталей.
К основным свойствам моторных масел относятся моюще-диспергирующие, антиокислительные, противоизносные, антикоррозионные и вязкостно-температурные свойства.
Моюще-диспергирующие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателей, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии. Чем выше моюще-диспергирующие свойства масла, тем больше нерастворимых веществ - продуктов (старения) может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, тем меньше лакообразуемых отложений и нагаров образуется и остается на горячих деталях. Масса отложений на поршнях двигателя зависит от концентрации моюще-диспергирующей присадки в масле и содержания серы в применяемом топливе. Кроме концентрации присадок существенное значение имеет их эффективность, а также приемистость к ним базового масла. Наиболее распространенными присадками в композициях моторных масел являются сульфонаты, апкинфенолиты, апкинсалиципаты, фасфанаты кальция, бария или магния в различных сочетаниях друг с другом (зольные присадки), а также с беззольными дисперантами - веществами, снижающими склонность масла к образованию низкотемпературных отложений и скорость загрязнения фильтров.
Механизм действия зольных моющих присадок объясняют их адсорбцией на поверхности нерастворимых в массе частиц. При работе двигателя на топливах с высоким содержанием серы щелочные моюще-диспергирующие присадки препятствуют нагаро- и лакообразованию на деталях двигателя в результате нейтрализации кислот, образующихся из продуктов сгораемого топлива. Металлосодержащие моющие присадки повышают зольность масла, что может приводить к таким нежелательным явлениям , как образование зольных отложений в камере сгорания, замыкания электродов свечей зажигания и т.д. Поэтому сульфатную зольность масел обычно ограничивают верхним пределом. Ее значение зависит от конструкции двигателя, расхода масла на угар, условий эксплуатации, в частности от содержания серы в топливе.
В лабораторных условиях моющие свойства моторных масел определяют на модельной установке ПЗВ, состоящей из малоразмерного двигателя, приводимого в действие от электромотора и имеющего нагрев цилиндра. В стендовых условиях моющие свойства оценивают стандартными испытаниями на одноцилиндровых моторных установках или полноразмерных двигателях. Критерием оценки служит чистота поршня, а также других деталей двигателя, масляных фильтров, центрифуг.
Антиокислительные свойства. Условия работы моторных масел в двигателях настолько жестки, что предотвратить их окисление полностью не удается. Соответствующей очисткой базовых масел от нежелательных соединений, присутствующих в сырье, а также введением антиокислительных присадок можно значительно затормозить процессы окисления масла, которые приводят к образованию отложений, загрязнению масляных фильтров, к росту вязкости масла, коррозионной активности и другим неблагоприятным последствиям.
Окисление масла в двигателях наиболее интенсивно происходит в тонком слое: на металлических поверхностях деталей, нагревающихся до высокой температуры. В объеме масло окисляется менее интенсивно. Во внутренних полостях двигателя масло находится в виде тумана, что создает благоприятные условия для контакта мелких капель масла с картерными газами и, следовательно, для его окисления.
Значительно влияют на скорость и глубину окислительных процессов частицы метанов и загрязнения неорганического происхождения, которые попадают в масло в результате износа двигателя, недостаточной очистки всасываемого воздуха, нейтрализации присадками неорганических кислот, а также металлоорганические соединения меди, железа и других металлов, образующиеся в результате коррозии металла с органическими кислотами. Все эти вещества каталитически ускоряют поцесс окисления масла.
Стойкость моторных масел к окислению повышается при введении антиокислительных присадок: диалкин и диарипдитиофосфаты цинка и других металлов, аретматические амины, беззольные тиофосфаты и др. Также используются некоторые моюще-диспергирующие присадки, в частности алкилсолицилатные и алкилфенольные.
Действие антиокислительных присадок связано с их способностью разлагать гидропероксиды, деактивировать свободные радикалы и катализаторы окисления, пассировать металлические поверхности. Обычно окисление моторного масла не сопровождается интенсивным ростом вязкости и другими нежелательными явлениями, пока в масле не израсходовали антиокислительные присадки.
В стандартах и технических условиях на моторном масле их стойкость к окислению косвенно характеризуется индукционным периодом осадкообразования в приборе ОК-3 и термоокислительной стабильностью по методу Ланок при 250С. При моторных испытаниях антиокислительные свойства масел оценивают по увеличению их вязкости за время работы в двигателе установки ИКМ или Летер W-1.
Противоизносные свойства. Способность моторных масел уменьшать интенсивность изнашивания трущихся деталей, предотвращать износные отказы двигателей зависит от химического состава и полярности компонентов базового масла, а также от состава композиции присадок. Важную роль играет также вязкостно-температурная характеристика масла с присадками, в частности эффективная вязкость при высокой температуре (130-180С) и высоком градиенте скорости сдвига (105
-107
с-1
), зависимость вязкости от давления, свойства граничных слоев масла, ею способность химически модифицировать поверхностные слои спряженных трущихся деталей.
При работе на топливах с повышенным содержанием серы, а также в условиях, способствующих образованию азотной кислоты из продуктов сгорания (газовые двигатели, дизели с высоким наддувом), важнейшей характеристикой способности масла предотвращать изность поршневых колец и цилиндров является щелочное число, его нейтрализующая способность.
Множественность факторов, влияющих на износ деталей двигателей, принципиальные различия режимов трения и изнашивания узлов сильно затрудняют оптимизацию противоизносных свойств моторных масел. Однако наличие в масле щелочных моющих насадок и антиокислителей, в частностидитиофосфатов цинка, часто оказывается достаточным для предотвращения коррозионно-механического изнашивания и модифицирования поверхности деталей тяжело нагруженных сопряжений во избежание задиров или усталостного выкрашивания. В некоторых случаях в состав масла необходимо вводить дополнительные противоизностные компоненты.
Смазочные свойства, определяемые на четырехшариковой машине трения (ЧШМ), нормируют в стандартах и технических условиях на многие моторные масла для контроля процесса производства и состава масел. Непосредственно связь смазывающих свойств, определяемых на ЧМШ с фактическими противоизносными свойствами моторных масел в двигателях установить не всегда можно. При моторных испытаниях противоизносные свойства масел оценивают по потере массы поршневых колец, задиру или литтингу кулачков и толкателей линейному износу этих деталей и цилиндров.
Антикоррозионные свойства. Коррозионная активность моторных масел зависит от углеводородного состава базовых компонентов, концентрации и эффективности антиокислительных и антикоррозионных присадок, наличия в масле природных антикоррозионных соединений и антиокислителей. Во многих моторных маслах роль и антиокислительных и антикоррозийных присадок выполняют диапкил- или диарилдитофосфаты цинка. В процессе старения коррозионная активность масел возрастает. Более склонны к увеличению коррозионной активности масла из малосернистных нефтей с высоким содержанием парафиновых углеводородов, при окислении образующих агрессивные органические кислоты, которые взаимодействуют с цветными металлами и их сплавами. Действие антикоррозионных присадок связано с торможением процессов окисления масла и, главным образом, с образованием на поверхности антифрикационных сплавов (например, свинцовистой бронзы), прочных пленок нерастворимых соединений, которые защищают находящиеся под пленкой слои от растворения агрессивными кислотами.
Антикоррозионные присадки обычно не защищают от коррозии сплавы на основе серебра и фосфористой бронзы, а даже способствуют очень сильной коррозии таких металлов, особенно при высокой температуре. Двигатели, в конструкции которых использованы подобные антифрикционные материалы, необходимо смазывать специальными маслами, не содержащими дитиофосфатов цинка.
В лабораторных условиях антикоррозионные свойства моторных масел оценивают по потере массы свинцовых пластин (в расчете на 1 м2
их поверхности) за время испытания в приборе ОК-3 при температуре 140С. При моторных испытаниях коррозионную активность масел характеризуют потерей массы шатунных подшипников, вкладыши которых залиты свинцовистой бронзой (двигатель ЯАЗ-204 или установка Летер 10-1)
Вязкостно-температурные свойства. Вязкость - одна из важнейших характеристик смазочных масел. Она определяет возможность обеспечения жидкостного трения, эффективность охлаждения, легкость пуска, прокачиваемость масла по смазочной системе. Интенсивность изменения вязкости с изменением температуры зависит от углеводородного состава масел: наименьшая - у парафиновых углеводородов и наибольшая - у ароматических углеводородов, а нафтеновые занимают промежуточное положение.
В соответствии с нормативно-технической документацией вязкостно-температурные свойства моторных масел характеризуют индексом вязкости. Это -относительная величина, показывающая степень изменения вязкости в зависимости от температуры. Индекс вязкости рассчитывают по значениям кинематической вязкости при 40 и 100С (ГОСТ 25371-82) или находят по таблицам. Вязкостно-температурные свойства масел оценивают также кинематической вязкости при низкой (0 и 18С) температуре.
Для улучшения вязкостно-температурных свойств применяют вязкостные (загущающие) присадки. В качестве присадок используют полимерные соединения (полиметакрилаты, полиизобутеин и др.), которые относительно мало влияют вязкость масла при низкой и значительно повышают ее при высокой температуре. Такие масла называют загущенными всесезонными, если охватываемый диапазон вязкостных классов достаточно широк, или зимними.
При температуре 100С вязкость масел существенно снижается. Для обеспечения работоспособности нагруженных подшипников коленчатого вала минимально допустимая кинематическая вязкость при рабочей температуре составляет 4-5 мм2
/с. При использовании наиболее распространенных масел температура масла в картере не должна превышать 125С.
Низкотемпературные свойства масел характеризует также температура застывания. Это температура, при которой масло теряет подвижность (при наклоне пробирки с маслом под углом 45 уровень жидкости не меняется в течении 1 мин). Температура застывания зависит в основном от содержания в масле парафиновы
Эффективные депрессоры в концентрации от десятых долейпроцента до 1,5 способны понижать температуру застывания масла на 20-25С. Для получения масел с низкой стабильной температурой застывания и низкой предельной температурой прокачиваемости предпочтительны базовые масла,подвергнутые глубокой депарафинизации.
4. Технология производства моторных масел.
Моторные масла получают из мазута - остатка первичной переработки нефти (схема получения моторных масел показана на рис. 4.1). Если нагревать мазут при атмосферном давлении, то многие индивидуальные углеводороды начинают разлагаться при более низкой температуре, чем их температура кипения. При понижении давления понижается температура кипения, что позволяет выделить нужные фракции. Процесс этот называется вакуумной разгонкой. Для его реализации сооружаются специальные установки, позволяющие из мазута получать различные по вязкости масла. Особенно четко удается произвести разгонку в установках с двукратным испарением, применяемым в современных нефтеперерабатывающих комплексах. Эти масла называются дистиметными маслами. Их получение предусматривает перегонку или испарение с последующей конденсацией отдельных фракций жидкостей или их смесей.
мазут 1 остаточные масла дистилянтные масла 2 Вредные примеси
моторные масла
0вакуумная разгонка
1очистка
Рис. 4.1
В результате вакуумной перегонки получают дистиметные масла, а оставшийся продукт (полугудрон и гудрон) используется для получения остаточных масел. Характерной особенностью дистиметных масел является их хорошие вязкостно-температурные свойства и высокая термоокислительная стабильность. Но в этих маслах мало соединений, обладающих высокой маслянистостью, т.е. прочностью масляной пленки.
Остаточные масла, наоборот, обладают высокой естественной маслянистостью, но плохими низкотемпературными и вязкостно-температурными свойствами. Высокая маслянистость остаточных масел связана с находящимися в них продуктами окислительной полимеризации (нефтяными смолами).
Существует две схемы переработки мазута - топливная и масляная. При масляной переработке получают три фракции: легкие дистиметные масла (выкипающие при 300-400С), средние (при 400-450С) и тяжелые (450-500С).
Для получения товарных марок масла подвергают сложным технологическим операциям. Для удаления нежелательных примесей масло очищают. Цель очистки - удаление нежелательных примесей (асфальто-смолистые вещества, непредельные углеводороды, нефтяные кислоты, сернистые и азотистые соединения, которые являются составной частью масел или образуются в них при вакуумной перегонке), отрицательно влияющих на работу смазываемых механизмов и машин.
Для улучшения низкотемпературных свойств масла подвергают депарафинизации и деасфальтизации. Очищенные продукты при необходимости смешивают для получения нужного условия вязкости. Дистиметные масла используют для приготовления масел, от которых не требуется особо высокой естественной прочности масляной пленки. Остаточные - для масел, высокая маслянистость которых имеет особое значение.. Например, для дизельных масел обычно смешивают дистиметные и остаточные масла. Масла, используемые в качестве основных моторных масел, называются базовыми маслами.
В практике используются следующие способы очистки: кислотно-щелочная, кислотно-контактная, селективная, депарафинизация и деасфальтизация.
При кислотно-щелочной очистке смолистые вещества масляного дистимета, взаимодействуя с серной кислотой, частично растворяются, а частично уплотняются с образованием асфальтов, которые переходят в кислый гидрон, после отделения которого масло обрабатывают раствором щелочи (NaOH), затем промывают водой и просушивают горячим воздухом. Серная кислота разрушает смолисто-асфальтовые и ненасыщенные соединения, которые вместе с непрореагировавшей кислотой выпадают в осадок, образуя кислый гидрон.
Для предотвращения возможности образования стойких водомасляных эмульсий обработку щелочного заменяют контактным фильтрованием с использованием отбеливающих глин, обладающих большой адсорбционной способностью поглощать Полярно-активные вещества, к которым относятся продукты взаимодействия с серной кислотой. Этот способ очистки называется кислотно-контактным. Причем очистка отбеливающими глинами может быть контактной и перколяционной. При первом способе глину перемешивают с очищаемым маслом, а при втором масло пропускают через слой гранулированного адсорбента при температуре 20-100С.
Применение при очистке моторных масел серной кислотой имеет существенные недостатки:
При современных масштабах производства моторных масел это приводит к огромным безвозвратным расходам серной кислоты. Кислый гудрон, который является отходом при этом способе очистки, очень токсичен и вреден; дальнейшее использование ее по ряду причин нерентабельно, и его огромные скопления являются источником очень вредного воздействия на окружающую среду.
При селективной очистке применяют растворители, которые растворяют нежелательные примеси. В качестве селективных (избирательных) растворителей используют фурфурол (150-400% от массы очищаемого масла), фенол (100-120% от массы масла), нитробензол, пропан и т.д. Процесс селективной очистки проходит при температуре 50-120С.
Принцип селективной очистки заключается в следующем. Подбирают растворитель, который при определенной температуре и количественном соотношении с очищаемым маслом выборочно растворяет в себе все вредные примеси и плохо или совсем не растворяет очищаемый продукт.
При смешивании очищаемого масла с селективным растворителем основная часть вредных примесей растворяется и переходит в растворитель, который, не смешиваясь с маслом, легко с ним разделяется при отставании. Получается слой очищенного масла (рафинадный слой) и слой растворителя с вредными, удаленными из масла примесями. Этот слой называется экстрактом. Слои разделяют. Слой очищенного масла доочищают отбеливающими глинами, а экстракт подвергают регенерации, при которой селективный растворитель отделяется от вредных продуктов и опять вводится в процесс очистки.
Это современный и эффективный способ очистки масел. Особенностью этого метода является возможность в процессе очистки многократно использовать селективные растворители.
Для улучшения низкотемпературных свойств масел их подвергают деасфальтизации и депарафинизации. Удаление из масла этих соединений, обладающих высокой температурой застывания, повышает низкотемпературные свойства масел.
Деасфальтизацию проводят с помощью жидкого пропана, который под давлением 2-4 Мпа смешивают с очищенным маслом в пропорциях от 5:1 до 10:1. Процесс протекает в специальных колоннах. Очищаемое масло поступает в среднюю часть колонны, пропан - в нижнюю. Вводится битум из самого нижнего уровня колонны. Раствор очищенного от асфальта масла выводится из верхней части колонны, после чего очищенное масло отделяется от растворителя.
Депарафинизация масла, т.е. выделение из него парафина и церезина, проводят путем его глубокого охлаждения. Перед охлаждением в масло добавляют растворители и смесь нагревают на 15-20С выше температуры полного растворения парафина и церезина. Затем смесь подвергают охлаждению и фильтрации или центрифугированию. Застывший парафин и церезин остаются в фильтрах. Освобожденное от парафина и церезина масло при его охлаждении в условиях реальной эксплуатации обладают повышенной тягучестью, что значительно облегчает пуск двигателя при низких температурах.
Необходимые эксплуатационные свойства масло приобретает после последовательного применения нескольких процессов переработки масляного сырья. Однако самые совершенные методы перегонки и очистки не позволяют получать масла, полностью удовлетворяющие требованиям к их качеству. Для улучшения эксплуатационных свойств - одного или нескольких - к маслам добавляют в небольших количествах (от 0,01 до 10%, а иногда и более) различных химических соединений - присадки.
В последнее время появляются методы очистки масел, основанные на его фильтрации через специальные мембраны, фильтрующие на молекулярном уровне, которые, например, пропускают молекулу углеводородов и задерживают молекулу продуктов окислительной полимеризации и другие нежелательные примеси. Этот метод еще не получил широкого применения при очистке масел.
5. Стандарты на моторные масла, нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями стандартов.
На моторные масла существуют следующие ГОСТы, в которых нормируются показатели качества, контроль качества, правила приемки, испытания, эксплуатации и маркировки масел: ГОСТ 12337-84 «Масла моторные для дизельных двигателей», ГОСТ 10541-78 «Масла моторные автомобильные для карбюраторных двигателей», ГОСТ 20991-75 «Моторные масла. Метод оценки склонности масел к образованию высокотемпературных отложений», ГОСТ 20994-75 «Масла моторные. Метод оценки склонности масел к образованию низкотемпературных отложений», ГОСТ 21490-76 «Масла моторные. Метод определения моющих свойств на установке УИМ-6-НАТИ», ГОСТ 1510-84 и т.д.
В качестве примере приводится ГОСТ 12337-84 «Масла моторные для дизельных двигателей. Технические условия»
Марки моторных масел приведены в табл. 5.1.
| Табл. 5.1 |
| Марка масла М-10Г2
|
| Перспективные масла |
| М-20В2
|
Технические требования
. Моторные масла должны изготовлятся в соответствии с требованиями настоящего стандарта по техничекому регламенту, утвержденному в установленном порядке. По физико-химическим показателям моторные масла должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 5.2. Масла должны выдерживать моторные испытания по ГОСТ 17479.1-85.
Табл. 5.2
6. Контроль качества товара. Стандарты на правила приемки, хранения, испытания и эксплуатации товара
Методы испытаний
. Существуют следующие методы испытаний моторных масел для дизельных двигателей: определение вымываемости присадок, определение эмульгируемости, определение температуры плавления золы, определение коксуемости масел.
Пробы масел отбираются по ГОСТ 2517-85. объем объединенной пробы 3,0 дм3
. При определении массовой доли механических примесей допускается промывка фильтра горячей водой. В механических примесях не допускается песок и другие абразивные вещества. При определении степени чистоты допускается одноразовая промывка осадка на фильтре 10 см3
бензина по ГОСТ 443-76.
В качестве примера приводится определение вымываемости присадок.
Аппаратура и реактивы: цилиндр 1-100 по ГОСТ 1770-74, КОЛБЫ КИ-2-250-34 ТС и КИ-2-25-18 ТС по ГОСТ 25336-82, баня водяная с регулируемым подогревом, мешалка механическая с регулируемой частотой вращения, центрифуга лабораторная типа ЦЛС-3 или любого дркгого типа, имеющая фактор разделения 3000, кюветы пластмассовые или стаканчики центрифуги вместимостью 100 см3
, пипетки 2-1-20 по ГОСТ 20292-74, штатив для установки кювет, вода дистиллированная по ГОСТ 6709-72.
Проведение испытаний. Пробу масла тщательно перемешивают, затем 50 см3
испытуемого масла и 50 см3
дистиллированной воды заливают в коническую колбу, ставят на водяную баню и перемешивают с частотой вращения (1000±50) мин-1
при температуре (60±5)ºС в течение 2ч.
Полученную эмульсию заливают в пластмассовые кюветы и центрифугируют при факторе разделения 3000 в течение 1 ч. Если после 1ч центрифугирования масло будет обводнено (капля масла не будет прозрачной), центрифугируют до получения масла, не содержащего влаги (капля масла прозрачна).
После центрифугирования из верхнего слоя масла каждой кюветы пипеткой осторожно отбирают пробу масла в колбу вместимостью 20-25 см3
, следя за тем, чтобы в пробу не попала вода из нмжних слоев. Отобранное масло перемешивают. В средней пробе определяют сульфатную зольность и щелочное число.
Обработка результатов. Вымываемость определяется по снижению щелочного числа (Вш
) и сульфатной зольности (Вз
) по уравнениям:
| Вш
|
Зц
|
где Щц
- щелочное число центрифугированного масла, мг КОН на 1 г масла;
Щисх
- щелочное число осходного масла до испытания, мг КОН на 1 г масла.
| Вз
|
Зц
|
,
где Зц
- зольность сульфатная центрифугированного масла, %;
Зисх
- зольность сульфатная исходного масла, %.
За результат испытания принимается среднее арифметическое двух последовательных определений, допускаемое расхождение между которыми недолжно превышать 1%.
Правила приемки моторных масел:
0моторные масла принимаются партиями. Партией считается любое количество масла, изготовленное за один технологический цикл, однородное по показателям качества и сопровождаемое одним документом о качестве;
1объем выборки - по ГОСТ 2517-85;
2периодические испытания по показателю « стабильность по индукционному периоду» допускается проводить оди раз в месяц по согласованию с потребителем. По показателю «коксуемость» испытания проводят изготовитель один раз в квартал. Пр получении неудовлетворительных результатов периодических испытаний изготовитель переводит испытания по данному показателю в категорию приемо-сдаточных до положения положительных результатов не менее, чем на трех партиях подряд;
3при получении неудовлетворительных результатов приемо-сдаточных испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторные испытания вновь отобранной пробы, взятой из той же выборки.
Резульаты повторных испытаний распротраняются на всю партию.
Условия упаковки, маркировки, транспортировки и хранения
моторных масел регламентированы ГОСТом 1510-84 №Нефть и нефтепродукты. Маркировка, упаковка, транспортировка и хранение»
Этот стандарт устанавливает виды тары с хранилищ и транспортных средств для нефти и нефтепродуктов, требования к их подготовке, заложению и маркировке, условия транспортирования и хранения, а также требования безопасности при упаковывании, транспортировании и хранении нефти и нефтепродуктов.
Маркировка
. На потребительскую тару наклеивают бумажную этикетку либо делают надпись, содержащую:
0наименование нефтепродукта, его марку;
1товарных знак предприятия-изготовителя (при упаковывании нефтепродуктов на нефтебазе указывают ее наименование);
2массу нетто и объем;
3дату - месяц и год изготовления нефтепродукта;
4номер партии;
5надписи: «Огнеопасно» для легковоспламеняющихся нефтепродуктов, «Яд» - для ядовитых.
На каждой единице транспортной тары с нефтепродуктом должна быть сделана с помощью трафарета или штампа не смываемой водой и нефтепродуктами надпись, содержащая:
0наменование нефтепродукта, марку;
1товарный знак предприятия-изготовителя;
2массу брутто и тетто;
3дату - месяй и год изготовления нефтепродукта;
4номер партии;
5обозначение стандарта.
Если на транспортной таре с нефтепродуктами не может быть сделана указанная надпись, то к таре приклепляют ярлык или наклеивают этикетку с этой надписью, а на самой таре делают штампом или трафаретом, не смываемую водой и нефтепродуктами надпись, содержащую наименование продукта и дату его изготовления.
На транспортную тару наносят транспортную маркировку и манипуляциооные знаки по ГОСТ 14192-77 и знаки опасности по ГОСТ 19433-88. Каждая партия нефтепродуктов должна сопровождаться документом о качестве. Документ о качестве нефтепродуктов должен содержать данные, указанные выше, нормы показателей качества и результаты испытаний нефтепродуктов в соответствии с нормативно-технической документацией (НТД).
Упаковка
. Перед заполнением нефтепродктом тара должна быть осмотрена. При загрязнении тару необходимо промыть горячей водой с нефтяным растворителем или пропарить до полного удаления остатков нефтепродуктов и механических примесей и просушить.
Степень заполнения тары должна быть до 100% объема. Нефтепродукты, предназначенные для бытового потребления упаковывают в потребительскую металлическую и полимерную тару вместимостью не более 5дм3
, стеклянную - не более 1дм3
. Нефтепродукты, предназначенные для районов Крайнего Севера и отдаленных районов, должны упаковываться с учетом требований ГОСТ 15846-79.
Нефтепродукты, предназначенные для экспорта, должны упаковываться с учетом требований ГОСТ 26319-84 и в соответствии с заказ-нарядом «Союзнефтеэкспорт».
После заполнения нефтепродуктом тару герметично закрывают укупорочными средствами в зависимости от вида и конструкции тары в соответствии с требованиями НТО на нефтепродукт. После заполнения тару протирают. Потребительскуб тару с нефтепродуктами помещают в транспортную тару:
0бидоны - в деревянные обрешетки;
1стеклянные банки и бутылки - в дощатые неразборные ящики с гнездами-перегородками, с высотой перегородок не менее ¾ высоты укладываемых банок и бутылок;
2полиэтиленовые, металлические банки и трубы - в дощатые, фанерные, полимерные и аортонные ящики. При ярусной упаковке между ними делаются горизонтальные прокладки;
3стеклянные банки и бутылки объемом не более 0,5дм2
допускается упаковывать в картонные ящики с гнездами-перегородками.
Транспортирование
. Нефтепродукты транспортируются железнодорожными, автомобильным, воздушным, морским и речным транспортом. В наливных судах, железнодорожных и автомобольных цистернах с внутренним маслобензиностойким и паростойким защитным покрытием, удолетворяющим требованиям электростатической искробезопасности. Эти цистерны должны быть оборудованны приборами нижнего налива и слива.
Из железнодорожных и автомобильных цистерн нефтепродукты должны быть слиты полностью с удалением вязких нефтепродуктов с внутренней поверхности котла цистерн. При этом в железнодорожных цистернах, не имеющих нижнего сливного устройства, допускается остаток не более 1 см (по измерению под колпаком).
Железнодорожные цистерны, подаваемые для подготовки под налив, должны сопровождаться документом, содержащим наименование слитого нефтепродукта. При отсутствии указанного документа наименование слитого нефтепродукта установливают анализом остатка из цистерны. Подаваемые под налив железнодорожные цистерны должны сопровождаться документом, содержащим наименование нефтепродукта, слитого из цистерны перед их подготовкой, наименование нефтепродукта, под нализ которого цистерны подготовлены, и обозначение подготовки.
Железнодорожные цистерны, вагоны и автоцистерны с нефтепродуктами пломбируют в соответствии с правилами перевозки грузов, действующих на железнодорожном и автомобильном видах транспорта.
Нефтепродукты, упакованные в транспортную тару, следует транспортировать в контейнерах или транспортными пакетами в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозок грузов. При транспортировании мелкими отправками нефтепродукты упаковывают в плотные дощатые ящики или металлическую тару.
Хранение
. Нефтепродукты хранят в металлических резервуарах с внутренним маслобензиностойким и паростойким защитным покрытием, удовлетворяющим требованиям электростатической искробезопасности.
Нефтепродукт каждой марки следует хранить в отдельных резервуарах, исключающих попадание в них атмосферных осадков и пыли. Металлические резервуары, за исключением резервуаров предприятий длительного хранения, должны подвергаться периодической чистке, не менее одного раза в год для присадок к смазочным маслам и масел с присадками.
Нефтепродукты в таре следует хранить на стелажах, поддонах или в штабелях в крытых складских помещениях, под навесом или на спланированной площадке, защищенной от действия прямых солнечных лучей и атмосферных осадков. Тару с нефтепродуктами устанавливают пробками вверх.
Заключение
В настоящее время моторные масла занимают и будут занимать еще немалое время первое место по объему использования среди других смазочных материалов, так как с каждым годом все больше растет число мобильных машин с двигателями внутреннего сгорания, в которых моторное масла является неотъемлимой составной частью. В связи с НТР появляются новые альтернативные виды двигателей, которые по некоторым технологическим характеристикам превосходят двигатели внутреннего сгорания, и для работы которых не нужно моторное масло. Но на данный момент их производство не налажено в достаточно большом объеме, чтобы составить конкуренцию таким двигателям как карбюраторным, дизельным и авиционным.
Список используемой литературы:
0Справочник по топливу, маслам и техническим жидкостям. - М.:Колос, 1982. - 208 с.
1Григорьев М.А., Бунаков Б.М., Долецкий В.А. Качество моторных масел и надежность двигателей. М.:Издательство стандартов, 1981. - 232 с.
2Автотрактоные топлива и смазочные материалы. Д.С. Колосюк, А.В. Кузнецов. - К.:Выш шк. Головное издательство, 1987. - 191 с.
3Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Справочное издание. /Под редакцией В.Н. Школьникова. - М.: Химия, 1989
4Покровский Г.П. Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости. - М.:Машиностроение.1985