ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие свойства промышленных масел и присадок из "Индустриальные смазочные материалы " В Великобритании смазочные масла обозначают по средней вязкости, а не по ее точному значению. Например, по Британскому стандарту число вязкости 10 соответствует ее диапазону при температуре 37,8 °С от 9 до 11 сСт, а число вязкости 1000 — от 900 до 1100 сСт. Аналогично в США для обозначения уровня вязкости применяют число 5АЕ (ассоциация автомобильных инженеров). [c.10] Во многих случаях промышленного применения свойства углеводородных масел могут не удовлетворять определенным условиям работы. Тогда к маслам добавляют присадки. В ограниченном числе случаев применения необходимо использовать вместо углеводородных масел синтетические жидкости. В некоторых областях применение жидких смазочных материалов может оказаться невозможным, и единственной альтернативой является использование твердого смазочного материала. Однако в большинстве случаев промышленного применения использование минеральных масел с присадками дает вполне удовлетворительные резуль таты. [c.11] Присадки, добавляемые в масла для усиления их свойств, обычно растворяются в масле, но иногда могут образовывать коллоидные растворы. Основные типы присадок (ингибиторов), используемых в минеральных маслах антиокислительные, антикоррозионные, противопенные, улучшаюшпе несущую способность и характеристики трения, депрессорные и присадки, повышающие индекс вязкости. [c.11] Окисление. Современная техника очистки позволяет получать масла с превосходным сопротивлением окислению, особенно если они парафинового происхождения. Однако в некоторых случаях оборудование работает в очень тяжелых условиях, например, когда масло находится в горячем состоянии в присутствии обильного притока воздуха и металлических частиц. В частности, медь действует как сильный катализатор окислительной реакции деструкции масла. Окислительные реакции масла имеют ступенчатый характер на первой стадии образующиеся продукты — неустойчивые гидроперекиси, которые быстро разлагаются, образуя различные органические соединения, например, кетоны, альдегиды, спирты и кислоты (рис. 4). Указанные продукты, образующиеся на этой стадии реакции окисления, обычно растворимы в масле. Однако на следующей стадии реакции, которая заключается преимущественно в полимеризации и уплотнении, из масла могут выпадать в виде осадков нерастворимые соединения, например различные смолы и шлам. Процесс деструкции проявляется в увеличении вязкости масла и осаждении шлама. Образующиеся кислотные соединения могут вызвать коррозию оборудования. [c.11] Коррозия. Масла с хорошей стойкостью к окислению остаются в прекрасном состоянии в течение долгого времени работы, не образуя низкомолекулярные коррозионно-активные кислоты. Однако и при этом возможно ржавление, так как существуют различные механизмы кислотной коррозии. Ржавчина образуется в условиях контакта стальных и чугунных поверхностей с водой и воздухом. На практике очень трудно избежать попадания малых количеств воды и воздуха на поверхности промышленного оборудования таким образом, коррозия возможна и вне зависимости от состояния масла. Ржавчина действ ет как абразив и как катализатор реакции окисления масла. Масло в определенной степени предохраняет металл от коррозии, смачивая его поверхности и таким образом исключая контакт с ними воды и воздуха. Использование антикоррозионных присадок улучшает это свойство масла, так как его пленка с присадками более прочно адсорбируется на поверхностях металла. [c.12] Противопенные присадки. Минеральные масла растворяют воздух, количество которого зависит преимущественно от давления и в меньшей степени от температуры. Когда воздух находится в растворенном состоянии, никаких проблем не возникает. Однако, если давление воздуха над маслом внезапно снижается, он выделяется из раствора и образует мелкие пузырьки, которые могут задерживаться в масле. Это создает серьезную проблему в гидравлической цепи, потому что пузырьки воздуха резко повышают сжимаемость масла. В других случаях возможна утечка воздуха в насосе или образование пены вследствие перемешивания масла с воздухом (рис. 5). Такую пену можно разрушить введением в масло противовспенивающих агентов. Однако при этом надо внимательно следить за тем, чтобы не снижалась скорость выхода мелких воздушных пузырьков из массы масла. [c.13] Противозадирные присадки. Присадки, увеличивающие несущую способность масла, вводят в масла, когда нагрузка, температура или относительная скорость скольжения поверхностей препятствуют образованию пленки гидродинамической смазки. В таких случаях, масло без присадок, увеличивающих его несущую способность, не предохраняет от контакта неровности металлических поверхностей и обусловленного этим изнашивания. [c.13] Противозадирные присадки функционируют, вступая в химическую реакцию с металлическими поверхностями, при условии, что преобладающие в зоне контакта температуры или давления достаточно велики. При низких температуре и давлении присадки инертны. Основные химические элементы, входящие в состав про-тивозадирных присадок сера, хлор, фосфор и свинец. Они обычно присутствуют в форме растворимых в масле органических соединений, но сера иногда может быть также в элементарной форме. Присадки, вступая в реакцию, образуют химические соединения, которые создают на металле пленки, например, хлоридов и сульфидов (рис. 6). При тяжелых режимах работы эти пленки предохраняют выступы поверхностей металлов от приваривания и схватывания. [c.13] Индекс вязкости. В большинстве случае,в применения наиболее важной характеристикой смазочного масла является его динамическая вязкость. Вязкость зависит от температуры. Сравнение вязкости при различных температурах позволяет вычислить индекс вязкости, который можно использовать для оценки различных масел. Вязкость масла с большим индексом вязкости меньше зависит от температуры. На индекс вязкости влияют типы присутствующих в масле углеводородов и процесс очистки, которому его подвергают. Например, индекс вязкости у парафиновых масел обычно выше, чем у нафтеновых, а продукты, очищенные селективным растворителем, имеют более высокие значения индекса, чем масла, не подвергавшиеся очистке этим растворителем. Очисткой селективным растворителем можно значительно повысить индекс вязкости масла. [c.15] При очистке селективным растворителем присутствующие в масле углеводороды ароматического ряда значительно лучше растворяются, чем углеводороды других типов. Постепенно растворитель обогащается углеводородами ароматического ряда, после чего насыщенный раствор становится ароматическим экстрактом. Содержание ароматических углеводородов в остатке, называемом рафинатом, снижается, поэтому он обогащается углеводородами других типов, например парафинами. В результате растворитель извлекается как из ароматического экстракта, так и из рафината. Полученное из рафината смазочное масло имеет более высокий индекс вязкости, так как содержание в нем ароматических углеводородов ниже. [c.15] Имеется дальнейшая возможность повышения индекса вязкости масла введением полимерной присадки. Следует заметить, что у минерального масла без присадок при температуре выше его точки помутнения (температуры, при которой впервые происходит кристаллизация парафина при охлаждении) вязкость не зависит от скорости сдвига. Для масла с загущающей полимерной присадкой, повышающей индекс вязкости, с увеличением скорости сдвига вязкость уменьшается. При высоких скоростях сдвига полимер также обычно разрушается, в результате чего вязкость снижается поэтому тщательный выбор стабильного загущающего полимера имеет большое значение. [c.15] В диспергирующих присадках часто видоизменяют базовый компонент тогда они приобретают в некоторой степени щелочные свойства. Во многих случаях в диспергирующие присадки входят щелочные металлы (кальций, барий). Щелочность придает присадкам дополнительное преимущество, позволяя им нейтрализовать кислотные продукты, образовавшиеся при сгорании топлива в двигателях внутреннего сгорания. Присутствующая в составе дизельного топлива сера наиболее интенсивно вызывает образование коррозионно-активных кислот. [c.16] Эмульсии. Масла применяют в качестве примеси к воде для образования стабильных эмульсий. Типичными примерами являются смазочно-охлаждающие эмульсии для обработки на металлорежущих станках, огнестойкие жидкости для гидросистем и масла для бетонных литейных форм. Однако минеральное масло и вода взаимно нерастворимы, поэтому надо израсходовать большое количество энергии, чтобы получить коллоидные частицы минерального масла, диспергированные в воде для образования стабильной эмульсии. В промышленном масштабе этот механический метод обычно нерационален, поэтому для облегчения задачи в масле растворяют присадки. [c.16] Неионные эмульсии расщепляются с трудом, поэтому в экс-ттлуатации они инертны. Такие эмульсии идеальны для применения в случаях, когда требуется стабильность системы, например в присутствии химических примесей. [c.18] Желатинирующие агенты. Прежде чем закончить тему присадок к маслам, надо кратко остановиться на желатинирующих агентах, которые иногда применяют как добавки. Их можно использовать преимущественно для образования пластичных смазочных материалов (их специфические свойства рассмотрены далее). В качестве желатинирующих агентов, используемых в производстве пластичных смазочных материалов, часто применяют мыла, приготовляемые реализацией реакций щелочей с жирными кислотами. [c.18] Жировые масла. Источниками получения жирных кислот часто служат растительные, животные или рыбные масла. Эти масла природного происхождения входят в значительное больщинство соединений ряда жирных кислот, используемых в основных составах минеральных масел для многих промышленных целей. Выше упомянуто их использование для модифицирования характеристик трения минеральных масел. Их применяют также в минеральных маслах, которые работают в условиях влажной окружающей среды. В этом случае жировое масло действует как поверхностноактивный агент. Имеется тенденция вводить воду в основную часть масла (эмульсия вода в масле ), предохраняя таким образом смазочную пленку от смывания со смазываемой поверхности. [c.18] Отборные жировые масла (например, сурепное, оливковое, пальмовое, арахисовое, спермацетовое, касторовое, твердый жир — сало) часто применяют как смазочные материалы многообразного промышленного назначения. Некоторые из них используют также для изготовления присадок, в которые вводят противозадирные средства, содержащие, например, серу и хлор. [c.18] Основные недостатки жировых масел для промышленного применения — их недостаточная стабильность и относительно высокая стоимость. Они склонны к разложению и образованию смолистых отложении при повышенных температурах, поэтому имеют короткий срок службы по сравнению с минеральными маслами. При длительном контакте с воздухом при комнатной температуре жировые масла становятся клейкими и прогорклыми. Они сравнительно дороги, многие из них дефицитны. Например, запасы спермацетового масла зависят от международных ограничений охоты на кашалотов с целью сохранения этого биологического вида. [c.19] Однако, несмотря на эти недостатки, жировые масла играют значительную роль в промышленной смазке. Их смешивают со смазочными материалами на основе минеральных масел или применяют как специальные смазочные материалы. Примером может служить использование пальмового масла в металлургической промышленности при прокатке тонкой стальной калиброванной полосы в этом технологическом процессе ни один смазочный материал на основе минерального масла не может обеспечить такой же производительности. Другим примером может служить применение в текстильной промышленности в прошлом оливкового масла и олеинов как смазочных материалов для волокон. Однако этот случай является частным исключением вследствие возрастающег дефицита жировых масел и повышением цен на них. [c.19] Вернуться к основной статье