Эксплуатационные свойства мин.масел. Зависимость свойств масел от их у.в.состава. Пути улучшения свойств масел

Основные показатели качества нефтяных масел:

1. вязкость – определяет надежность режима смазки в условиях трения, зависит от т-ры, состава, строения у/в, возрастает с увеличением М, цикличности, степени разветвленности молекул, с увеличением САВ. Гостируются при 50 С, 100 С (-20,20 С; -60,60 С). Вязкость масла определяет пусковые свойства двигателя. 2) вязкостно-температурные свойства – оцениваются индексом вязкости. Это условный показатель, который указывает на степень крутизны вязкостно-температурной зависимости. Для определения ИВ используют номограммы, желательно максимально пологая вязкостно-температурная зависимость или максим.ИВ. Для улучшения вязкостно-температурных свойств масла вводят различные присадки (полимеры). 3) смазочная способность – способность масел обуславливать малое сопротивление контактирующих поверхностей тангенциальным силам сдвига и высокое сопротивление под действием нормальных нагрузок. Различают два режима трения: А) жидкостной (трущиеся детали разделены непрерывным слоем смазочного материала). Б) граничный (разделены очень тонким слоем 0,1…0,5мкм) Основной метод определения смазочной способности – испытание на ЧШМ (на четырех-шариковой машине трения). Смазочная способность зависит от вязкости масла. В высоко нагруженных узлах трения используют высоко-вязкие масла, а в малонагруженных и быстроходных – мало-вязкие масла. Для улучшения смазочной способности в масло вводят антифрикционные присадки. 4) стабильность к окислению – при окислении в условиях эксплуатации увеличивается коксуемость, вязкость масла, изменяется цвет. Образуются низко-молекулярные кислоты (способствуют повышенной коррозии Ме), высоко-молекулярные кислоты (проявляют химическую активность при повышенных температурах и в присутствии воды), кислород-содержащие соединения способствуют росту электропроводности масел, высоко-молекулярные соединения (смолы, асфальтены, карбены плохо растворяются в масле, образуют нагар, пленки, углестые отложения). Об окислении масла судят по кислотному числу, также накоплению осадка, изменению цвета. Основной метод – продувка масла воздухом и определения кислотного числа. 5) коррозионные и защитные свойства – способность масла вытеснять воду с пов-ти Ме и образовывать прочный адсорбционный слой, препятствующий развитию коррозии. Различают: а) химическая коррозия – взаимодействие Ме с коррозионно-агрессивными компонентами масла, которое приводит к разрушению Ме и не приводит к возникновению электрического тока в нем. Б) электро-химическая коррозия – разрушение Ме, которая сопровождается возникновением электрического тока в нем. Коррозионные действия проявляются при повышенных температурах 80-300 С. Коррозию вызывают серо-содержащие соединения, нефтяные кислоты и вторичные продукты окисления масел. Потенциальную коррозионную агрессивность масла оценивают кислотным числом. (КЧ<=0,1 мг КОН/100 мл). 6) эмульгируемость – способность масла образовывать эмульсию (нежелательное явление). 7) испаряемость. 8) пенообразование – масло+воздух. 9) т-ра вспышки – по ГОСТу tвспышки=130…330 С. 10) t застывания – по ГОСТу –10С,-30 С, -45 С, -60 С. 11)коксуемость. 12) содержание S – S не более 1%. 13) цвет по NPA – 1, 1 ½, 2, 2 ½, 3…4, 5…8.

Зависимость свойств масел от их состава:

1. У/в компоненты масел (а) нафтеновые и изо-парафиновые у/в (41-86 %). Чем > колец в молекуле нафтенового у/в, тем выше tкип. Данных фракций. Чем > атомов С в боковых цепях, тем выше вязкость и ИВ. С увеличением разветвленности понижается tзастывания. Частоту нафтеновых у/в определяют по показателям преломления. б)ароматические и нафтено-ароматические у/в (15-55 %). У/в различаются по числу атомов С в боковых цепях (от 3…5 до 25) и по числу колец в молекуле (от 1 (бензол) до 6…7). Нафтено-ароматические и ароматические с боковыми алкильными цепями увеличивают плотность, показатель преломления, способствуют более крутой вязкостно-температурной зависимости. Ароматические у/в способны к ассоциации, т.е.увеличивают диэлектрические свойства масел. Чем > боковых цепей, тем выше ИВ. В) твердые у/в (парафины, церезины). Нежелательные компоненты, увеличивают tзастывания масел, удаляются в процессе депарафинизации).

2. Неу/в компоненты масел (а) S-содержащие соединения (от сотых долей до 5…7% S). Чем выше tкип. фракций, тем > содержания сернистых соединений в ней. Присутствуют сульфиды, дисульфиды, тиофены, тиофаны, меркаптаны, и более сложные полициклические соединения. Влияют S-содержащие соединения на противо-коррозионные свойства, противоизносные, стабильность к окислению. Удаляются гидроочисткой, селективной адсорбционной очисткой. Содержание 0,5% S улучшают свойства масел. Б) САВ (в легких фракциях – 4…6%, в тяжелых фракциях – до 20 %). САВ – нежелательные компоненты, ухудшают эксплуатационные свойства, восприимчивость к присадкам, но как природные ПАВ защищают Ме от коррозии. Удаляются деасфальтизацией, селективной адсорбционной очисткой. В) нефтяные кислоты (от сотых долей до 1%)- нафтеновые, карбоновые кислоты, фенолы. Максимальное содержание в средних фракциях, нежелательные соединения вызывают коррозию Ме, увеличивает нагарообразование в двигателях, удаляются щелочной и селективной очистками. Г) N₂-содержащие соединения (в масляных фракциях 0,06-0,16% N-пиридин, хинолин, основная часть в тяжелых фракциях). Нежелательные соединения, отравляют кат-ры, способствуют смолообразованию при хранении масел. Д) Ме-органические соединения ( Va, Ni, Cu, As и др.) – в основном содержатся в САВ, в незначительном количестве. Могут катализировать процессы окисления, увеличивать коррозию оборудования. Нежелательные соединения удаляются в процессе деасфальтизации.