Повышение качества моторных масел путем введения присадок – ингибиторов коррозии

Если медьсодержащие присадки как правило усиливают окисление масел, что ограничивает область их применения, то медь-, никель-, молибден-, хром-, кадмий- и цинксодержащие присадки являются эффективными антиокислителями (Со > >Ni>Mo>Cr>Cd>Zn). Антиокислительное действие комплексов переходных металлов является одним из примеров отрицательного катализа с регенерацией активной части комплекса (иона металла) пероксидными радикалами. Поскольку ПАВ такого типа применяются в концентрации выше ККМ и образуют мицеллы, ядро которых -- это обобщенные сольва-тированные катионы переходных металлов, к ним применимы принципы мицеллярного катализа, что в некоторых случаях приводит к возрастанию объемно-реакционных и поверхностно-активных свойств присадок на один-два порядка;

- за счет активации молекулярного кислорода молибденом или хромом в зоне трения возможна каталитическая реакция водорода и кислорода с образованием воды, что должно препятствовать окислению и водородному износу. Доказано, что катионы легирующих элементов -- никеля, кобальта, хрома и особенно молибдена - способствуют депротонирова-нию воды в поверхностном слое металла, сдвигая влево соответствующую реакцию:

Кроме того, необходимо иметь в виду, что маслораство-римые ПАВ, содержащие щелочноземельные металлы, при работе двигателей внутреннего сгорания образуют зольные отложения, которые способствуют повышенному износу металла. В результате проникновения в процессе сгорания ПАВ в поверхностные структурные слои основного металла (стали, чугуна, алюминиевых сплавов и пр.) ионов щелочных и щелочноземельных металлов, а также олова усиливается разрушение металла согласно эффекту Ребиндера. На горячих деталях двигателей образуются зольные отложения с низкой температурой плавления золы, что вызывает интенсивный износ и так называемую „зольную коррозию".

В случае механо химических и три боте рмических превращений масло растворимых ПАВ и при наличии щелочноземельных катионов последние могут катализировать окислительно-восстановительные реакции на металле и усиливать локальные виды коррозии (пигтинг) и коррозию под напряжением (коррозионное растрескивание, коррозионную усталость, водородное охрупчивание, фреттипг-коррозию).

При сгорании маслорастворимых ПАВ, содержащих легирующие металлы, происходит облагораживание поверхностных слоев основного металла.

Таким образом, для улучшения качества современных моторных масел на высокоочищенной минеральной, синтетической или полусинтетической основе, а также для создания специальных защитно-антифрикционных составов используются защитно-антифрикционные присадки и композиции (пакеты), содержащие маслорастворимые ПАВ с легирующими металлами.

Состав моторных масел

Компонент % масс.

Базовое масло SAE 30 или 40 71.5 - 96.2

Металлосодержащий детергент 2-10

Беззольный дисперсант 1 - 9

Дитиофосфат цинка 0.5 - 3.0

Противоокислительный и

противоизносный агент 0.1 - 2.0

Модификатор трения 0.1-3.0

Противопенный агент 2-15 ррт

Депрессор 0.1-1.5

Детергенты

Детергенты - это меташюсодержащие моющие агенты. Они состоят из полярного субстрата и металла, что проиллюстрировано на рис. 1.

ПОЛЯРНЫЙ СУБСТРАТ ДЕТЕРГЕНТА

Углеводородный хвост Полярная голова

Олеофильная группа Место присоедине

Маслорастворимая ния молекулы

часть металла

Полярный субстрат детергента состоит из двух основных частей. Углеводородный "хвост", или олеофильная группа, представляет из себя часть полярного субстрата, способствующую совместимости и растворимости детергента в базовом масле. Другая часть полярного субстрата - "голова" - является местом, где молекула детергента образует связь с металлом.

Полярных субстратов подразделяются на следующие типы:

сульфонаты

феноляты

салицилаты

фосфонаты.

Xотя для приготовления детергентов использовались многие металлы, в настоящее время наиболее употребимыми являются кальций, магний и натрий.

Детергенты обладают моющими свойствами. В моторных маслах они способствуют нейтрализации серной и окси-кислот. В процессе сгорания топлива соединения серы, присутствующие в топливе, окисляются с образованием оксидов серы. Оксиды серы затем соединяются с водой, образующейся при сгорании, с образованием серной кислоты. Особенно много серной кислоты образуется при эксплуатации дизельных двигателей, поскольку дилельное топливо может содержать до 4 процентов серы.

Оксикислоты, в свою очередь, образуются при окислении различных компонентов базового масла, составляющего основную часть готовых масел. Детергенты также обладают антиржави-йными свойствами.

Сульфонатные детергенты подразделяются на 2 вида: нефтяные сульфонаты и синтетические сульфонаты. Нефтяные - это так называемые "природные" сульфонаты; они образуются в качестве побочных продуктов при производстве белого масла, когда минеральное масло контактирует с серной кислотой с образованием собственно "белого" масла и смеси сульфокислот. После обработки полученной смеои сульфокислот гидроксидом натрия образуются два разных типа мыл. Кислые мыла, называемые также ”махогонными" (красными) из-за красноватого цвета, являются натриевыми сульфонатами (мылами), которые служат исходным материалом для получения нефтяных сульфонатных присадок.

Второй тип - это так называемые "зеленые" кислые мыла. Они растворяются в воде и обычно идут в отходы производства.

Антикоррозийные присадки

Существует 3 класса антикоррозийных присадок: нейтральные, кислотные и щелочные. Этоксилированные алкил-фенолы или нейтральные соли детергентов являются присадками нейтрального типа. Алкенилянтарные кислоты и аминофосфаты - примеры антикоррозийных присадок кислотного типа. (См. рис. 16.)

Высокощелочные субстраты и амино-соединения являются основными антикоррозийными присадками щелочного типа.

Ингибиторы окисления

Ингибиторы окисления и коррозии подшипников являются неотьемлимой частью многих пакетов присадок к смазочным маслам. Эти соединения предотвращают окисление смазочного материала путем связывания свободных радикалов, образующихся при контакте масла с кислородом. Эти присадки также защищают металлические части от кислотной коррозии, образуя защитную пленку на поверхности смазываемых частей и механизмов. Существует много видов ингибиторов окисления и коррозии. Химические соединения этого класса включают в себя дитиофосфаты цинка, фенольные, ароматические нитро-соединения, а также соединения, содержащие серу и фосфор.



2.2 КОМПОЗИЦИИ ПРИСАДОК, СНИЖАЮЩИЕ ПОТЕРИ НА ТРЕНИЕ, КОРРОЗИЮ И ИЗНОС

При составлении композиций (пакетов) присадок и ингибиторов коррозии, снижающих потери на трение, коррозию и износ, необходимо учитывать следующие факторы:

химическое строение и функциональные свойства каждого из выбранных продуктов (ПАВ) ;

межмолекулярные и межфазовые взаимодействия выбранных продуктов в объеме масла (малополярной углеводородной среды), приводящих к образованию новых ассо-циатов, комплексов, смешанных мицелл и других сложных структурных единиц. Межмолекулярные и межфазовые взаимодействия в объеме масла непосредственно связаны с их поверхностными свойствами, в частности со способностью образовывать абсорбщюнно-хемосорбционные пленки на металле, уменьшающие потери на трение, коррозию и износ |6, 7, 59].

Изучение межмолекулярных взаимодействий ПАВ в объеме масла с образованием синергетических активированных различных комплексов -- с водородной связью, с переносом заряда, свободных стабильных радикалов, смешанных мицелл и др. -- проведено на модельных системах -- смесях углеводородов различной полярности, минеральных и синтетических жидкостей, нефтяных и синтетических сульфонатов, присадок и ингибиторов коррозии. Всего изучено и описано более десяти вариантов подбора синергетических смесей маслорастворимых ПАВ, образующих активированные комплексы (ассоциаты) [48].

Ранее были сформулированы теоретические принципы получения комбинированных защитных присадок, которые включают следующие функциональные маслорастворимые ПАВ (табл. 10) [6,7,23]:

ингибиторы коррозии хемосорбционного типа -- доноры а (или) акцепторы электронов;

ингибиторы коррозии адсорбционного типа; водовытесняющие и быстродействующие ПАВ, ингибирующие водную фазу -- электролит;

Противоокислительные и противокоррозионные присадки.

По этому принципу были получены защитные присадки к маслам второго поколения: НГ-107М, НГ-110Т, НГ-ПОМ и др

Комбинированные ингибиторы коррозии первого поколения (АКОР-1, КП) создавались без учета всех указанных выше принципов и обладали недостаточной защитной эффективностью, в связи с чем добавлялись в масла в количестве 10-20 % (масс). Эти высокозольные присадки усиливают коррозию в кислых средах, коррозионное растрескивание, фреттинг-коррозию..

Композиции присадок и составы второго поколения значительно более эффективны и обеспечивают длительную защиту двигателей при хранении (в зависимости от условий от 3 до 15 пет) при концентрации в маслах 3-5 % (масс). Эти присадки и составы снижают отдельные виды коррозионного и коррозионно-механического износа. Однако они недостаточно эффективны в условиях усталостного износа, коррозионного растрескивания, фреттинг-коррозии. Они также слабо снижают водородный износ [52-58].

Композиции присадок и ингибиторов коррозии третьего поколения (типа „Моника", ЭКОМИН-2 и др.) содержат в своем составе помимо ранее известных функциональных ПАВ антифрикционные или защитно-антифрикционные присадки IL, содержащие легирующие металлы. Эти композиции обладают такой же эффективностью защиты от электрохимической коррозии в стационарных условиях при содержании 3--5 % (масс.) в масле, как и комбинированные ингибиторы коррозии второго поколения, но уменьшают все виды коррозионного и коррозионно-механического износа.

Наличие в композициях третьего поколения наряду с традиционными быстродействующими и водовытесняищими компонентами и донорно-акцепторными ингибиторами компонентов, эффективных в условиях кислотной коррозии и коррозионного растрескивания, а также Мо-содержащих ПАВ, проявляющих себя в условиях электрохимического и усталостного питтинга, циклической усталости, коррозионной усталости, водородного износа и фреттинг-корро-зии, придает композиции свойства многофункциональной присадки. Такие присадки эффективны как в статических условиях электрохимической коррозии, так и в динамических условиях при усталостном и коррозионно-механическом износе [47--591.

Во всех случаях они воздействуют на химическо-электрохимическую коррозионную составляющую общего износа машин и механизмов, обеспечивают маслам повышенные противоизносные, противозадирные и антифрикционные свойства.

Антифрикционно-защитные присадки и композиции третьего поколения особенно нужны при применении современных моторных низко застывающих масел на хорошо очищенной высокоиндексной минеральной основе, а также в случае полусинтетических и синтетических масел, работоспособных при весьма низких температурах. Низкозастывающие высокоиндексные масла позволяют экономить топливо за счет низкой вязкости и хорошей вязкостно-температурной характеристики, но нуждаются в значительном улучшении несущей способности масляной пленки, в повышении противоизносных, противозадирных, противокоррозионных и защитных свойств за счет введения в них композиций третьего поколения.

2.3 ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОНСЕРВАЦИОННЫХ, КОНСЕРВАЦИОННО-РАБОЧИХ И РАБОЧЕ-КОНСЕРВАЦИОННЫХ МАСЕЛ

Классификация и уровень функциональных свойств рабоче-консервационных и консервационно-рабочих масел по сравнению с соответствующим уровнем свойств рабочих и консервационных масел различных типов представлены в табл. 37 [130--140].

Современные рабоче-консервационные масла должны обладать следующими особенностями, определяющими принципы их разработки:

обладать хорошими или очень хорошими физико-химическими, противоокислительными, моющими, смазывающими, противо-износными и противозадирными свойствами, что достигается подбором соответствующей углеводородной базы (минеральной, синтетической или смешанной) и композицией присадок. В рабоче-консервационных маслах ингибиторы коррозии не только не должны ухудшать эти показатели, но улучшать их, синергетически сочетаясь с базой и основной композицией присадок. Для консервационно-рабочих масел допустимо некоторое ухудшение основных эксплуатационных свойств, которые тем не менее должны оставаться на среднем или высоком уровне (масла с присадками АКОР-1, КП и др.). Чисто консервационные масла хорошими эксплуатационными свойствами не обладают (К-17, НГ-208 и др.). Современные рабоче-консервационные масла для форсированных карбюраторных и дизельных двигателей автотракторной техники (типа M-PKi и М-РКа) по совокупности эксплуатационных свойств не уступают рабочим маслам серии «Г», используемым в самых напряженных машинах последних конструкций [130]. Рабоче-консервационные трансмиссионные масла типа Т-РК с присадкой НГ-107Т имеют очень высокий уровень противоизносных и проти-возадирных свойств;

2) обладать высокими противокоррозионными свойствами по отношению к черным и цветным металлам во всем диапазоне температур и в течение всего срока работы масла, что достигается выбором соответствующих противокоррозионных присадок и ингибиторов коррозии, не ухудшающих эти показатели. Это условие обязательно для всех типов масел разного назначения (см. табл. 37);

защищать черные и цветные металлы (во всяком случае не усиливать их коррозию) в паровой фазе, над зеркалом нагретого до высоких температур (120--250°С) масла. Другими словами, продукты испарения и разложения масла не должны быть коррозионно-агрессивны в паровой фазе, что особенно важно для авиационных и некоторых специальных масел;

надежно защищать от коррозии черные, цветные металлы и сплавы в тонкой пленке, что достигается введением в масла комбинированных ингибиторов коррозии, состоящих из соединений хемосорбционного и адсорбционного типов. Уровень защитных свойств масел различного назначения в тонкой пленке показан в табл. 38. Как видно из табл. 37 и 38, по уровню защитных свойств в тонкой пленке рабочие масла разительно отличаются от рабоче-консервационных, а последние приближаются к уровню защитных свойств консервационно-рабочих и консервационных масел;

не терять высоких защитных свойств в тонкой пленке после эксплуатации (окисления) масла в экстремально жестких условиях. Другими словами, отработанные рабоче-консервационные масла должны обладать такими же высокими защитными свойствами в тонкой пленке, как и исходные.- Изучали защитные и противокоррозионные свойства окисленных и отработанных моторных масел для автотракторной техники и авиационных масел на минеральной основе [21, 22]. Отработанные масла проверяли на защитные свойства после различных стендовых испытаний и отработки ресурса масла при эксплуатации машин в натурных условиях. Были выявлены некоторые общие закономерности (см. табл. 38 и 41):

уровень защитных свойств окисленных и отработанных рабочих масел, особенно масел, содержащих композиции современных присадок, по отношению к черным металлам существенно повышается. Это согласуется с нашими данными о получении масло-растворимых ингибиторов коррозии и защитных масел окислением минеральных масел воздухом в различных условиях [15, 18, 121]. Значительно повышается также уровень защитных свойств в тонкой пленке отработанных рабоче-консервационных масел по отношению к черным металлам;

уровень защитных свойств рабочих масел по отношению к цветным металлам, а также их противокоррозионные свойства в результате накопления кислых продуктов окисления и разложения масел и присадок значительно ухудшаются и достигают иногда опасных или браковочных значений. Такая же тенденция наблюдается для рабоче-консервационных масел.

Способность масла защищать поверхности металлов от атмосферной влаги оценивали по следующей методике. Стаканчики с маслом, на дно которых опущены стальные пластинки на глубину 5 см, помещали в эксикаторы с налитой на дно водой. В эксикаторах циклически поддерживали температуру от 20 до 80 °С и относительную влажность от 80 до 98%- В образцах масла определяли наличие воды (по ГОСТ 2477--65 и ГОСТ 14870--69) и оценивали коррозию стальных пластин. Результаты исследований (рис. 21) показывают, что с течением времени в рабочих незащищенных маслах интенсивно накапливается вода, часть ее выделяется в самостоятельную фазу на дне стакана. Коррозия пластин начинается через 5--8 ч и через 10 сут достигает значительных размеров. Обводнение рабоче-консервационных масел со специальными добавками идет значительно медленнее, и пластинки в течение 10 сут остаются полностью защищенными от коррозии.

Рис. 2 Кинетика поглощения воды (сплошные линии) и коррозии стальной пластинки (пунктирные линии) под слоем различных масел

1. минеральное рабочее масло с присадками; 2 - то же РК, 3 - синтетическое масло с присадками; 4 - то же РК

До сравнительно недавнего времени (начала 60-х годов) основным средством внутренней консервации двигателей и механизмов были рабочие масла с низкими защитными свойствами. Для внутренней консервации некоторых двигателей, компрессоров, редукторов и других механизмов широко использовали плотные смазки типа технического вазелина, пушечной, ПП-95/5 и др. Помимо низкой эффективности внутренняя консервация сложных металлоизделий рабочими маслами и плотными смазками требовала огромных затрат труда и материальных средств на консервацию и расконсервацию изделий (табл. 42).

Так, при защите рабочими маслами основные затраты складываются из затрат на операции по переконсервации (через 3--6 месяцев при хранении техники на открытых площадках, что составляет за 10 лет до 40 операций); при внутренней консервации плотными смазками основные затраты труда, энергии и вспомогательных материалов (растворителей, ветоши и т. п.) приходятся на проведение консервации и особенно расконсервации: удаления смазки из внутренних поверхностей изделия сложного профиля, разборки этого изделия, промывки деталей, сбортки изделия и т. д. Так, на внутреннюю консервацию среднегабаритного компрессора плотными смазками требуется около 10 чел.-ч, на его расконсервацию (разборку, промывку, сборку)--до 60 чел.-ч, при этом затрачивается 3--6 кг растворителей (бензина, уайт-спирита, три-хлорэтилена), до 5 кг ветоши или концов-салфеток. Еще больше времени и средств тратится на расконсервацию двигателей внутреннего сгорания [14, 21, 22] (см. табл. 42).

Рабочие масла, используемые как защитный материал, могут быть применены на длительный срок только в том случае, если изделие хранится в специальных условиях (в абсолютно герметичных коконах, контейнерах с динамической или стационарной осушкой воздуха силикагелем, на специальных складах с низкой относительной влажностью воздуха и строго контролируемой постоянной температурой, т. -е. в условиях, когда изделие без всякого масла не подвергается электрохимической коррозии). Подавляющая часть промышленной и сельскохозяйственной техники хранится, транспортируется и эксплуатируется в гораздо более жестких условиях. Значительным достижением при защите машин и механизмов от коррозии явились разработанные в конце 50-х--начале 60-х годов так называемые жидкие защитные смазки -- консервационные масла К-17, НГ-203А, Б, В, несколько позже -- НГ-204у и НГ-208 [14--24, 131, 132]. Аналогичные продукты широко выпускаются и зарубежными фирмами: «Мовиль-Коме» и «Шелл-Энзис» (Англия), «Ничисеки» и «Пинетол» (Япония), «Тектил» и «Сэйки» (США), «Динитрол» (Швеция), «Прот» (Италия) и др.

Консервационные, а позднее консервационно-рабочие и рабоче-консервационные масла в настоящее время полностью вытеснили пластичные смазки из сферы внутренней консервации двигателей, машин и механизмов. Главный эффект от применения консерва-ционных масел для внутренней защиты металлоизделий взамен плотных смазок и рабочих масел заключается в снижении трудозатрат и относительной стоимости консервации и расконсервации техники (в 3--5 раз по сравнению с рабочими маслами и 6--10 раз но сравнению с плотными смазками). Расчет экономической эффективности, проведенный применительно к средней сельскохозяйственной технике (трактору, сеялке, культиватору, комбайну), грузовому автомобилю и среднему металлообрабатывающему станку, показал, что использование консервационных (или консервацион-но-рабочих) масел вместо плотных смазок дает экономию на одну машину от 3000 до 45000 сум. (при расходе жидких продуктов 0,5--5 кг на машину); использование 1 т жидких ингибированных продуктов-- от 5 до 1.2 тыс. руб. экономии [21, 22, 131--134].

Следующим шагом вперед было освоение промышленного производства ингибиторов коррозии АКОР-1 и КП, консервационно-рабочих масел с этими присадками, а также разработка консерва-ционно-рабочего масла НГ-207 [21--25, 133--137] (см. табл. 43). Присадки АКОР-1 и КП выпускают как товарный продукт и смешивают их на местах потребления с маслами (желательно при 80--90 °С) до образования полностью однородной смеси. Полученные консервационно-рабочие масла используют по назначению. Обычно в моторные масла для двигателей внутреннего сгорания, компрессорные и трансмиссионные масла вводят 10% присадки АКОР-1 или 20% присадки КП; в индустриальные и некоторые гидравлические масла присадку АКОР-1 вводят в концентрации 3--5% [133, 134].

Применение консервационных и консервационно-рабочих масел нормируется: по промышленности -- ГОСТ 13168--69 «Консервация металлических изделий» (включая крупногабаритные); по сельскому хозяйству--ГОСТ 7751--71 «Техника, используемая в сельском хозяйстве; правила хранения» и по межоперационной защите заготовок, деталей и сборочных единиц металлических изделий на заводах-изготовителях -- ГОСТ 9028--74. Кроме того, имеются другие межотраслевые и отраслевые стандарты, нормали, инструкции и положения, допускающие к использованию продукты, представленные в табл. 43, и рабоче-консервационные масла, представленные в табл. 44 [21--23, 75, 131 --138].

Согласно вышеперечисленным документам, можно выделить две основные области применения консервационных, консервационно-рабочих и рабоче-консервационных масел: непосредственно на металлообрабатывающих, машиностроительных и других заводах-изготовителях в процессе изготовления техники, для межоперационной защиты деталей и узлов и консервации изделия в сборе на период его транспортирования и хранения; при хранении, периодической и постоянной эксплуатации техники.

Консервационные масла К-17, НГ-203А.Б, В; НГ-204у, НГ-208, а также масла с присадками АКОР-1 и КП широко применяют на заводах автомобильной, тракторной, инструментальной, станкостроительной, судостроительной, авиационной, подшипниковой, сельскохозяйственного машиностроения и других отраслей промышленности для межоперационной защиты и консервации готовых изделий. В первом случае защитные масла наносят на изделия методом окунания (на потоке) или пульверизации (разбрызгивания). Готовые изделия (двигатели, компрессоры, редукторы и т. п.) консервируют, наливая защитное масло в картер с последующей проработкой двигателя или механизма в течение 15-- 20 мин. На некоторых заводах консервацию совмещают с обкаткой двигателя, для чего в обкаточные масла вводят присадку АКОР-1 [133] (например, к обкаточному маслу ОМ-2 добавляют 1% коллоидной серы и 10% АКОР-1). Аналогично консервируют двигатели, установленные на автотракторной и другой технике у потребителей. После кратковременной работы двигателя на холостом ходу защитное масло должно присутствовать на всей поверхности зеркала цилиндров и других деталях, не подвергающихся смазке в процессе работы. После этого консервационные и консервацион-но-рабочие масла, как правило, сливают. Консервационно-рабочие масла могут быть оставлены в картере на период хранения; на этих маслах разрешена эксплуатация автотракторной техники. Эксплуатировать, даже кратковременно, технику на консервационных маслах (К-17, НГ-203, НГ-204у, НГ-208) нельзя.

Рабоче-консервационные масла прошли полный комплекс лабораторных, стендовых (квалификационных) и натурных испытаний на автомобилях ЗИЛ-130, ЗИЛ-157К, ЗИЛ-164, ГАЗ-51, КРАЗ-214, «Урал-375», МАЗ-537, МАЗ-543 и других, а также на тракторах некоторых типов (Т-74, Т-700 «Кировец» и др.) [15, 21--25, 133--139]. Так, стендовые испытания рабочих и рабоче-консервационных масел на двигателях ГАЗ-М-20 и ОД-9; на двигателе 24-8,5/11 по методу ГСМ-100 в условиях форсированного температурного режима; на двигателях ЯМЗ-238 и СДМ-14А показали, что консервационно-рабочее масло значительно снижает на-гаро- и лакообразование в двигателе, улучшает состояние поршневых колец, значительно уменьшает общий (коррозионно-механи-ческий) износ всех ответственных деталей. Ниже приведены результаты стендовых .испытаний рабочих, консервационно-рабочих и рабоче-консервационных масел на двигателях; в качестве рабочих масел в данном случае испытывали штатные масла для нефорсированных двигателей серий М-8БЬ М-10Б2 (Bi --для карбюраторных, Б2 -- для дизельных) --см. стр. 194.

Как видно из этих данных, добавление ингибитора коррозии в масло серии Б улучшает его моющие и противоизносные свойства. Приведены также результаты испытаний рабоче-консервационных масел, отвечающих по уровню рабочих свойств серии Г и содержащих композиции современных присадок и ингибиторов коррозии (масла типа М-РКг). Как видно, такие масла помимо высоких защитных свойств обладают прекрасными моющими и противоизносными свойствами. Их рекомендуют применять во время постоянной или периодической эксплуатации техники, а также во время ее хранения или транспортирования [14--25, 137--140].

Большая группа рабоче-консервационных масел используется на заводах-изготовителях (см. табл. 44). Так, для пропитки и защиты от коррозии металло-керамических изделий на автомобиле-, вертолето- и самолетостроительных заводах взамен обычных индустриальных масел используют масла НГ-210 и НГ-217у [137].

3. Экспериментальная часть

3.1 Исследование моторных масел

Современные моторные масла, особенно группы Г1 иГ3, содержащие значительное количество моющих присадок -- до 5--8 % (масс.) -- без введения в них ингибиторов коррозии, обладают удовлетворительным уровнем защитных свойств и способны защищать двигатели внутреннего сгорания при периодической эксплуатации и хранении автомобилей в течение 1-1,5 лет.

Вместе с тем моющие присадки, особенно более полярные сульфонатные и алкилсалицилатные присадки, увеличивают износ двигателей и в отдельных случаях - коэффициент трения прежде всего за счет вытеснения с поверхности металла антифрикционных, против оизносных и противозадирных присадок, а также естественных ПАВ -- полярных компонентов минеральных масел. Увеличение износа и повышение коэффициентов трения при использовании моющих присадок проявляется прежде всего на форсированных двигателях при напряженных высокотемпературных режимах работы [261- Поэтому в композициях современных моторных масел на хорошо очищенной минеральной, полусинтетической или синтетической основе необходимо строго определенное, научно обоснованное сочетание присадок объемного и поверхностного действия. Как известно не все масла способны снижать отдельные виды износа- Так, моторные масла серий В, и В2 усиливают фреттинг-коррозию, коррозионное растрескивание и питтинг; многие трансмиссионные масла усиливают усталостный и коррозионно-усталостный износ, кислотную коррозию и другие виды износа. Только немногие масла, содержащие в своем составе современные пакеты присадок, имеют достаточно хороший уровень функциональных свойств, способны снижать большинство видов износа и обеспечивать экономию топлива за счет уменьшения коэффициентов трения. К таким маслам относится единое для карбюраторных и дизельных двигателей всесезонное масло М--43/8ГРК на полусинтетической основе. Масло содержит в своем составе загущающие, детергектно-диспергирующие, противокоррозионные, противоокислительные, противоизносные, противо-питтинговые и другие присадки, а также комбинированный масло растворимый ингибитор коррозии.

В то же время наличие в масле правильно подобранной композиции масло растворимых ПАВ поверхностного действия обеспечивает защиту двигателей от износа при трении, усталостного и электрохимического питтинг а, фреттинг-коррозии, растрескивания и других видов износа.

Весьма высокими показателями обладает рабоче-к о нее рва-ционное масло М--8ГИ для обкатки и первой заправки автомобилей семейства „Жигули", а также всесезонное масло для этих автомобилей М--63/lor( с 1 % (масс.) защитно-антифрикционной присадки ПАФ--4 (ЭКОМИН). Присадка ПАФ-4 в количестве 1 - 1,5% (масс.) в маслах М-6/10Г,, М-8В,, М-бэ/ЮГ,, М-10ДМ прошла широкие лабораторные, стендовые испытания на установках СКТ-НАМИ, НАМИ-1М, НКМ, на двигателях „Питтер-Wl", МЕМЗ, КАМАЗ-740, ГАЗ-24, ЗИЛ-645, ВАЗ 2101, на стендах с беговыми барабанами автомобилей ВАЗ 2105, 2106, 2107 и „Москвич-2140", а также полигонные и эксплуатационные испытания на автомобилях семейств „Жигули", „Москвич", „Волга". Результаты некоторых сравнительных испытаний масла М-6/10Г| с 1 % (масс.) присадки ПАФ--4 представлены в табл. 16. Как видно из этих данных, введение всего 1 % защитно-антифрикционной присадки позволяет значительно снизить износ узлов и агрегатов двигателя, особенно распределительного вала (системы „кулачок - толкатель"), уменьшить количество отложений, улучшить динамические характеристики автомобиля (снизить время разгона) и получить экономию топлива до 5 % (масс.).

3.2 Исследование ингибитора коррозии «ТАДИ - ХИМ»

В нашей республике весь набор присадок пока не производится и поэтому выпускаемые в ФНПЗ масла содержат присадки ДФ-11 (дитиофосфат цинка), ВНИИНП - 360 (алкилфенолят кальция) и полиизобутилен, как вязкостная присадка.

Нами для создания рабочее-консервационных масел рекомендуется добавить к этому набору присадок сульфосукцинимид мочевины - беззольный ингибитор коррозии на основе синтетического масла - алкенилянтарного ангидрида и октола.

Данную присадку условно назвав «ТАДИ - ХИМ» мы исследовали добавив в базовое масло М-8А в количестве 5% и убедились в её защитной эффективности.

Защитные свойства определяли согласно ГОСТ 9.054 при погружении в «морскую воду», в термовлагокамере Г-4, а также по водовытесняющему эффекту.

Таблица 3

Результаты исследования защитных свойств ингибитора коррозии «ТАДИ-ХИМ»

Продукты	Защитные свойства %	Водовытеснение, мм
	В морской воде, 20 час	В термовлагокамере, 8 сут.	30 сек d1	3 мин d2	5 мин d3
Масло М-8А	80	85	0	0	0
Масло М8А+5% ТАДИ-ХИМ	2	0	107	128	128
Масло М8А+5% ДФ-11	20	7	66	70	70
Масло М8А+5% ВНИИНП-360	80	5	25	25	20

Из данных таблицы видно, что защитные свойства масла улучшилось в несколько раз, а диаметр водовытеснения увеличился до 128 мм.

Особенно важно «эффект последействия», т.е. площадь освобожденной от воды отталкивает воду даже после удаления остатков масла. Этим подтверждается образование на поверхности металла адсорбционно-хемосорбционной защитной микропленки, которая появляется на освобожденной от воды поверхности металла. Это происходит благодаря высокой энергетической связи молекул металла и ингибитора.

Результаты проведенных нами исследований, а также ранее проведенные Ю. Шехтером, А. Собиржановым и др. учеными исследования по изучению моющих и противоизносных свойств этих присадок дало нам возможность сформулировать следующие выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате резкого увеличения парка автомобилей возрос объем работ по транспортировке предпродажного хранения, эксплуатации и ремонта автомобилей. Возникла потребность в различных сортах масел, в том числе рабочее-консервационных маслах.

В связи с отсутствием производства в РУз , рабоче-консервационные масла импортируются в небольших количествах и не покрываются потребность в них.

Разработка рецептуры и организация производства масел в республике позволяет экономить валютные средства, снизить себестоимость эксплуатации автомобиля, и способствует выполнению требований антикризисной программы.

По результатам исследований установили, что добавление в рабочие масла 5% новой присадки - ингибитора коррозии на основе сульфоалкенилянтарной кислоты улучшит защитные свойства в 1,5 раза.

Механизм улучшения защитного свойства масла объясняется тем, что введенный ингибитор коррозии, благодаря полярности, поверхностной активности и более сильной энергии связи с металлом вытесняет с поверхности деталей влагу и электролит, образуя там тонкие адсорбционно-хемосорбционные пленки. Эффект этой пленки сохраняется даже после механического удаления масла, что подтверждается сохранением диаметра участка освобожденного от воды (d3)

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Каримов И.А. «Мировой финансово-экономический кризис, пути и меры по его преодолению в условия Узбекистана. Т.% «Узбекистан». 2009. 47 с.

2. Каримов И.А. «О Государственной программе «Год гармонично развитого поколения» . Газета «Правда Востока» от 28 января 2010 года

3. Гуреев А.А. и др. Химмотология. М.: Химия, 1986, 368 с.

4. Конь М.Я. и др. Нефтеперерабатывающая промышленность за рубежом, М.: Химия, 1986 184 с.

5 Радченко E. Д., Шехтер Ю. Я.//Химия и технология топлив и масел. 1987. № 4. С. 2-6.

6. Шехтер Ю. #., Виленкин А. В., Крейн С. А.//Химия и технология топлив и масел. 1975. №5. С. 32-35.

7.Богданова Т. И.. Шехтер Ю. И. Ингибированные нефтяные составы для защиты от коррозии. М.: Химия, 1984. 248 с.

8.Wilfried J. Bartz//Eido\ und Kohle. 1980. Bd. 33. Heft 2. S. 578-87.

9. Fischer W. H., Brexbaum R. W.//V S Dep. Commer. Nat. Bur. Stand. Spec. Publ. 1983. V. XX. № 647-2. 298 p.

10. Гаркунов Д. Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1985. 424 с.

11. Шехтер Ю. #., Школьников В. М., Богданова Т. И., Милова-нов В. Д. Рабоче-консервационные смазочные материалы. М.: Химия, 1979. 256 с.

12. Гуреев А. А., Шехтер Ю. И., Тимохин И. А. Средства защиты автомобилей от коррозии. М.: Транспорт, 1983. 208 с.

13. Рейхелът В. Антикоррозионная защита автомобилей: Пер. с нем./ Под ред. А. Г. Никитина. М.: Транспорт, 1977. 104 с.

14. Коррозия автомобилей и ее предотвращение: Пер. с польск./Под ред. А. В. Синельникова. М.: Транспорт, 1985. 37 с.

15.Григорьев М. А., Бунаков Б. М., Долецкий В. А. Качество моторного масла и надежность двигателей. М.: Изд-во стандартов, 1981. 232 с.

16. Bartz Wilfried 7.//MTZ. 1980. №1. S. 7-12.

17. Hitoshi Hamaguchi, Joshihiro Mocda, Tsutomu Macda. Fuell Efficient Motor Oil for Japanese Passenger Gars. Jntern. Congr. and Exposition Cobo Hall. Detroit. Michigan, Fete. 23-27, 1981. SAE Fechnical Paper Series 810316. 1981. P. 1-15.

18. Джост П. Трение и износ. 1986. Т. 7. №4. С. 593-603.

19. Барвелл Ф. Г.//Трение и износ. 1986. Т. 7. № 5. С. 781-790.

20.Белый В. А., Свириденок А. #.//Трение и износ. 1987. Т. 8. № 1. С. 5-24.

21.Теоретические основы химмотологии/Под ред. А. А. Браткова. М.: Химия, 1985.320 с.

22. Гуреев А. А., Фукс И. Г., Лашхи В. Л. Химмотология: Учебн. для вузов. М.: Химия. 1986. 368 с.

23.Бурлака Г. Г.//Химия и технология топлив и масел. 1983. № 5. С. 45-46.

24.Бурлака Г. Г.//Химия и технология топлив и масел. 1986. № 4. С. 44-45.

25. Бурлака Г. Г.//Химия и технология топлив и масел. 1987. № 2. С. 43-44.

26. Chemical Bussiness. 1963. V. 233 № 6. P. 38-39.

27. Шехтер Ю., Крейн С. Э., Тетерина Л. Н. Маслорастворимые поверхностно-активные вещества. М.: Химия. 1978. С. 304.

28. Бронштейн Л. А., Школьников В. М., Калинина Э. В., Степуро О. С, Шехтер Ю. Н. Оценка качества и прогнозирование свойств рабоче-консервационных масел. Обзор. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1987, % с.

29.Братков А. А., Никитин В. В., Поляков И. С, Радченко Е. Д.Ц Химия и технология топлив и масел. 1981. № 1. С. 8-10.

30.Венцель С. В. Применение смазочных масел в двигателях внутреннего сгорания. М.: Химия, 1979. 240 с.

31. Томатов Я. Д. Теория коррозии и защиты металлов. М.: Изд.-во АН СССР. 1960.591с.

32. Розенфелъд И. Л. Коррозия и защита металлов. М.: Металлургия, 1970.448 с.

33. Чихос X. Системный анализ в трибонике: Пер. с англ./Под ред. О. Н. Вишнякова. М.: Мир, 1982. 351 с.

34.Мур Д. Основы и применение трибоники: Пер. с англ./Под ред. И. В. Крагельского М.: Мир, 1978. 487 с.

35.Бакли Д. Поверхностные явления при адгезии и фрикционном взаимодействии: Пер. с англ./Под ред. А. И. Свириденко. М.: Машиностроение, 1985. 360 с.

36. Лапшин С. у4.//Вестн. машиностроения. 1980. № 12. С. 22-26. Шор Г. И., Евстигнеев Е. В., Лапин В. П.//Электрические явления при трении, резании и смазке твердых тел/Под ред. М. М. Хрущова. М.: Наука, 1973. С. 41-48.

37. Грамаковский Д. /".//Химия и технология топлив и масел. 1985. №11. С. 37-39.

38. Михин Н. М., Кушлева Л. А., Родионов А. /0.//Трение и износ. 1984. Т. 5.NM.C. 143-148.

39. Глухенъкий А. И., Тыркаев В. В., Бадыштова К. М., Литвинова Я. Ж. Трение и износ. 1984. Т. 5. № 6. С. 1040-1044.

40. Венцелъ С. В., Курманова Я. Я, Бездеркин В. А., Мамаев В. В., Миронов Е. А,, Козырь Л. Г.//Трение и износ. 1985. Т. 6. № 4. 661-665.

41. Уотерхауз Р. Б. Фреттинг-коррозия: Пер. с англ./Под ред. Г. Н. Филимонова. Л.: Машиностроение, 1976. 272 с.

42. Гутман Э. М.//Механохимия металлов и защита от коррозии. М.: Металлургия, 1981. 271 с.

43.. Новаковский В. Л/.//Защита металлов. 1979. Т. 15. № 1. С.3-18.

44. Степуренко В. Т., Проскуряков Г. Т., Сахаров М. Г., Олей-ник В. Я.//Защита металлов. 1975. Т. 11. № 2. С. 155-159.

45. Степуренко В. Т., Сахаров М. Г., Степуренко Ю. В., Проскуряков Г. Т.//Защита металлов. 1978. Т. 14. №6. С. 706-711.

46. Петров Л. Н., Степуренко Ю. В., Стрижак П. Я.//Защита металлов. 1982. Т. 18. № 4. С. 540-545.

47. Защита от водородного износа в узлах трения/Под ред. А. А. Полякова. М.: Машиностроение, 1980. 135 с.

48. Долговечность трущихся деталей машин/Под ред. Д. Н. Гарку-нова. М.: Машиностроение, 1986. Вып. 1. 264 с.

49.Соловей Я. Ф., Тороп В. В., Матюшенко В. Я.Н Трение и износ. 1985.Т. 6. №4. С. 751-754.

50. Присадки к смазочным маслам: Сб. научн. тр. ВНИИ НП/Под ред В. М. Школьникова. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1981. Вып. 40. 148 с.

51. Смазочные материалы для защиты от коррозии: Сб. научн. тр. ВНИИ НП/Под. ред.В. М. Школьникова. М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1985. Вып. 47. 123 с.

52. Нефть, процессы и продукты ее углубленной переработки: Сб. науч. тр. ВНИИ НП/Под ред. В. М. Школьникова. М.: ЦНИИТЭНефтехим. 1983. Вып. 44. 147 с.

53. Фурман А. Я., Шехтер Ю. Я, Школьников В. М.. Широкова Г. Б.Ц Химия и технология топлив и масел. 1984. № 2. С. 37-39.

54. www.ninnelt.de

55. www.safe-ita.com

56. www.fas-uni.de

Размещено на Allbest.ru