Смазочные масла и присадки к маслам

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования РФ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Нефтяное товароведение»

на тему: «Смазочные масла и присадки к маслам»

Пермь 2009

СМАЗОЧНЫЕ МАСЛА

Смазочные масла, применяемые практически во всех областях техники, в зависимости от назначения выполняют следующие основные функции: уменьшают коэффициент трения между трущимися поверхностями, снижают интенсивность изнашивания, защищают металлы от коррозии, охлаждают трущиеся детали, уплотняют зазоры между сопряженными деталями, удаляют с трущихся поверхностей загрязнения и продукты изнашивания. Масла служат рабочими жидкостями в гидравлических передачах, электроизоляционной средой в трансформаторах, конденсаторах, кабелях, масляных выключателях, используются для приготовления смазок, присадок и т.п.

По области применения масла разделяют:

на моторные (для карбюраторных, дизельных и авиационных двигателей),

трансмиссионные,

турбинные,

компрессорные (для воздушных и холодильных компрессоров),

электроизоляционные,

индустриальные (общего назначения, для гидросистем, зубчатых передач, направляющих скольжения, специальные),

приборные.

В товарном ассортименте более 400 марок масел различного назначения, однако широко распространено ограниченное их количество.

По источнику сырья масла подразделяют:

на минеральные (нефтяного происхождения),

синтетические,

По способу получения:

на дистиллятные,

остаточные (получаемые из остатка перегонки нефти - гудрона)

компаундированные (смешанные из дистиллятного и остаточного компонентов).

По способу очистки различают

неочищенные масла (продукты прямой перегонки нефти),

масла кислотно-щелочной,

кислотно-контактной,

селективной и адсорбционной очистки,

гидрокрекинга.

Основное количество масел производят с использованием процессов селективной очистки (очистки избирательными растворителями).

Качество масел различного назначения определяется показателями физико-химических и эксплуатационных свойств. К ним относятся вязкость и вязкостно-температурные свойства, температура застывания; коксуемость (для остаточных масел), цвет, фракционный состав и температура вспышки. Среди эксплуатационных свойств для большинства масел наиболее важны стабильность к окислению, смазочная способность; защитные и антикоррозионные свойства. Кроме того, к различным группам масел предъявляются и специфические требования в зависимости от назначения и условий применения масел.

Вязкость масел определяет надежность режима смазывания в условиях жидкостного трения. От вязкостно-температурных свойств наряду с температурой застывания, зависит тот интервал температур, в котором работоспособно масло. Кроме того, такой показатель, как индекс вязкости (ИВ), одновременно (наряду с цветом и коксуемостью) характеризует глубину очистки масел. Чем выше ИВ (и чем ниже показатели цвета и коксуемости), тем больше глубина очистки масел, лучше его химический состав и, следовательно, выше эксплуатационные свойства.

Фракционный состав и температура вспышки характеризуют испаряемость в условиях эксплуатации при высокой температуре. Чем ниже испаряемость, тем стабильнее свойства масла. Стабильность к окислению, высокие моющие свойства особенно важны для моторных и других масел, многократно прокачиваемых при высокой температуре через узлы трения или предназначенных для длительного применения без замены и дозаправки.

Противоизносные свойства характеризуют способность масел обеспечивать малое сопротивление граничных пленок тангенциальным перемещениям и высокое сопротивление контакту поверхностей под действием нормальной нагрузки, снижение их износа. Для улучшения вязкостных, моющих, противоизносных, антиокислительных и других свойств масел к ним добавляют присадки или композиции различных присадок.

Моторные масла

Принятая система обозначения моторных масел (кроме авиационных) основана на вязкости и эксплуатационных свойствах масел (ГОСТ 17479.1-85).

В зависимости от значения кинематической вязкости моторные масла делят на классы.

Группы моторных масел:

Группа А: рекомендуемая область применения - нефорсированные карбюраторные двигатели и дизели, не предъявляющие высоких требовании к качеству масел.

Группа Б; Б1: рекомендуемая область применения - малофорсированные карбюраторные двигатели, работающие при малых и частично повышенных нагрузках, способствующих образованию высокотемпературных отложений и коррозии подшипников.

Группа Б2: рекомендуемая область применения - дизели малой напряженности

Группа В; В1: рекомендуемая область применения - среднефорсированные карбюраторные двигатели с повышенными требованиями к качеству масел или работающие в неблагоприятных условиях, способствующих окислению масла и образованию всех видов отложений.

Группа В2: рекомендуемая область применения - среднефорсированные дизели, предъявляющие повышенные требования к антикоррозионным, противоизносным свойствам масел и склонности к образованию высокотемпературных отложений.

Группа Г; Г1: рекомендуемая область применения - высокофорсированные карбюраторные двигатели, работающие в тяжелых эксплуатационных условиях, способствующих окислению масла, образованию отложений, коррозии и ржавлению.

Группа Г2: рекомендуемая область применения - высокофорсированные дизели без наддува или с умеренным наддувом, работающие при высоких нагрузках или в неблагоприятных условиях, способствующих образованию высокотемпературных отложений.

Значения кинематической вязкости указывают в марке масел. Для загущенных масел предусмотрена двойная маркировка: в числителе класс вязкости при -18°С и буква "з", указывающая на наличие загущающей присадки, в знаменателе - средняя вязкость при 100 С.

По эксплуатационным свойствам предусмотрено деление масел на 6 групп в зависимости от эффективности и концентрации введенных присадок.

Маслам для карбюраторных двигателей присваивается индекс 1, для дизелей - 2. Универсальные масла, пригодные для использования в дизелях и карбюраторных двигателях, индекса не имеют. В мировой практике широкое распространение получили классификации по вязкости 5АЕ (Американского общества автомобильных инженеров) и эксплуатационным свойствам АРI (Американского нефтяного института).

Моторные масла получают компаундированием базовых масел с комплексом присадок: моющих, диспергирующих, антиокислительных, депрессорных, вязкостных и др. Все указанные масла получают с использованием процессов селективной очистки. Кроме базовых масел селективной очистки, некоторое количество масел вырабатывается кислотно-контактной и кислотно-щелочной очисткой.

Специальных технических условий на них нет, их изготавливают в соответствии с требованиями на товарные масла с присадками.

Масла для карбюраторных двигателей

Выпускаются масла шести классов вязкости (6, 8, 10, 12, 4з/6, 6з/10) и трех групп по условиям эксплуатации (А, В1, Г1). Масла группы А содержат незначительное количество присадок, улучшающих моющие и антиокислительные свойства, понижающих температуру застывания. Для всесезонной эксплуатации среднефорсированных автомобильных двигателей предназначено масло М-8В1 с комплексом эффективных присадок. Масла группы Г1 используют в высокофорсированных двигателях современных легковых автомобилей

Дизельные масла

Масла, вырабатываемые как без присадок, так и с композициями присадок различной эффективности, применяют в зависимости от степени форсирования двигателей, их конструкции, качества топлива. В соответствии с классификацией моторных масел вырабатывают дизельные масла всех групп.

Авиационные масла

Авиационные смазочные масла делят на масла для поршневых двигателей, для газотурбинных двигателей и для вертолетов.

С целью обеспечения работы поршневых двигателей винтомоторных самолетов и вертолетов, характеризующейся высокими рабочими температурами, давлениями, скоростями, применяют высоковязкие масла специальной очистки без присадок. Эти масла должны иметь высокие смазывающую способность, стойкость к окислению при высокой температуре и в условиях хранения, не должны вызывать коррозии конструкционных материалов. Кроме основного назначения, эти масла могут быть использованы в составе маслосмесей для турбовинтовых двигателей, в шарнирах винтов, редукторах и других узлах вертолетов; находят применение они и в регуляторах частоты вращения дизелей с автономными маслосистемами и картерах газомотокомпрессоров (МС-20).

Газотурбинные двигатели делят на два типа - турбореактивные и турбовинтовые. Для турбореактивных, в отличие от поршневых двигателей применяют масла меньшей вязкости. Здесь масла смазывают подшипники турбины и компрессоров, коробки приводов, вспомогательные и другие механизмы. При работе и остановке двигателя развивается высокая температура, особенно в области подшипников турбины и компрессора. Прокачка масла в газотурбинных двигателях в 2-3 раза меньше, чем в поршневых, а кратность циркуляции в 5 раз и более выше.

Основные требования к маслам: обеспечение запуска при низкой температуре, высокая термоокислительная стабильность, достаточные смазывающие свойства и стабильность при хранении, малая летучесть при высокой температуре, низкая коррозионность.

В турбовинтовых двигателях применяют нефтяные и синтетические масла. Широко используют в них маслосмеси, приготовляемые из стандартных масел МК-8 и МС-20 или МС-20с. Применяют также нефтяное (МН-7,5у) и синтетическое (ВНИИ НП-7) масла, содержащие загущающую, противоизносную и антиокислительную присадки.

В вертолетах масла смазывают двигатели, редукторы, шарниры винтов. В зависимости от типа двигателя применяют масла МС-20, МК-22, Б-ЗВ. В редукторах применяют, кроме перечисленных, гипоидное масло или его смесь с жидкостью АМГ-10. В шарнирах винтов употребляют масла МС-20, МК-22, МС-14, гипоидное масло и его смесь с АМГ-10, а также масло ВНИИ НП-25 - нефтяное низкозастывающее, загущенное высоковязким компонентом и содержащее антиокислительную присадку.

Трансмиссионные масла

Трансмиссионные масла предназначены для предотвращения или снижения износа используемых В редукторах и трансмиссиях элементов пар трения, для снижения потерь энергии на трение, отвода тепла от пар трения, уменьшения вибрации и шума шестерен, защиты их от ударных нагрузок, удаления из зоны трения продуктов износа и других загрязняющих масло примесей. Согласно ГОСТ 17479.2-85, в зависимости от напряженности работы передач, трансмиссионные масла можно разделить на группы, а по величине кинематической вязкости при 100 СС - на классы.

Осевые масла

Предназначены эти масла для смазывания осей колесных пар железнодорожных вагонов и тепловозов, тендеров паровозов с подшипниками скольжения, подшипников электровозов и других узлов трения подвижного состава железнодорожного транспорта и некоторых промышленных механизмов. Представляют собой неочищенные мазуты эмбенских, ярегских и некоторых других нефтей. Изготовляют масла без присадок следующих марок: летнее "Л", зимнее "3" с температурой застывания не выше -40°С и северное "С" с температурой застывания не выше -55°С. На базе масла "С" путем добавления трикрезил-фосфата приготавливают масло осевое "Сп" трансформаторного масла с противозадирной и антиокислительной присадками. Аналогичные свойства и область применения имеют масла Т22, Т30, Т46, Т57 кислотно-земельной очистки из малосернистых беспарафинистых нефтей. Однако область их использования сокращается в связи с неперспективностью сырья.

Компрессорные масла используют для смазывания деталей (цилиндров, клапанов) компрессорных машин, а также в качестве уплотняющей среды для герметизации камеры сжатия. Детали механизма движения обычно смазывают индустриальными маслами. В компрессорах с единой системой смазки цилиндров и кривошипно-шатунного механизма применяют только компрессорные масла. Компрессорные масла можно разделить на две группы: для поршневых и ротационных компрессоров и для компрессоров холодильных машин.

Электроизоляционные масла, являясь жидкими диэлектриками, должны обеспечивать изоляцию токонесущих частей электрооборудования, служить теплоотводящей средой, способствовать быстрому гашению дуги в выключателях. К этой группе относятся трансформаторные, конденсаторные и кабельные масла.

Цилиндровые масла

Предназначены, в основном, для смазывания горячих деталей паровых машин. Масла представляют собой дистилляты щелочной очистки или остаточные масла сернокислотной или селективной очистки без присадок. Легкие масла цилиндровые 11, 24 (цифра показывает значение вязкости при 100 СС) предназначены для смазывания цилиндров и золотников паровых машин, работающих насыщенным паром. Они могут быть использованы и в тяжелонагруженных зубчатых передачах. Тяжелые цилиндровые масла 38 и 52 используют для машин, работающих перегретым паром (первое до 350°С, второе - выше 350°С).

Вакуумные масла

Это хорошо очищенные минеральные масла, применяемые в качестве рабочего тела вакуумных насосов. Отличаются узким фракционным составом, малой испаряемостью, высокой стабильностью против окисления; присадок не содержат. Вырабатывают следующие марки вакуумных масел: ВМ-1, ВМ-3, ВМ-4, ВМ-5, ВМ-6 и масло для вспомогательных пароструйных насосов. Получают их разгонкой очищенных масел в вакуумных дистилляционных аппаратах. Масла разных марок отличаются друг от друга вязкостью (от 10 у масла ВМ-3 до 70 мм2/с при 50°С у масла ВМ-5), температурой вспышки (180 и 230 СС соответственно). От масел всех других типов вакуумные отличаются низким давлением насыщенных паров: от 5-10~5 до 2-10~9 мм рт. ст. при 20°С в зависимости от марки масла.

Масла для прокатных станов

Предназначены для смазывания тяжелых зубчатых передач прокатных станов, а также подшипников жидкостного трения. К их числу относятся: П-28 - остаточное масло сернокислотной очистки, П-28, ПС-28 - остаточные масла селективной очистки, П-8П - смесь дистиллятного и остаточного масел. Масло П-8П содержит комплекс присадок, улучшающих противозадирные и противоизносные свойства и депрессатор, понижающий его температуру застывания до -25 °С. Остальные масла этой группу присадок не содержат.

Индустриальные масла

В зависимости от области применения индустриальные масла, предназначенные для смазывания различного промышленного оборудования, можно подразделить на две группы - общего и специального назначения. За последние годы в связи с разработкой легированных индустриальных масел объем производства и ассортимент индустриальных масел существенно возросли. Сейчас из группы масел общего назначения выделяют такие, как масла для высокоскоростных механизмов, гидравлических систем и зубчатых передач промышленного оборудования, направляющих скольжения станочного оборудования.

В марках всех индустриальных масел цифра показывает значение кинематической вязкости при 50 °С. Индустриальные масла общего назначения служат для смазывания наиболее широко распространенных узлов и механизмов оборудования различных отраслей промышленности. Представляют собой очищенные дистиллятные и остаточные или смесь дистиллятных и остаточных масел без присадок. Масла И-5А, И-8А используют в малонагруженных высокоскоростных механизмах, контрольно-измерительных приборах, а также на различных технологических линиях (изготовления кремов, жирования кож и т. д.). Наибольшее распространение имеет масло И-12А: узлы трения текстильных машин, металлорежущих станков, работающих с частотой вращения до 5000 мин"1, подшипники электродвигателей, объемные гидроприводы и т. д. Масла И-20А, И-ЗОА, И-40А, И-50А находят применение в гидросистемах различного станочного оборудования, мало- и средненагруженных зубчатых передач, гидросистемах промышленного оборудования, строительно-дорожных и других машин.

Масла для высокоскоростных механизмов (текстильных машин, металлорежущих станков, сепараторов и др.). Для этих целей используют маловязкие масла И-5А, И-8А общего назначения, а также масла ИГП-2, ИГП-4, ИГП-6, ИГП-8, ИГП-14, эксплуатационные свойства которых улучшены антиокислительной, противоизносной, антикоррозионной присадками.

Масла для гидравлических систем промышленного оборудования. Гидравлический привод используется в промышленности чрезвычайно широко. В малонагруженных системах, не предъявляющих высоких требований к качеству масел, используют масла общего назначения требуемой вязкости. Значительно выше эксплуатационные свойства масел серии ИГП за счет антиокислительной, противоизносной, антиржавейной присадок.

Масла ИГП-18, ИГП-30, ИГП-38, ИГП-49 обеспечивают надежную работу гидросистем станков, автоматических линий, прессов, различного типа редукторов, вариаторов. Более вязкие масла ИГП-72, ИГП-91, ИГП-114 используют в гидросистемах тяжелого прессового оборудования, тяжелых зубчатых и червячных редукторах. Для гидросистем станков и автоматических линий могут быть также использованы масла ВНИИ НП-403 и ВНИИ НП-406 (аналоги масел ИГП-30 и ИГП-49).

Масла для зубчатых передач и червячных механизмов. Условия работы передав очень разнообразны, поэтому необходим широкий ассортимент масел. Здесь могут быть применены различной вязкости индустриальные масла общего назначения, серии ИГП. Кроме того, существуют специализированные масла ИРп-40, ИРп-75, ИРп-150 с присадками, улучшающими противозадирные, противоизносные, антиокислительные и антифрикционные свойства. Их используют в зубчатых передачах, работающих при высоких нагрузках, в том числе ударных, а также в циркуляционных системах. Повышенной смазочной способностью обладают масла серии ИСП (ИСП-25, ИСП-40, ИСП-65, ИСП-110). Их применяют в коробках скоростей и подач, редукторах, моторредукторах и других механизмах станочного оборудования и автоматических линий. Аналогично назначение тяжелых масел ИГП-152, ИГП-182.

Для смазывания тяжелонагруженных зубчатых и червячных редукторов, коробок скоростей, подшипников узлов, работающих при высоких нагрузках и температуре, используют вязкие масла серии ИТП (ИТП-200, ИТП-300) с противозадирной, антифрикционной и антиокислительной присадками.

Для малонагруженных зубчатых передач, включая открытые, промышленного оборудования, подъемно-транспортных машин используют масло трансмиссионное (нигрол) летнее и зимнее с минимальной рабочей температурой соответственно -10 и -20°С.

Масла для направляющих скольжения используют там, где нужно получить равномерные (без скачков) медленные и точные установочные перемещения сопрягаемых поверхностей суппортов, столов и других узлов станков. Масла для направляющих скольжения серии ИНСп в своем составе содержат противоскачковую, адгезионную, противозадирную, солюбилизирующую присадки. Масло ИНСп-40 используют для горизонтальных направляющих станков, ИНСп-65 - для тяжелонагруженных горизонтальных, вертикальных направляющих при общей системе смазки, ИНСп-110-для вертикальных и горизонтальных направляющих, в том числе горизонтальных с вертикальными гранями большой площади.

Для гидросистем и направляющих скольжения металлорежущих станков при подаче масла из общего резервуара предназначены масла ИГНСп-20, ИГНСп-40. Для направляющих скольжения и высокоскоростных прядильных машин используют масло ВНИИ НП-401.

Масла индустриальные специального назначения предназначены для использования в узких или специфических областях

авиационный масло двигатель присадка

Приборные масла

Эти масла, условно делят на три подгруппы - общего, специального назначения, часовые.

Защитные масла

Предназначены для защиты от коррозии поверхностей деталей и механизмов в различных условиях хранения. Выпускаются защитные масла на базе дистиллятных и остаточных масел селективной очистки с композициями присадок, улучшающими антикоррозионные и антиржавейные свойства. Вырабатываются масла марок НГ-203, НГ-204у, НГ-207, НГ-210, РЖ, К-17.

ПРИСАДКИ К МАСЛАМ

Развитие и совершенствование различных видов техники предъявляет все более высокие требования к качеству масел. Необходимый уровень эксплуатационных свойств масел современного и перспективного ассортимента может быть обеспечен только сочетанием высококачественного базового масла с эффективными присадками.

К их числу относятся:

антиокислительные, повышающие стойкость масел к окислению при высокой температуре;

антикоррозионные, защищающие металлические поверхности от воздействия агрессивных веществ,

антиржавейные, защищающие от атмосферной коррозии;

детергентно-диспергирующие, предотвращающие отложение продуктов окисления на нагретых деталях двигателей и других механизмов;

противоизносные и противозадирные, улучшающие смазочные свойства масел;

депрессорные, понижающие температуру застывания масел;

вязкостные, улучшающие вязкостно-температурные свойства масел;

антипенные, предотвращающие вспенивание масел.

Некоторые присадки являются многофункциональными, так как улучшают одновременно несколько свойств масел.

Окисление масел предотвращают введением антиокислительных присадок - ингибиторов окисления. В качестве антикоррозионных присадок используют различные серу- и фосфорсодержащие соединения, способные образовывать на металле стабильные защитные пленки. Антикоррозионным действием обладают и многие антиокислительные присадки. Антиржавейное действие оказывают непредельные жирные кислоты и их эфиры, соли нефтяных сульфокислот, окисленный петролатум и др.

Типичными моющими присадками являются соли щелочноземельных металлов с длинными алифатическими цепями, содержащие полярные группы кислого характера. В зависимости от содержания металлического компонента различают нейтральные, среднещелочные и высокощелочные присадки. К числу моющих относятся сульфонатные, алкилфенольные, алкилсалицилатные присадки. В отличие от моющих диспергирующие присадки преимущественно представлены беззольными (не содержащими металла) соединениями, имеющими в молекуле азотсодержащую основную группу (сукцинимиды, основания Манниха).

Кроме специальных противоизносных и противозадирных присадок, противоизносные свойства масел улучшаются также высокотемпературными антиокислителями - производными от эфиров дитиофосфорных кислот (ДФ-11, ДФ-1, МНИ-ИП-22к, ИНХП-21, ВНИИ НП-354).

Вязкостные присадки представляют собой полимеры двух основных типов: полиизобутилены и полиметакрилаты (в виде растворов в дистиллятных маслах). Полиизобутилены: КП-5 - раствор полимера М = 40004-6000; КП-10 - М = 90004-15000; КП-20 - М = 15 000-=-20 000. Полиметакрилаты (ПМА) получают полимеризацией эфиров метакриловой кислоты и смеси первичных синтетических спиртов фракции С7-С,2 нормального строения. ПМА "В-1" представляет собой раствор полимера М = 30004-4300, ПМА "В-2" - М = 12 0004-17 000.

Пенообразование смазочных масел возникает вследствие их энергичного перемешивания с воздухом в процессе эксплуатации, перекачки, налива. Образованию устойчивой пены могут способствовать и некоторые присадки, являющиеся поверхностноактивными веществами. Для борьбы со вспениванием масла используют противопенную присадку ПМС-200А, представляющую собой полиметилсилоксан. Ее вводят в масла в количестве 0,001-0,005%.

При разработке ряда масел, особенно моторных, которые отвечали бы требованиям современного и перспективного двигателестроения, следует иметь в виду, что отдельные присадки не в состоянии обеспечить всю совокупность эксплуатационных свойств. Создание композиций присадок является сложной задачей - необходимо сочетать присадки по их функциональному действию, учитывать возможность эффектов антагонизма или синергизма присадок по отношению друг к другу.

Присадки оценивают по пятибалльной системе: 5 - отлично, 4 - хорошо, 3 - удовлетворительно, 2 - слабо, 1 - неудовлетворительно, 0 - плохо.

Размещено на Allbest.ru