Смазочное масло для силовых турбин
Использование: для силовых турбин, эксплуатируемых в газотурбинных двигателях (ГТД) авиационной техники, авиаприводах газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и электрогенераторных установок (ГТУ). Сущность: масло содержит, в мас.%: продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана 0,1-1,5, сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты или диизооктилсебацинат 10-40, 2,6-дитрет-бутилпаракрезол 0,5-5,0, трикрезилфосфат 1-5, бензотриазол 0,001-0,5, полиальфаолефиновое масло ПАОМ - до 100. Технический результат - улучшение термоокислительной стабильности масла при 225°С и термической стабильности при 250°С. 2 табл.
Изобретение относится к составу синтетических масел для силовых турбин марки ИПМ-10 и марки Петрим, эксплуатируемых в газотурбинных двигателях (ГТД) авиационной техники, авиаприводах газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и электрогенераторных установках (ГТУ).
Требования, предъявляемые к маслам для указанных узлов эксплуатации:
- стабильные смазывающие свойства при минимальных температурах (ниже минус 55°С) и максимальных (выше 200°С) при режиме форсажа (взлет-посадка) в течение требуемого ресурса с многочисленными остановками.
Известен состав смазочного масла для силовых турбин [RU 2125084 C1, 1999], широко эксплуатируемого в дозвуковой авиации и газоперекачивающих агрегатах с рабочими температурами до 120°С, имеющее торговое наименование «Авиационное масло Мс-8п» Ост.38.01163-78 (изм.1-10), состава, мас.%:
| 2,6-дитретбутил паракрезол | 0,7-1,0 |
| ариловые эфиры фосфорной кислоты | 1,0-3,0 |
| аминопроизводные антиокислительные присадки | 0,1-0,5 |
| бензотриазол | 0,005-0,015 |
| базовое масло (минеральное) | остальное |
Недостатком известного масла является его неудовлетворительная термоокислительная и термическая стабильность при температуре выше 150°С, что приводит к появлению отложений смолистого характера на фильтрах двигателя.
Известно смазочное масло для силовых турбин [RU 2109800 С1, 1998] следующего состава, мас.%:
| 2,6-дитретбутил паракрезол | 0,5-3,0 |
| n,n'-динонилдифениламин | 0,2-0,5 |
| трикрезил фосфат или дифенил паратретбутил | |
| фенил фосфат | 1,0-3,0 |
| бензотриазол | 0,005-0,1 |
| базовое масло (нефтяное или синтетическое) | остальное |
Недостатком масла является неудовлетворительная термоокислительная стабильность при температуре выше 200°С, не обеспечивающая оптимальную эксплуатацию ГТД и авиаприводов ГПА.
Наиболее близким по составу и достигаемому техническому результату к предлагаемому смазочному маслу является смазочное масло для силовых турбин [RU 2185423 С1, 2002] следующего состава, мас.%:
| термостабильный диизооктилсебацинат | 10,0-15,0 |
| 2,6-дитретбутил паракрезол | 0,5-3,0 |
| n,n'-динонилдифениламин или | |
| смесь бутил-и-октилдифениламинов | 0,2-0,5 |
| трикрезил фосфат или | |
| дифенилпаратрет-бутилфенилфосфат | 1,0-3,0 |
| бензотриазол | 0,005-0,1 |
| базовое масло (синтетическое | |
| полиальфаолефиновое) | остальное |
Недостатком указанного масла являются неудовлетворительные эксплуатационные свойства: стабильность к окислению при 210°С и термическая стабильность при 250°С, которые не обеспечивают эксплуатационные параметры теплонапряженных ГТД современной авиационной техники 4-го и 5-го поколений.
Техническим результатом, на реализацию которого направлено заявленное смазочное масло, является улучшение его термоокислительной стабильности при 225°С и термической стабильности при 250°С.
Для достижения указанного технического результата заявленное смазочное масло, содержащее базовое полиальфаолефиновое масло, 2,6-дитретбутилпаракрезол, трикрезилфосфат, бензотриазол, дополнительно содержит сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты или диизооктиловый эфир себациновой кислоты и продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана.
Могут быть использованы эфиры триметилолпропана и карбоновых кислот, содержащих от 5 до 18 атомов углерода. Компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
| продукты реакции N-фенилбензоламина и | |
| 2,4,4 триметилпентана | 0,1-1,5 |
| 2,6-дитретбутилпаракрезол | 0,5-5,0 |
| трикрезилфосфат | 1,0-5,0 |
| бензотриазол | 0,001-0,5 |
| сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной | |
| карбоновой кислоты или диизооктиловый эфир | |
| себациновой кислоты | 10,0-40,0 |
| полиальфаолефиновое масло ПАОМ-4 | до 100% |
Использование сложных эфиров и химического соединения, полученного по реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана, при эксплуатации масла улучшает термоокислительную стабильность при температуре 230°С и термическую стабильность при 250°.
Для приготовления составов смазочного масла использованы следующие ингредиенты:
- продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана, представляющие собой прозрачную бесцветную жидкость или жидкость светло-желтого цвета, с содержанием азота 4,2%, с плотностью при 20°С, равной 0,98 г/см3, температурой воспламенения выше 500°С, температурой кипения выше 300°С (испытания по СТП №002-2005) (аналитический метод КВС-108),
- трикрезилфосфат по ГОСТ 5728-76 (изм.1-4) - желтоватая прозрачная жидкость с температурой вспышки 240-244°С,
- 2,6-дитретбутилпаракрезол (Агидол-1) по ТУ 38.5901237-90 - белое кристаллическое вещество с температурой плавления 69,5-69,7°С,
- эфир карбоновой кислоты триметилопропана (Nycobase 8317 фирмы Nyco, Франция) с вязкостью при 100°С, равной 3,9-4,4 сСт, плотностью при 20° - 0,947-0,949, температурой вспышки в открытом тигле - 240°С при испытании по ISO 11014,
- диизооктиловый эфир себациновой кислоты по ТУ 6-06-11-88, с кислотным числом не более 0,14 кон/г, температурой воспламенения 400°С,
- синтетическое базовое полиальфаолефиновое масло ПАОМ-4 по ТУ 38.401.4070-98, полученное олигоизомеризацией α-олефинов с температурой вспышки 216°С и температурой застывания ниже минус 60°С.
Технология приготовления предлагаемого масла включает следующие стадии:
1) дозирование компонентов
- продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана,
- трикрезилфосфат,
- 2,6-дитретбутилпаракрезол,
- эфир одноосновной карбоновой кислоты и триметилопропана или диизооктиловый эфир себациновой кислоты,
2) перемешивание базового масла при температуре 70-80°С до полного растворения,
3) фильтрация готового масла.
Для испытания были приготовлены образцы масла (табл.1).
Сравнительные данные, полученные при исследовании образцов предлагаемого масла и масла для силовых турбин по прототипу, приведены в табл.2.
Как видно из результатов, использование сочетания присадок в предлагаемом масле позволяет улучшить термоокислительную стабильность при 235°С и термическую стабильность при 250°С.
Применение такого масла обеспечит работоспособность, надежность 4-го и 5-го поколения теплонапряженных ГТД сверхзвуковой авиации.
| Таблица 1 | ||||||
| Компоненты | Количественный состав. Масло, % | |||||
| Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | |
| Продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана | 0,1 | 0,3 | 1,0 | 0,5 | 1,2 | 1,5 |
| Сложный эфир триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты | 10,0 | - | 2,0 | - | 40 | - |
| Диизооктиловый эфир себациновой кислоты | - | 10 | - | 25 | - | 40 |
| 2,6-Дитретбутилпаракрезол | 1,0 | 0,5 | 2,5 | 3,0 | 4,2 | 5,0 |
| Трикрезилфосфат | 1,5 | 2,0 | 1,0 | 3,5 | 5,0 | 3,0 |
| Бензотриазол | 0,001 | 0,1 | 0,4 | 0,005 | 0,3 | 0,5 |
| Базовое синтетическое полиальфаолефиновое масло ПАОМ-4 | До 100 | До 100 | До 100 | До 100 | До 100 | До 100 |
| Таблица 2 | |||||||
| Наименование показателей | Масло. Пример. | ||||||
| №1 | №2 | №3 | №4 | №5 | №6 | Прототип | |
| 1. Вязкость кинематическая, при 100°С, мм2/с | 3,9 | 3,9 | 4,0 | 3,95 | 4,1 | 4,3 | 3,5 |
| 2. Термоокислительная стабильность при 230°С (ГОСТ 23797) в течение 50 часов | |||||||
| Показатели после окисления: | |||||||
| - кинематическая вязкость, мм /с: | |||||||
| при 100°С | 4,3 | 4,45 | 4,5 | 4,72 | 4,8 | 4,95 | 15,2 |
| при минус 40°С | 4100 | 4290 | 4350 | 4400 | 4500 | 4800 | Обильное |
| - кислотное число, мг КОН/г | 4,1 | 3,95 | 3,85 | 4,0 | 4,2 | 4,38 | осадкообразование |
| - массовая доля осадка | 0,02 | 0,025 | 0,0 | ||||
| - коррозия масла на пластинках | |||||||
| сталь ШХ-15 | ОТС | ОТС | ОТС | ОТС | ОТС | ОТС | +2,5 |
| медь М-1 или М-2 | 0,002 | 0,001 | ОТС | ОТС | ОТС | ОТС | +13,5 |
| алюминиевый сплав АК-4 | ОТС | ОТС | ОТР | ОТС | ОТС | ОТС | +19,1 |
| 3. Термическая стабильность по методу Папок при 250°С, мин (ГОСТ 4953) | 41,3 | 41,5 | 41,1 | 43,0 | 12,0 | 47,0 | 11,6 |
Смазочное масло для силовых турбин, содержащее базовое полиальфаолефиновое масло, 2,6-дитретбутилпаракрезол, трикрезилфосфат, бензотриазол, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты или диизооктилсебацинат и продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана | 0,1-1,5 |
| сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной | |
| карбоновой кислоты или диизооктилсебацинат | 10,0-40,0 |
| 2,6 дитретбутилпаракрезол | 0,5-5,0 |
| трикрезилфосфат | 1,0-5,0 |
| бензотриазол | 0,001-0,5 |
| базовое полиальфаолефиновое масло ПАОМ-4 | до 100 |
