Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов

Изобретение относиться к технологии оценки качества жидких смазочных материалов. В способе испытывают пробу смазочного материала в присутствии воздуха с перемешиванием при оптимальной температуре, выбранной в зависимости от базовой основы смазочного материала и группы эксплуатационных свойств, в течение времени, характеризующего одинаковую степень окисления. Испытания смазочного материала проводят как минимум при трех температурах ниже критической, определяют относительную вязкость как отношение вязкости окисленного смазочного материала к вязкости исходного, а термоокислительную стабильность определяют по показателю отношения коэффициента поглощения светового потока к относительной вязкости, строят графическую зависимость показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока, по которой определяют однородность состава продуктов окисления и температурную область работоспособности исследуемого смазочного материала. 3 ил.

 

Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов.

Известен способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов (патент РФ №2219530, G01N 25/00, 2003), включающий нагревание смазочного материала в присутствии воздуха, перемешивание, фотометрирование и определение параметров оценки процесса окисления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов (патент РФ №2247971, G01N 25/00, 2005), при котором испытывают пробу смазочного материала в присутствии воздуха с перемешиванием, постоянного объема при оптимальной температуре, выбранной в зависимости от базовой основы смазочного материала и группы эксплуатационных свойств в течение времени, характеризующего одинаковую степень окисления, причем через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока окисленным смазочным материалом и проводят оценку процесса окисления, при этом дополнительно определяют вязкость пробы смазочного материала, коэффициент термоокислительной стабильности К_тос из соотношения

К_тос=К_п·μ₀/μ_исх,

где К_п - коэффициент поглощения светового потока окисленным смазочным материалом;

μ₀ и μ_исх - соответственно вязкость окисленного и исходного смазочного материала, строят графическую зависимость коэффициента термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока окисленным смазочным материалом, и по тангенсу угла наклона этой зависимости к оси абсцисс на участке до точки перегиба определяют скорость образования промежуточных продуктов окисления, по тангенсу угла наклона зависимости к оси абсцисс после точки перегиба определяют скорость образования конечных продуктов окисления и их влияние на увеличение вязкости испытуемого смазочного материала, а по координатам точки перегиба зависимости определяют начало образования конечных продуктов окисления.

Известные способы обладают недостаточной информативностью о качестве товарных смазочных материалов, так как не определяют состав продуктов окисления, их зависимость от температуры испытания, влияние на оптические свойства, вязкость при окислении и температурную область работоспособности.

Задачей изобретения является повышение информативности способа определения термоокислительной стабильности смазочных материалов путем определения показателя термоокислительной стабильности, однородности состава продуктов окисления и температурной области работоспособности.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, при котором испытывают пробу смазочного материала в присутствии воздуха с перемешиванием постоянной массы при оптимальной температуре, выбранной в зависимости от базовой основы смазочного материала и группы эксплуатационных свойств в течение времени, характеризующего одинаковую степень окисления, причем через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока, вязкость окисленного и исходного смазочного материала и проводят оценку процесса окисления, согласно изобретению испытания смазочного материала проводят как минимум при трех температурах ниже критической, определяют относительную вязкость как отношение вязкости окисленного смазочного материала к вязкости исходного, а термоокислительную стабильность определяют по показателю отношения коэффициента поглощения светового потока к относительной вязкости, строят графическую зависимость показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока, по которой определяют однородность состава продуктов окисления и температурную область работоспособности исследуемого смазочного материала.

Сравнительный анализ прототипа и заявляемого способа показал, что последний обладает следующими отличительными признаками.

Определение относительной вязкости при окислении смазочного материала позволяет определить показатель термоокислительной стабильности испытуемого смазочного материала как отношение коэффициента поглощения светового потока к относительной вязкости.

Построение графических зависимостей изменения показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока и температуры испытания позволяет установить однородность состава продуктов окисления и температурную область работоспособности исследуемого смазочного материала.

На фиг.1 приведены зависимости показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока и температуры испытания минерального моторного масла М-10Г_2K: кривые 1, 2, 3 и 4 соответственно 180°С, 170°С, 160°С; и 150°С; на фиг.2 - зависимости показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока и температуры испытания минерального трансмиссионного масла Consol транс 85W-90GL-5: кривые 1, 2 и 3 соответственно 150°С, 140°С и 130°С; на фиг.3 - зависимости показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока и температуры испытания минерального моторного масла ТНК 20W-50 SF/CC: кривые 1, 2, 3 и 4 соответственно 180°С, 170°С, 160°С и 150°С.

Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов осуществляют следующим образом.

Пробу исследуемого смазочного материала постоянной массы, например 100 г, нагревают до температуры в зависимости от базовой основы (минеральное, частично синтетическое и синтетическое) и группы эксплуатационных свойств и перемешивают с помощью механической мешалки для смешивания с кислородом воздуха. Температура и частота вращения механической мешалки поддерживается постоянной.

В процессе испытания через равные промежутки времени отбирают пробу смазочного материала для фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока К_п и вязкости до и после испытания смазочного материала, затем по достижению коэффициента К_п значений, равных 0,75-0,8. По значениям вязкости окисленного смазочного материала определяют относительную вязкость Δμ

Δμ=μ₀/μ_исх,

где μ₀ - вязкость окисленного смазочного материала, сСт;

μ_исх - вязкость исходного смазочного материала до испытания, сСт. Определяют показатель термоокислительной стабильности К

К=К_п/Δμ,

где К_п - коэффициент поглощения светового потока.

Затем данный исследуемый смазочный материал испытывают при температуре на 10°С выше или ниже выбранной по описанной выше технологии и строят графические зависимости показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока по результатам, полученным при трех температурах испытания. Если экспериментальные данные сводятся в одну кривую (фиг.1 и 2), то в этом случае продукты окисления имеют одинаковый состав и оказывают одинаковое влияние на оптические свойства и вязкость исследуемого смазочного материала. В том случае, когда экспериментальные данные не сводятся в одну кривую при температуре испытания (фиг.3, кривая 1), то данная температура является закритической и состав продуктов окисления отличен от состава, образованного при более низких температурах испытания. Температурная область работоспособности будет определяться наивысшей температурой, при которой экспериментальные данные будут ложиться на одну кривую зависимости К=f(K_п). Например, на фиг.3 температурная область работоспособности составляет от 150 до 170°С, а 180°С является закритической.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить информативность способа термоокислительной стабильности смазочных материалов и промышленно применимо.

Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, при котором испытывают пробу смазочного материала в присутствии воздуха с перемешиванием постоянной массы при оптимальной температуре, выбранной в зависимости от базовой основы смазочного материала, и группы эксплуатационных свойств в течение времени, характеризующего одинаковую степень окисления, причем через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, определяют фотометрированием коэффициент поглощения светового потока, вязкость исходного и окисленного смазочного материала и проводят оценку процесса окисления, отличающийся тем, что испытания смазочного материала проводят как минимум при трех температурах ниже критической, определяют относительную вязкость как отношение вязкости окисленного смазочного материала к вязкости исходного, а термоокислительную стабильность определяют по показателю отношения коэффициента поглощения светового потока к относительной вязкости, строят графическую зависимость показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока, по которой определяют однородность состава продуктов окисления и температурную область работоспособности исследуемого смазочного материала.