Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов



Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов
Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов
Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов

 


Владельцы патента RU 2453832:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) (RU)

Изобретение относится к испытаниям смазочных материалов термоокислительной стабильности и может быть использовано в лабораториях при исследовании влияния металлов на окислительные процессы, происходящие в смазочных материалах, для определения каталитической активности. Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов включает нагревание смазочного материала в присутствии воздуха, перемешивание. Затем осуществляют отбор окисленного смазочного материала, фотометрирование и определение параметров процесса окисления по графическим зависимостям, испытание порознь двух проб смазочного материала постоянной массы, без катализатора и с катализатором. Причем при нагревании две пробы смазочного материала постоянной массы испытывают последовательно без катализатора и с катализатором, перемешивают при циклическом изменении температуры испытания от температуры начала окисления до предельной температуры. Затем понижают температуру от предельной температуры до температуры начала окисления в течение постоянного времени. Причем после каждой температуры испытания без катализатора и с катализатором пробы взвешивают, определяют массу испарившейся пробы и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившейся пробы к массе оставшейся пробы, фотометрированием определяют коэффициент поглощения светового потока без катализатора и с катализатором, определяют коэффициент термоокислительной стабильности как сумму коэффициентов поглощения светового потока и испаряемости. Далее определяют коэффициент влияния катализатора KВК на окислительные процессы по формуле KВК=KК/К, где КК и К - соответственно коэффициенты термоокислительной стабильности проб смазочного материала с катализатором и без катализатора, затем строят графическую зависимость коэффициента влияния катализатора на окислительные процессы от времени испытания, а термоокислительную стабильность смазочных материалов определяют по значениям коэффициента влияния катализатора по графической зависимости, при значении KВК>1 термоокислительная стабильность снижается, а при KВК<1 - повышается.

Техническим результатом изобретения является повышение информативности способа определения термоокислительной стабильности на процессы окисления и испарения при циклическом изменении температуры испытания. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к испытаниям смазочных масел и может быть использовано в лабораториях при исследовании влияния металлов на окислительные процессы, происходящие в смазочных материалах, для определения каталитической активности.

Известен способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов (патент РФ 2219530, МПК G01N 25/02, опубл. 20.12.2003), заключающийся в том, что смазочный материал нагревают в присутствии воздуха, перемешивают, фотометрируют и определяют параметры оценки процесса окисления. Испытывают пробу смазочного материала 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, строят графическую зависимость изменения коэффициента поглощения светового потока от времени испытания, продлевают линию зависимости после точки перегиба до пересечения с осью абсцисс и по абсциссе этой точки определяют время начала образования нерастворимых примесей, по точке перегиба зависимости определяют время начала коагуляции нерастворимых примесей, а по предельному значению коэффициента поглощения светового потока определяют ресурс работоспособности смазочного материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов (патент РФ 2298173, МПК G01N 25/02, опубл. 27.04.2007), включающий нагревание смазочного материала в присутствии воздуха, перемешивание, отбор проб окисленного смазочного материала, фотометрирование, определение параметров процесса окисления по графической зависимости, испытывают порознь две пробы смазочного материала постоянной массы, первую без катализатора, вторую с катализатором при одинаковой температуре в течение установленного времени, причем через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, определяют фотометрированием коэффициент пропускания светового потока без катализатора и с ним, строят графические зависимости изменения коэффициента пропускания светового потока окисленного смазочного материала от времени испытания и по времени и значению его определяют начало каталитического действия катализатора, а термоокислительную стабильность смазочных материалов определяют коэффициентом каталитического действия металлов КК.Д

КК.Д=S/SК,

где S - площадь кривой зависимости коэффициента пропускания светового потока от времени испытания смазочного материала без катализатора, мм2,

SK - площадь кривой зависимости коэффициента пропускания светового потока от времени испытания смазочного материала с катализатором, мм2.

Недостатком известных технических решений является низкая информативность показателей термоокислительной стабильности смазочных материалов при одинаковой температуре испытания.

Техническим результатам изобретения является повышение информативности способа определения термоокислительной стабильности на процессы окисления и испарения при циклическом изменении температуры испытания.

Задача для решения технического результата достигается тем, что в способе определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, включающем нагревание смазочного материала в присутствии воздуха, перемешивание, отбор окисленного смазочного материала, фотометрирование и определение параметров процесса окисления по графическим зависимостям, испытание порознь двух проб смазочного материала постоянной массы, первую без катализатора, вторую с катализатором, согласно изобретению при нагревании две пробы смазочного материала постоянной массы испытывают последовательно без катализатора и с катализатором, перемешивают при циклическом изменении температуры испытания от температуры начала окисления до предельной температуры, а затем понижают температуру от предельной температуры до температуры начала окисления в течение постоянного времени, причем после каждой температуры испытания без катализатора и с катализатором пробы взвешивают, определяют массу испарившейся пробы и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившейся пробы к массе оставшейся пробы, фотометрированием определяют коэффициент поглощения светового потока без катализатора и с катализатором, определяют коэффициент термоокислительной стабильности как сумму коэффициента поглощения светового потока и коэффициента испаряемости, определяют коэффициент влияния катализатора КВК на окислительные процессы по формуле

KВК=KК/К,

где KК и K - соответственно коэффициенты термоокислительной стабильности проб смазочного материала с катализатором и без катализатора, затем строят графическую зависимость коэффициента влияния катализатора на окислительные процессы от времени испытания, а термоокислительную стабильность смазочных материалов определяют по значениям коэффициента влияния катализатора по графической зависимости, при значении KВК>1 термоокислительная стабильность снижается, а при KВК<1 - повышается.

На фиг.1 приведена зависимость коэффициента влияния катализатора на окислительные процессы от времени испытаний минерального масла М10-Г2к; на фиг.2 - зависимость коэффициента влияния катализатора на окислительные процессы от времени испытаний частично синтетического масла Shevron Sypreme 10W-40 SJ/CF; на фиг.3 - зависимость коэффициента влияния катализатора на окислительные процессы от времени испытаний синтетического масла Chevron Sypreme 5W-30 SJ/CF.

Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов осуществляется следующим образом.

Для исследования влияния катализатора (сталь ШХ15) и базовой основы смазочного материала были выбраны моторные масла на минеральной (М10-Г2к), частично синтетической (Shevron Sypreme 10W-40 SJ/CF) и синтетической (Chevron Sypreme 5W-30 SJ/CF) основах.

Две пробы масел испытывались на приборе термоокислительной стабильности. В стеклянный стакан заливалось масло постоянной массой (например, 100±0,1 г), которое испытывалось последовательно без катализатора и с катализатором, с перемешиванием стеклянной мешалкой с постоянной частотой, например, 300 об/мин, при циклическом изменении температуры испытания от 150 до 180°C повышая на 10°C, а затем понижая на 10°C от 180 до 150°C в течение постоянного времени (6 ч). После каждой температуры испытания стакан с исследуемым маслом взвешивают без катализатора и с катализатором, определяют массу испарившейся пробы и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившейся пробе к массе оставшейся пробы, фотометрированием определяют коэффициент поглощения светового потока без катализатора и с катализатором, определяют коэффициент термоокислительной стабильности как сумму коэффициентов поглощения светового потока и испаряемости

K=KП+KИ,

KК=KПК+KИК,

где KП и KПК - коэффициенты поглощения светового потока без катализатора и с катализатором; KИ и KИК - соответственно коэффициенты испаряемости без катализатора и с катализатором.

В качестве образца выбрали сталь ШХ15 (ГОСТ 801-60), представляющие собой обойму подшипника диаметром 40 мм, толщиной 2 мм. Поверхность образцов полировалась, а перед испытаниями обезжиривалась бензином. Определяют коэффициент влияния катализатора KВК на окислительные процессы по формуле

KВК=KК/K,

где KК и K - соответственно коэффициенты термоокислительной стабильности проб масла с катализатором и без катализатора,

затем строят графическую зависимость коэффициента влияния катализатора на окислительные процессы от времени испытания, а термоокислительную стабильность смазочных материалов определяют по значениям коэффициента влияния катализатора по графической зависимости, при значении KВК>1 термоокислительная стабильность снижается, а при KВК<1 - повышается.

Результаты испытания термоокислительной стабильности смазочных материалов сведены в таблицу.

По результатам испытания строят графическую зависимость коэффициента влияния катализатора KВК на окислительные процессы от времени испытания [KВК=f(t)] смазочных материалов.

На фиг.1 представлена зависимость коэффициента влияния катализатора на окислительные процессы от времени испытания. Коэффициент влияния катализатора на окислительные процессы KВК<1 показывает, что термоокислительная стабильность повышается, поэтому температурой работоспособности минерального масла является температура до 180°C.

Результаты испытания частично синтетического масла Shevron Sypreme 10W-40SJ/CF представлены на фиг.2. По зависимости видно, что KВК>1 при температурах 170°C, 180°C термоокислительная стабильность снижается, то есть температурный предел работоспособности данного смазочного материала ограничивается температурой 160°C.

Термоокислительная стабильность синтетического масла Chevron Sypreme 5W-30 SJ/CF (фиг.3) снижается, так как коэффициент KВК>1, поэтому температурой работоспособности данного смазочного материала является температура ниже 150°C.

Таким образом, исследованные смазочные материалы по повышению термоокислительной стабильности можно расположить в следующем порядке: синтетическое Chevron Sypreme 5W-30 SJ/CF, частично синтетическое Shevron Sypreme 10W-40 SJ/CF и минеральное М10-Г2к.

Моторные масла
t, ч Минеральное М10-Г2к Частично синтетическое Shevron Sypreme 10W-40SJ/CF Синтетическое Chevron Sypreme 5W-30 SJ/CF
КВК KКПК+KИК K=KП+KИ KВК ККПКИК К=КПИ KВК KК=KПКИК К=КПИ
6 1 0,01 0,01 0,83 0,01 0,012 1,16 0,007 0,006
12 0,93 0,038 0,041 0,95 0,021 0,022 2 0,016 0,008
18 0,98 0,212 0,215 1,09 0,095 0,087 1,76 0,03 0,017
24 0,88 0,224 0,252 0,975 0,195 0,2 1,56 0,05 0,032
30 0,89 0,23 0,257 1,07 0,259 0,241 2,02 0,083 0,041
36 0,92 0,252 0,275 0,96 0,263 0,273 1,84 0,089 0,049
42 0,97 0,268 0,276 0,97 0,278 0,285 2,3 0,098 0,042
48 0,99 0,32 0,324 1,02 0,315 0,308 1,87 0,116 0,062
54 0,97 0,42 0,433 1,03 0,376 0,364 1,78 0,128 0,073
60 0,97 0,478 0,49 1,09 0,449 0,431 1,76 0,2 0,113
66 0,958 0,488 0,509 1,11 0,561 0,502 1,97 0,255 0,129
72 1 0,522 0,516 1,1 0,574 0,519 1,89 0,259 0,137
78 1,01 0,565 0,555 1,07 0,587 0,544 1,84 0,267 0,145
84 1,008 0,688 0,682 0,99 0,613 0,559 1,68 0,273 0,162
90 0,98 0,857 0,867 1,12 0,696 0,617 1,72 0,312 0,181
Продолжение таблицы
96 1,05 0,808 0,765 1,57 0,352 0,223
102 1,07 0,85 0,789 1,55 0,375 0,241
108 1,06 0,857 0,795 1,48 0,371 0,25
114 1,06 0,866 0,806 1,5 0,371 0,247
120 1,05 0,909 0,819 1,46 0,381 0,26
126 1,05 1,029 0,96 1,42 0,394 0,276
132 1,39 0,417 0,298
138 1,37 0,425 0,308
144 1,36 0,426 0,315
150 1,36 0,429 0,311
156 1,35 0,435 0,317
162 1,37 0,456 0,316
168 1,38 0,462 0,33
174 1,36 0,458 0,338
180 1,36 0,449 0,335
186 1,32 0,449 0,34
192 1,33 0,461 0,337
198 1,3 0,468 0,352
204 1,31 0,475 0,356
210 1,3 0,475 0,363
216 1,32 0,463 0,358
222 1,3 0,481 0,355
228 1,36 0,473 0,353

Предлагаемый способ позволяет повысить информативность способа определения термоокислительной стабильности смазочных материалов на процессы окисления и испарения при циклическом изменении температуры испытания.

Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, включающий нагревание смазочного материала в присутствии воздуха, перемешивание, отбор окисленного смазочного материала, фотометрирование и определение параметров процесса окисления по графическим зависимостям, испытание порознь двух проб смазочного материала постоянной массы без катализатора и с катализатором, отличающийся тем, что при нагревании две пробы смазочного материала постоянной массы испытывают последовательно без катализатора и с катализатором, перемешивают при циклическом изменении температуры испытания от температуры начала окисления до предельной температуры, а затем понижают температуру от предельной температуры до температуры начала окисления в течение постоянного времени, причем после каждой температуры испытания без катализатора и с катализатором пробы взвешивают, определяют массу испарившейся пробы и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившейся пробы к массе оставшейся пробы, фотометрированием определяют коэффициент поглощения светового потока без катализатора и с катализатором, определяют коэффициент термоокислительной стабильности как сумму коэффициентов поглощения светового потока и испаряемости, определяют коэффициент влияния катализатора КВК на окислительные процессы, по формуле
КВКК/К,
где KК и К - соответственно коэффициенты термоокислительной стабильности проб смазочного материала с катализатором и без катализатора,
затем строят графическую зависимость коэффициента влияния катализатора на окислительные процессы от времени испытания, а термоокислительную стабильность смазочных материалов определяют по значениям коэффициента влияния катализатора по графической зависимости, при значении KВК>1 термоокислительная стабильность снижается, а при KВК<1 - повышается.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области исследования процессов полиморфных превращений в металлах при высоких температурах и может быть использовано в процессе пластическо-деформационного формообразования материалов.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и, в частности, к комплексам, предназначенным для определения термической стойкости различных веществ. .

Изобретение относится к приборостроению. .

Изобретение относится к исследованию вибрационным методом с использованием измерительного сферического зонда малого диаметра сдвиговой вязкости небольших объемов жидкости с одновременным измерением ее текущей температуры в зоне измерения вязкости.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при определении теплофизических характеристик золы энергетических углей в процессах факельного сжигания для обеспечения бесшлаковочного режима.

Изобретение относится к способам определения физических условий, при которых в металлах и сплавах происходят фазовые превращения. .

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к способу определения скорости фазовых переходов в подвижных конструкциях с балансировочным кольцом бытовых стиральных машин с демонтированной верхней панелью.

Изобретение относится к физико-химическому анализу вещества, а именно к способу построения солидуса

Изобретение относится к области исследования или анализа небиологических материалов путем определения их химических или физических свойств, конкретно, исследования фазовых изменений путем удаления какого-либо компонента, например, испарением, и взвешивания остатка

Изобретение относится к области физико-химического анализа и может быть использовано при тепловых испытаниях. Исследуемое тело приводят в тепловой контакт с эталонным телом по плоскости, в которой находится локальный круглый нагреватель. Через равные промежутки времени измеряют разность значений температуры между нагревателем и точкой плоскости контакта исследуемого и эталонного тел. Испытания заканчивают при превышении контролируемым динамическим параметром заданного значения. Строят зависимость текущего значения тепловой активности от температуры исследуемого тела. Структурные переходы в полимерных материалах определяют по наличию пиков на зависимости текущего значения тепловой активности от температуры исследуемого тела. 1 табл., 9 ил.

Изобретение относится к области определения физических параметров пластовых флюидов и может быть использовано в промышленных и научно-исследовательских лабораториях для определения температуры кристаллизации парафинов в нефти. Согласно заявленному способу выполняют нагрев образца нефти с однократным термостатированием, непрерывное охлаждение образца с одновременным измерением касательного напряжения сдвига. Определяют температуру начала кристаллизации по температуре, соответствующей первому скачкообразному увеличению касательного напряжения сдвига, а температуру массовой кристаллизации - по температуре, соответствующей второму скачкообразному увеличению касательного напряжения сдвига. При этом образец нагревают до температуры 60-80°C, нагрев и термостатирование образца выполняют с вращением цилиндра вискозиметра, а охлаждение образца выполняют со скоростью 1-2°C в минуту. Технический результат: повышение информативности и достоверности способа анализа. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования процессов полиморфных превращений в металлах и твердофазных металлических сплавах и может быть использовано, например, в отделах технического контроля металлургических заводов, выпускающих титан и сплавы на его основе. Заявлен способ определения температуры полного полиморфного превращения жаропрочных двухфазных титановых сплавов (α+β)-мартенситного класса, включающий предварительную подготовку образца посредством многостадийной термической обработки последнего, которую проводят непосредственно в приборе дифференциального термического анализа (ДТА) в атмосфере очищенного аргона и его исследование методом ДТА. Осуществляют нагрев образца сплава в однофазную β-область, переохлаждение ниже температур активного диффузионного распада β-твердого раствора, кратковременную выдержку и повторный нагрев в однофазную область. Проводят фиксацию зависимости ДТА-сигнала от температуры и расчет значений производной ДТА-сигнала, а температуру окончания полного полиморфного превращения определяют по максимуму на кривой первой производной ДТА-сигнала при повторном высокотемпературном нагреве. Технический результат: повышение точности определения температуры полного полиморфного превращения в жаропрочных двухфазных титановых сплавах. 4 ил.

Использование: для определения фазового состояния газожидкостного потока в контрольной точке вертикального сечения трубопровода. Сущность: заключается в содержании устройством для определения фазового состояния газожидкостного потока измерительного устройства и терморезистивного датчика фазового состояния, включающего расположенную вдоль оси движения потока и жестко закрепленную одной короткой стороной печатную плату с установленным на ней чувствительным элементом, выполненным в виде подложки, на которой размещен пленочный резистор (терморезистор) в «точечном» исполнении. Чувствительный элемент установлен в контрольной точке по вертикальной оси поперечного сечения трубопровода и соединен с измерительным устройством, которое содержит измерительную схему и микроконтроллер с программным управлением и предназначено для измерения изменения сопротивления терморезистора, связанного с изменением фазового состояния среды в горизонтальных слоях газожидкостного потока, и обработки сигнала. При этом чувствительный элемент датчика одной короткой стороной подложки закреплен на краю короткой незакрепленной стороны печатной платы. Пленочный резистор (терморезистор), размещенный на подложке, смещен к краю свободной короткой стороны подложки и расположен на расстоянии не более 0,5 мм от этого края. Контактные площадки, предназначенные для присоединения подложки к печатной плате, выполнены напротив терморезистора у противоположной короткой стороны подложки. Технический результат: повышение быстродействия устройства для определения фазового состояния газожидкостного потока. 5 ил.

Изобретение относится к области тепловых исследований свойств жидкостей и может быть использовано для исследования динамических процессов термостимулированной структурной перестройки жидкостей. Заявлен способ исследования теплофизических свойств жидкостей, при котором в металлической кювете с пробой жидкости, снабженной датчиком температуры, размещают металлический зонд вибровискозиметра, снабженный датчиком температуры. Зонд приводят в режим гармонических колебаний, изменяют температуру кюветы посредством управляемого устройства охлаждения-нагрева. Измеряют температуру, амплитуду, фазу, частоту колебаний зонда и определяют плотность, вязкость и температуропроводность жидкости в зависимости от ее температуры. Также измеряют зависимость от температуры оптического пропускания жидкости в непосредственной близости от зонда для моментов прохождения зондом его равновесного положения. Устройство для осуществления способа включает кювету, управляемое устройство охлаждения-нагрева, сферический металлический зонд вибровискозиметра, размещаемый внутри кюветы. Зонд и кювета снабжены датчиками температуры. Также кювета снабжена волоконно-оптическим датчиком оптического пропускания жидкости, установленным в непосредственной близости от зонда. Технический результат: повышение точности измерений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Способ основан на экспериментальном определении температуры лавинообразного распада охлаждающей жидкости на горячей поверхности, в статических условиях, без потока жидкости. Технический результат - упрощение процесса отбраковки различных партий охлаждающей жидкости, уменьшение количества вещества в исследуемой пробе, что в свою очередь обеспечивает безопасность персонала, проводящего исследования. 1 ил.

Изобретение относится к области инновационных технологий и может быть использовано для повышения эффективности определения функциональных параметров полимерных композиционных материалов, определяющих эффективность перспективных технических систем. Заявлен способ определения температуры стеклования полимерных композиционных материалов на основе тетразола, согласно которому температуру стеклования определяют по изменению наклона на графике температурной зависимости обратной величины действительной части комплексной диэлектрической проницаемости 1/ε′=f(T). Технический результат - повышение точности и достоверности определения температуры стеклования полимерных композиционных материалов на основе тетразола. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к пограничной области между физикой, химией и биологией и может быть использовано в научных и промышленных лабораториях для определения параметров фазового перехода в воде и влияния на них условий (давление, температура), добавок веществ и полей. Предлагается способ измерения параметров фазового перехода жидкость-жидкость в водных растворах амфифилов измерением теплового эффекта разбавления раствора амфифила растворами ПЭО в зависимости от концентрации амфифила. Технический результат - повышение достоверности идентификации и разделения двух осциллирующих состояний системы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх