Способ оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений



Способ оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений
Способ оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений
Способ оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений

 


Владельцы патента RU 2589284:

Публичное акционерное общество "Газпром" (RU)

Изобретение относится к области физической химии, а именно исследованию термоокислительной деструкции смазочных масел и образованию высокотемпературных отложений на поверхностях теплонагруженных деталей двигателей. Для этого используют метод гравиметрического определения массы отдельной чашечки-испарителя без испытуемого смазочного масла и массы отдельной чашечки-испарителя с испытуемым смазочным маслом . Испытуемый образец выдерживают при температуре (T) и в течение времени (τ), достаточных для образования высокотемпературных отложений. После этого определяют массу смазочного масла, подвергшегося испарению . Затем образец промывают изооктаном, сушат и определяют массу чашки-испарителя с образовавшимися лаковыми отложениями . После сушки образовавшихся высокотемпературных отложений определяют суммарную массу нерастворимого в изооктане осадка (X), выделенного при промывке чашечек-испарителей. Сохранившуюся рабочую фракцию испытуемого смазочного масла рассчитывают по приведенной формуле. Изобретение позволяет повысить достоверность оценки смазочных масел по степени их влияния на эксплуатационную надежность двигателей при оценке глубины термоокислительной деструкции смазочного масла в целом. 1 ил., 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к области исследования смазочных масел применительно к оценке их склонности к образованию высокотемпературных отложений в результате термоокислительной деструкции смазочного масла на поверхностях теплонагруженных деталей двигателей.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений (см. ГОСТ 23175-78. Масла смазочные. Метод оценки моторных свойств и определения термоокислительной стабильности, дата введения 01.01.1980). Способ оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений включает в себя взвешивание испытуемого масла, выдерживание испытуемого масла в чашечках-испарителях при температуре и в течение времени, достаточных для образования высокотемпературных отложений, определение массы смазочного масла, подвергшегося испарению, последующую промывку растворителем, сушку и взвешивание образовавшихся отложений.

Недостатком известного способа является то, что условия проведения испытаний в данном способе моделируют процессы в высоконапорных поршневых компрессорах, где основным оцениваемым показателем является количество образовавшихся высокотемпературных отложений в чашечках-испарителях. Для других условий эксплуатации, например для газотурбинных двигателей, является важным не только количественная оценка высокотемпературных отложений на горячих поверхностях, но и образование нерастворимых осадков в окисленном масле, которые могут спровоцировать появление отложений в разных узлах маслосистемы.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение достоверности оценки смазочных масел по степени их влияния на эксплуатационную надежность двигателей путем получения дополнительной информации о склонности смазочных масел к высокотемпературным отложениям в виде лака в сочетании с оценкой глубины термоокислительной деструкции смазочного масла в целом.

Технический результат изобретения достигается за счет того, что в способе оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений, включающем в себя определение массы отдельной чашечки-испарителя без испытуемого смазочного масла M i П и массы отдельной чашечки-испарителя с испытуемым смазочным маслом M i M , выдерживание испытуемого смазочного масла при температуре (T) и в течение времени (τ), достаточных для образования высокотемпературных отложений, определение массы смазочного масла, подвергшегося испарению M i И , последующую промывку растворителем, сушку и определение массы отдельной чашечки-испарителя с образовавшимися лаковыми отложениями M i Л , в качестве растворителя для промывки образовавшихся высокотемпературных отложений используют изооктан, после сушки образовавшихся высокотемпературных отложений определяют суммарную массу нерастворимого в изооктане осадка (X), выделенного при промывке чашечек-испарителей, далее рассчитывают сохранившуюся рабочую фракцию испытуемого смазочного масла по формуле:

;

где M i M - масса отдельной чашечки-испарителя с испытуемым смазочным маслом, мг;

M i И - масса смазочного масла, которое подверглось испарению в отдельной чашечке-испарителе, мг;

M i Л - масса отдельной чашечки-испарителя с образовавшимися лаковыми отложениями, мг;

N - количество чашечек-испарителей,

рассчитывают массовую долю лака относительно рабочей фракции испытуемого смазочного масла по формуле:

;

рассчитывают массовую долю нерастворимого в изооктане осадка относительно рабочей фракции испытуемого смазочного масла по формуле:

;

где X - суммарная масса нерастворимого в изооктане осадка, выделенного при промывке чашечек-испарителей, мг,

рассчитывают показатель, характеризующий склонность смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений при температуре (T) в течение времени (τ) по формуле:

.

Способ реализуется следующим образом. Испытания проводят на аппарате «Папок» (см. ГОСТ 23175-78. Масла смазочные. Метод оценки моторных свойств и определения термоокислительной стабильности, дата введения 01.01.1980) с использованием комплекта чашечек-испарителей с высоким бортом диаметром 27,8 мм и высотой 15 м. Всего для проведения испытания одного образца используют 5 чашечек-испарителей.

Предварительно перед выдерживанием испытуемого смазочного масла при заданной температуре определяют массу чашек-испарителей без испытуемого масла M i П и массу чашечек-испарителей с испытуемым маслом M i М . Испытание проводят при температуре (250±2)°C в течение заданного промежутка времени (τ), которое составляет от 1 до 8 часов. В процессе испытания часть смазочного масла испаряется. После окончания чашечки-испарители вынимают из аппарата «Папок», охлаждают до комнатной температуры. Затем чашечки-испарители взвешивают. По разнице веса чашечек-испарителей до и после нагревания определяют массу смазочного масла, которое подверглось испарению M i И .

Масло в чашечках-испарителях разбавляют (45±1) см3 изооктана и сливают в колбу. Колбу с раствором масла в изооктане выдерживают в темноте при комнатной температуре не менее 10 часов. Затем содержимое колбы фильтруют через беззольный фильтр (синяя лента), предварительно промытый в изооктане, высушенный и доведенный до постоянного веса (разница между последовательными взвешиваниями не более ±0,0004 г).

После того как весь раствор масла в изооктане стечет с фильтра, на фильтр смывают изооктаном осадок, оставшийся на внутренней поверхности колбы. Осадок на фильтре тщательно промывают подогретым до 30-40°C изооктаном (до отсутствия следов масла на фильтре) и фильтр с осадком помещают в бюксу. Колбочку и бюксу с фильтром помещают в сушильный шкаф, высушивают и доводят до постоянного веса, как указано выше.

Зафиксированный вес за вычетом веса фильтра и колбы соответствует массе нерастворимого в изооктане осадка (X), мг.

Чашечки-испарители после слива масла помещают в насадку экстракционного аппарата, заправленного петролейным эфиром. Экстрагирование продолжают до получения бесцветного раствора в насадке. После этого чашечки-испарители с проэкстрагированным остатком помещают в сушильный шкаф, высушивают и доводят до постоянного веса (разница между последовательными взвешиваниями не более ±0,0004 г). Результат взвешивания показывает массу чашечек-испарителей с образовавшимися лаковыми отложениями ( M i Л ) , мг.

Далее по формуле, указанной выше, рассчитывают показатель П ¯ Т ( В Т О ) τ , характеризующий склонность смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений при температуре (T) в течение времени (τ), который будет характеризовать склонность смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений, так как отражает уже выявленные отложения в виде лака в совокупности с образовавшимися твердыми продуктами термодеструкции смазочного масла, которые при определенных условиях эксплуатации в системах смазки двигателей могут образовывать другие виды высокотемпературных отложений нагар (кокс), смолы.

Пример испытаний смазочных масел для авиационных газотурбинных двигателей и расчета показателя П ¯ Т ( В Т О ) τ представлен в таблице и на рисунке изменения показателя П 250 ( В Т О ) τ , характеризующего склонность смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений при температуре 250°C, в зависимости от времени термостатирования. Для сравнения в таблице представлены данные, полученные в результате испытаний смазочных масел по ГОСТ 23175-78 и предложенным способом. Как видно из данных таблицы, предложенный способ позволяет учесть направленность процесса термоокислительной деструкции смазочного масла в сторону образования лака и нерастворимых осадков. Из графических данных видно, что процесс изменения показателя П ¯ Т ( В Т О ) τ характеризуется четко выраженным индукционным периодом, что свидетельствует о начале необратимых вторичных окислительно-деструкционных процессов, приводящих к полной деградации смазочного масла и потере им функциональных свойств.

Применение заявляемого способа оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений позволит получить дополнительную информацию в процессе оценки эксплуатационных свойств смазочных масел и выявить пути повышения показателей эксплуатационной надежности двигателей.

Способ оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений, включающий в себя определение массы отдельной чашечки-испарителя без испытуемого смазочного масла и массы отдельной чашечки-испарителя с испытуемым смазочным маслом , выдерживание испытуемого смазочного масла при температуре (T) и в течение времени (τ), достаточных для образования высокотемпературных отложений, определение массы смазочного масла, подвергшегося испарению , последующую промывку растворителем, сушку и определение массы отдельной чашечки-испарителя с образовавшимися лаковыми отложениями , отличающийся тем, что в качестве растворителя для промывки образовавшихся высокотемпературных отложений используют изооктан, после сушки образовавшихся высокотемпературных отложений определяют суммарную массу нерастворимого в изооктане осадка (X), выделенного при промывке чашечек-испарителей, далее рассчитывают сохранившуюся рабочую фракцию испытуемого смазочного масла по формуле:

где - масса отдельной чашечки-испарителя с испытуемым смазочным маслом, мг;
- масса смазочного масла, которое подверглось испарению в отдельной чашечке-испарителе, мг;
- масса отдельной чашечки-испарителя с образовавшимися лаковыми отложениями, мг;
N - количество чашечек-испарителей,
рассчитывают массовую долю лака относительно рабочей фракции испытуемого смазочного масла по формуле:

рассчитывают массовую долю нерастворимого в изооктане осадка относительно рабочей фракции испытуемого смазочного масла по формуле:

где X - суммарная масса нерастворимого в изооктане осадка, выделенного при промывке чашечек-испарителей, мг,
рассчитывают показатель, характеризующий склонность смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений при температуре (T) в течение времени (τ) по формуле:



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в ракетной, авиационной и других областях техники, в которых применяются системы, включающие баки с рабочей жидкостью, к которым предъявляются повышенные требования по содержанию механических загрязнений.

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйств, а также к экологическому мониторингу. Способ включает выделение участка пойменного луга с испытуемым травяным покровом.

Изобретение относится к способу для применения в печи-анализаторе, а именно к способу анализа содержания влаги в анализаторе. В одном из вариантов осуществления способа помещают образец в анализатор и определяют его первоначальный вес.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности. Способ многокритериальной оценки комфортности рабочей зоны производственных помещений, заключается в определении концентрации аэродисперсных примесей и параметров микроклимата объема воздуха, сначала определяют запыленность воздуха рабочей зоны как первый критерий ее комфортности.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности. .

Изобретение относится к области контроля качества нефтепродуктов, в частности определению содержания и уровня концентрации воды в нефтепродуктах. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в авиационной, ракетной и других отраслях техники, применяющих системы подачи рабочих жидкостей с заданными требованиями по содержанию частиц загрязнений.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам систем безопасности. .

Изобретение относится к способам определения массы частиц загрязнений в жидкости, текущей в трубопроводе, и может быть использовано в машиностроении в системах подачи жидкости к потребителям.

Изобретение относится к области защиты окружающей среды и предназначено для улавливания сухих аэрозолей при выявлении аэротехногенного загрязнения поверхности. .

Изобретение относится к имитационному моделированию сепараторов отделения воды от нефти, более конкретно к способу испытания термической добычи. Раскрыт имитатор теплового разделения фаз и способ испытания химических веществ.

Изобретение относится к технике измерений и может использоваться в автомобильной, сельскохозяйственной, авиационной, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, где необходимо проводить оперативный анализ качества моторного масла.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения температуры застывания нефти и нефтепродуктов. Согласно заявленному решению изменение температуры испытуемого нефтепродукта, помещенного в цилиндрический стакан, выполненный с возможностью размещения в нем мешалки, осуществляют хладагентом в виде смеси этилового спирта с жидким азотом.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения концентрации сажи в моторном масле двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области диагностики качества масел. При осуществлении способа предварительно нагревают взятые в равных объемах воду и масло с введенным в него деэмульгатором до заданной температуры, смешивают их и образованную смесь подвергают перемешиванию с поддержанием температуры смеси, равной начальной температуре компонентов до образования прямой эмульсии, после чего помещают полученную эмульсию в калориметр и в процессе разделения ее на фазы регистрируют изменение температуры в слоях водной фазы и масляной фазы, по полученной зависимости изменения температур в указанных слоях находят значения установившихся температур в слоях и по разности указанных температур судят о деэмульгирующих свойствах масла, причем, чем больше разность температур, тем выше деэмульгирующие свойства.

Изобретение относится к аналитической химии газовых и воздушных сред, а также непищевых материалов. Способ характеризуется тем, что применяют газоанализатор с n=3-8 пьезокварцевыми резонаторами с собственной частотой колебаний 10-15 МГц, электроды которых модифицированы селективными и чувствительными сорбентами к газам-маркерам отработки моторных масел, отбирают анализируемый образец моторного масла и помещают в герметично закрывающийся сосуд для насыщения газовой фазы газами-маркерами отработки моторных масел, после установления равновесия в системе газ - жидкость, не нарушая герметичности сосуда, отбирают пробоотборником 1-5 см3 равновесной газовой фазы и инжектируют ее в закрытую ячейку детектирования анализатора газов, фиксируют изменение частоты колебаний модифицированных пьезокварцевых резонаторов в течение 1 мин, по результатам откликов в программе строят «визуальный отпечаток», рассчитывают его площадь Sв.о, отн.ед.2, рассчитывают разность площадей ΔS между площадью «визуального отпечатка» для анализируемой пробы Si и площадью «визуального отпечатка» для стандартного образца моторного масла Sст по формуле ΔS=(Si-Sст)/Sст×l00%, если относительная разница площадей ΔS≤30%, то моторное масло соответствует норме, если ΔS≥30%, то степень отработки масла критическая, при ΔS>45% - моторное масло отработано и подлежит замене.

Изобретение относится к области аналитической химии для определения присадок в моторных маслах и может найти применение в аналитических лабораториях, производственных и технологических лабораториях нефтеперерабатывающих заводов, криминалистической практике.

Изобретение относится к способу и системе для анализа свойств флюидов в микрофлюидном устройстве. Флюид вводится под давлением в микроканал, и в ряде мест, расположенных вдоль микроканала, оптически детектируются фазовые состояния флюида.

Группа изобретений относится к получению характеристик нефтесодержащей текучей среды, извлекаемой из углеводородосодержащего геологического пласта. Представлен способ получения характеристик одного или нескольких свойств многокомпонентной нефтесодержащей текучей среды, заключающийся в том, что: (а) измеряют в скважине с помощью скважинного инструмента анализа текучей среды данные, представляющие, по меньшей мере, одно свойство для группы компонентов многокомпонентной нефтесодержащей текучей среды, и сохраняют данные в считываемой компьютером памяти, причем это, по меньшей мере, одно свойство для группы компонентов является весовым процентом группы компонентов; (б) с использованием процессора компьютера и программного обеспечения, сохраненного в считываемой компьютером памяти, получают, по меньшей мере, одно свойство для соответствующих компонентов группы из группы компонентов на основе данных, сохраненных на этапе (а), причем это, по меньшей мере, одно свойство является весовым процентом для соответствующих компонентов группы, и соотношение, полученное из анализа базы данных давление-объем-температура, причем это соотношение выражается линейной функцией количества атомов углерода для соответствующих компонентов группы и основано на коэффициентах дозирования, вычисленных в соответствии с уравнением где i изменяется в диапазоне целых чисел, соответствующих группе компонентов с определенным количеством атомов углерода в группе компонентов, Ψi - коэффициент дозирования для i-го компонента с определенным количеством атомов углерода в группе компонентов, А и В заданы по результатам регрессионного анализа базы данных давление-объем-температура, и CNi - количество атомов углерода для i-го компонента с определенным количеством атомов углерода в группе компонентов; (в) используют процессор компьютера и программное обеспечение, по меньшей мере, одно свойство для соответствующих компонентов группы, полученных на этапе (б) для оценки или прогнозирования одного или нескольких свойств многокомпонентной нефтесодержащей текучей среды; (г) выводят результаты, полученные на этапе (в) пользователю.

Изобретение относится к диагностированию двигателей внутреннего сгорания, в частности, к устройствам для определения загрязненности фильтра предварительной очистки масла смазочной системы двигателя.
Наверх