Способ определения термоокислительной стойкости смазочных материалов

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для определения качества нефтепродуктов, и может быть применено для контроля температурной стойкости и термоокислительной стабильности смазочных материалов. Заявлен способ определения термоокислительной стойкости смазочных материалов, включающий нагревание пробы испытуемого смазочного материала постоянной массы в присутствии воздуха, перемешивание, фотометрирование, определение массы испарившейся пробы при испытании, построение графических зависимостей, по которым определяют параметры процесса окисления. Согласно изобретению испытания проводят в двух циклах изменения температуры. Одну пробу испытывают при ступенчатом увеличении температуры на 10°C от минимального до максимального значения, зависимого от назначения смазочного материала, а другую пробу испытывают при ступенчатом уменьшении температуры на 10°C от принятой максимальной величины до минимальной. Причем через равные промежутки времени испытания для каждой температуры окисленную пробу взвешивают, определяют массу испарившегося смазочного материала и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившегося смазочного материала к массе пробы до испытания. Отбирают часть окисленной пробы для определения оптической плотности и по полученным данным определяют показатель термоокислительной стойкости как сумму оптической плотности и коэффициента испаряемости. Строят графические зависимости показателя термоокислительной стойкости, оптической плотности и испаряемости от циклов повышения и понижения температуры испытания, определяют регрессионные уравнения данных зависимостей, которые используют для определения параметров термоокислительной стойкости. По уравнениям зависимостей показателя термоокислительной стойкости определяют температуру начала процессов преобразования в испытуемом смазочном материале в цикле повышения температуры испытания и критическую температуру в цикле понижения температуры испытания, а по координате абсциссы пересечения данных зависимостей определяют предельную температуру работоспособности. При этом значения этих параметров используют в качестве параметров термоокислительной стойкости. Технический результат - повышение информативности контроля качества смазочных материалов за счет определения предельно допустимой температуры работоспособности. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для определения качества нефтепродуктов, и может быть применено для контроля температурной стойкости и термоокислительной стабильности смазочных материалов.

Известен способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, включающий нагревание смазочного материала в присутствии воздуха, перемешивание, определение параметров процесса окисления. При этом испытанию подвергают пробу путем нагревания через определенные интервалы времени до определенной температуры с увеличением температуры в начале интервала с выдержкой ее в течение интервала, определяют оптическую плотность в конце каждого интервала времени, строят графическую зависимость оптической плотности от температуры окисления, по точке перегиба которой определяют температуру окисления (Патент РФ №2057326, дата приоритета 04.06.1992, дата публикации 27.03.1996, авторы: Ковальский Б.И. и др., RU).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, заключающийся в том, что смазочный материал постоянной массы нагревают в термостойком стеклянном стакане, как минимум при трех температурах, превышающих температуру начала окисления, и перемешивают стеклянной мешалкой с постоянной скоростью вращения в течение не более 12 часов, причем через равные промежутки времени отбирают пробы для фотометрирования, определяют коэффициент поглощения светового потока окисленным маслом и испаряемость взвешиванием пробы до и после испытания, строят графические зависимости этих параметров от температуры испытания, а термоокислительную стабильность смазочного материала определяют по критической температуре работоспособности, температуре начала окисления и температуре начала испарения (Патент РФ №2274850, дата приоритета 30.08.2004, дата публикации 20.04.2006, авторы: Ковальский Б.И. и др., RU, прототип).

Недостатком известного аналога и прототипа является недостаточная их информативность, так как известные способы не позволяют определить предельно допустимую температуру работоспособности смазочных материалов, позволяющую классифицировать их по группам эксплуатационных свойств.

Задачей изобретения является повышение информативности контроля качества смазочных материалов за счет определения предельно допустимой температуры работоспособности.

Для решения поставленной задачи в способе определения термоокислительной стойкости смазочных материалов, включающем нагревание пробы испытуемого смазочного материала постоянной массы в присутствии воздуха, перемешивание, фотометрирование, определение массы испарившейся пробы при испытании, построение графических зависимостей, по которым определяют параметры процесса окисления, согласно изобретению, испытания проводят в двух циклах изменения температуры, одну пробу испытывают при ступенчатом увеличении температуры на 10°C от минимального до максимального значения, зависимого от назначения смазочного материала, а другую пробу испытывают при ступенчатом уменьшении температуры на 10°C от принятой максимальной величины до минимальной, причем через равные промежутки времени испытания для каждой температуры окисленную пробу взвешивают, определяют массу испарившегося смазочного материала и коэффициент испаряемости, как отношение массы испарившегося смазочного материала к массе пробы до испытания, отбирают часть окисленной пробы для определения оптической плотности, по полученным данным определяют показатель термоокислительной стойкости как сумму оптической плотности и коэффициента испаряемости, строят графические зависимости показателя термоокислительной стойкости, оптической плотности и испаряемости от циклов повышения и понижения температуры испытания, определяют регрессионные уравнения данных зависимостей, которые используют для определения параметров термоокислительной стойкости, причем по уравнениям зависимостей показателя термоокислительной стойкости определяют температуру начала процессов преобразования в испытуемом смазочном материале, в цикле повышения температуры испытания, и критическую температуру, в цикле понижения температуры испытания, а по координате абсциссы пересечения данных зависимостей определяют предельную температуру работоспособности, при этом значения этих параметров используют в качестве параметров термоокислительной стойкости.

Согласно изобретению, по уравнениям зависимостей оптической плотности и испаряемости в циклах повышения температуры испытания смазочного материала определяют температуры начала процессов окисления и испарения, а в циклах понижения температуры испытания определяют критическую температуру окисления и испарения, а по координате абсцисс пересечения этих зависимостей определяют предельно допустимые температуры окисления и испарения испытуемого смазочного материала, которые дополнительно используют в качестве параметров термоокислительной стойкости.

Сущность способа поясняется графически.

На фиг. 1 (а, б, в) представлены зависимости оптической плотности (D), испаряемости (G) и показателя термоокислительной стойкости (Птос) в циклах повышения и понижения температуры испытания частично синтетического моторного масла Castrol Magnatec 10W-40 Sl/CF в температурном интервале от 150 до 180°C (кривая 1) и от 180 доя 150°C (кривая 2); на фиг. 2 (а, б, в) - зависимости оптической плотности, испаряемости и показателя термоокислительной стойкости в циклах повышения и понижения температуры испытания частично синтетического моторного масла Лукойл Люкс 5W-40 SL/CF соответственно в температурном интервале от 150 до 180°C (кривая 1) и от 180 до 150°C (кривая 2); фиг. 3 (а, б, в) - зависимости оптической плотности, испаряемости и показателя термоокислительной стойкости в циклах повышения и понижения температуры испытания минерального моторного масла Zic HIFLO 10W-40 SL в температурном интервале от 150 до 180°C (кривая 1) и от 180 до 150°C (кривая 2).

Способ определения термоокислительной стойкости смазочных материалов осуществляется следующим образом. Пробу исследуемого смазочного материала постоянной массы (100±0,1 г) помещают в прибор для термостатирования и термостатируют последовательно при температурах, например для моторных масел 150, 160, 170, 180°C в течение постоянного времени, например, 8 часов для каждой температуры. При термостатировании проба смазочного материала перемешивается с помощью мешалки с постоянной частотой вращения, температура испытания поддерживается автоматически с точностью ±1°C. После каждой температуры проба взвешивается, определяется масса испарившегося смазочного материала и коэффициент испаряемости KG:

KG=m/М,

где m - масса испарившегося смазочного материала, г; М - масса пробы до испытания, г.

Отбирается часть пробы окисленного масла для фотометрирования и определения оптической плотности D:

где Ф - световой поток, падающий на слой смазочного материала; Ф0 - световой поток, прошедший через слой окисленного смазочного материала.

Определяется показатель термоокислительной стойкости (Птос), как сумма оптической плотности и коэффициента испаряемости:

Птос=D+KG

Аналогичная технология термостатирования применяется для других температур. Испытания смазочного материала при увеличении температуры осуществляются в цикле повышения температуры.

Новая проба исследуемого смазочного материала постоянной массы (100±0,1 г) испытывается в цикле понижения температуры испытания от 180 до 150°C с понижением на 10°C по той же технологии. По полученным экспериментальным данным строятся графические зависимости показателя термоокислительной стойкости Птос, оптической плотности D и испаряемости G в циклах повышения и понижения температуры испытания, определяются регрессионные уравнения этих зависимостей от температуры испытания в циклах повышения и понижения температуры, которые описываются полиномом второго порядка:

Птос=аТ2+bT+с;

D=аТ2+bT+с;

G=аТ2+bT+с.

Приравнивая параметры Птос, D, G к нулю и решая эти уравнения для циклов повышения температуры испытания, определяют температуры начала процессов окисления, испарения и температурных преобразований, учитывающих совместно температуры окисления и испарения, а решая уравнения зависимостей показателей в цикле понижения температуры испытания, определяют критические температуры окисления, испарения и температурных преобразований. Предельную температуру работоспособности исследуемого смазочного материала определяют по координате абсциссы пересечения графических зависимостей Птос=ƒ(T), D=ƒ(T) и G=ƒ(T) в циклах повышения и понижения температуры испытания. Более точное определение предельной температуры работоспособности исследуемого смазочного материала производят путем приравнивания уравнений Птос=ƒ(T), D=ƒ(T) и G=ƒ(Т) в циклах повышения и понижения температуры испытания к нулю и определения корней уравнений.

Результаты испытания частично синтетических моторных масел Castrol Magnatec 10W-40 Sl/CF, Лукойл Люкс 5W-40 SL/CF и минерального Zic HIFLO 10W-40 SL сведены в таблицу 1.

Сводные данные температурных показателей исследованных масел сведены в таблицу 2.

Исследованные масла относятся к одной группе эксплуатационных свойств SL для бензиновых двигателей, что подтверждено результатами исследования по предельным температурам работоспособности, по оптической плотности D, испаряемости G и показателю термоокислительной стойкости Птос.

Для сравнения смазочных масел одного назначения необходимо их исследовать в одинаковых температурных диапазонах, например, для моторных масел использовать температурный диапазон от 150 до 180°C в цикле повышения температуры на 10°C, кроме того, время испытания должно быть постоянным. Для трансмиссионных масел этот диапазон температур должен составлять от 120 до 150°C.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить расширенную информацию по термоокислительной стойкости смазочных масел по таким показателям, как температуры начала процессов окисления, испарения и их совместного проявления; критические температуры процессов окисления, испарения и их совместного проявления и предельные температуры работоспособности, определяемые по оптической плотности, испаряемости и показателю термоокислительной стойкости, а также промышленно применимо при назначении и контроле группы эксплуатационных свойств.

1. Способ определения термоокислительной стойкости смазочных материалов, включающий нагревание пробы испытуемого смазочного материала постоянной массы в присутствии воздуха, перемешивание, фотометрирование, определение массы испарившейся пробы при испытании, построение графических зависимостей, по которым определяют параметры процесса окисления, отличающийся тем, что испытания проводят в двух циклах изменения температуры, одну пробу испытывают при ступенчатом увеличении температуры на 10°C от минимального до максимального значения, зависимого от назначения смазочного материала, а другую пробу испытывают при ступенчатом уменьшении температуры на 10°C от принятой максимальной величины до минимальной, причем через равные промежутки времени испытания для каждой температуры окисленную пробу взвешивают, определяют массу испарившегося смазочного материала и коэффициент испаряемости, как отношение массы испарившегося смазочного материала к массе пробы до испытания, отбирают часть окисленной пробы для определения оптической плотности, по полученным данным определяют показатель термоокислительной стойкости как сумму оптической плотности и коэффициента испаряемости, строят графические зависимости показателя термоокислительной стойкости, оптической плотности и испаряемости от циклов повышения и понижения температуры испытания, определяют регрессионные уравнения данных зависимостей, которые используют для определения параметров термоокислительной стойкости, причем по уравнениям зависимостей показателя термоокислительной стойкости определяют температуру начала процессов преобразования в испытуемом смазочном материале в цикле повышения температуры испытания и критическую температуру в цикле понижения температуры испытания, а по координате абсциссы пересечения данных зависимостей определяют предельную температуру работоспособности, при этом значения этих параметров используют в качестве параметров термоокислительной стойкости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по уравнениям зависимостей оптической плотности и испаряемости в циклах повышения температуры испытания смазочного материала определяют температуры начала процессов окисления и испарения, а в циклах понижения температуры испытания определяют критическую температуру окисления и испарения, а по координате абсцисс пересечения этих зависимостей определяют предельно допустимые температуры окисления и испарения испытуемого смазочного материала, которые дополнительно используют в качестве параметров термоокислительной стойкости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии классификации жидких смазочных материалов. При осуществлении способа испытывают пробу смазочного материала в присутствии воздуха с перемешиванием, постоянного объема, минимум, при трех температурах, выбранных в зависимости от базовой основы, назначения и группы эксплуатационных свойств, в течение времени, характеризующего одинаковую степень окисления.

Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов. Предложен способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, при котором испытывают пробы смазочного материала постоянного объема в присутствии воздуха с перемешиванием при оптимальных, как минимум трех, температурах ниже критической, выбранных в зависимости от базовой основы, назначения смазочного материала и группы эксплуатационных свойств в течение времени, характеризующего одинаковую степень окисления.

Изобретение относится к оценке эксплуатационных свойств моторных масел в условиях динамического тонкослойного окисления и может быть использовано в нефтехимической промышленности, в частности в лабораториях при производстве новых видов моторных масел.

Изобретение относится к оценке лакообразующих свойств моторных масел в условиях динамического тонкослойного окисления и может быть использовано в нефтехимической промышленности, в частности в лабораториях при производстве новых видов моторных масел.

Изобретение относится к технологии испытания смазочных масел. При осуществлении способа отбирают пробу масла, делят ее на равные части, каждую из которых нагревают при атмосферном давлении с конденсацией паров и отводом конденсата, при этом для каждой последующей части пробы масла температуру испытания повышают на постоянную величину, после чего определяют коэффициент поглощения светового потока, также дополнительно определяют кинематическую вязкость термостатированной пробы масла при температурах 40 и 100°C, индекс вязкости, строят графические зависимости индекса вязкости от температуры испытания и от коэффициента поглощения светового потока, по величине изменения индекса вязкости от коэффициента поглощения светового потока определяют влияние концентрации продуктов температурной деструкции на индекс вязкости, а температурную стойкость определяют по величине изменения индекса вязкости в зависимости от температуры испытания и концентрации продуктов температурной деструкции, при этом чем меньше изменение индекса вязкости, тем выше температурная стойкость испытуемого масла.

Изобретение относится к области контроля качества нефтепродуктов. Способ включает отбор проб в различных местах в процессе приготовления пластичных смазочных материалов, их гомогенизацию и анализ, причем гомогенизацию объединенных проб пластичных смазочных материалов производят при их перемешивании плунжером со скоростью 60±10 двойных тактов в минуту, а анализ содержания воды в пластичных смазочных материалах осуществляют с помощью ИК Фурье-спектроскопии, для этого сначала приготавливают различные образцы пластичных смазочных материалов с известным содержанием воды, затем для образцов пластичных смазочных материалов с известным содержанием воды строят тарировочный график зависимости содержания воды от оптической плотности на частоте наибольшего поглощения 3388 см-1 и по результатам тарировочного графика на этой частоте определяют содержание воды в исследуемых пластичных смазочных материалах.

Изобретение относится к области исследования смазочных масел. Способ включает в себя непрерывное пропускание воздуха через испытуемое смазочное масло при температуре, на 20°С превышающей максимальную рабочую температуру испытуемого смазочного масла, отбор через равные промежутки времени окисленного смазочного масла и определение таких показателей степени деградации смазочного масла, как содержание осадка, нерастворимого в изооктане, а также фактор нестабильности эксплуатационных свойств смазочного масла, после чего строят график зависимости изменения определяемых показателей от времени окисления, проводят касательные на начальном участке полученной кривой и на участке, где произошел значительный рост определяемого показателя, координату точки пересечения двух касательных на оси времени окисления принимают за значение условного эксплуатационного ресурса.

Изобретение относится к области исследования материалов и может быть использовано для исследования вязкостно-температурных свойств жидкости и количественной оценки интенсивности и динамики структурных превращений в процессе подбора состава смазочных композиций моторных масел на стадии их разработки.

Изобретение относится к области технической диагностики технических систем, имеющих замкнутую систему смазки, и может быть использовано для контроля качества моторных масел в процессе эксплуатации.

Изобретение относится к области испытания моторных масел. Способ включает взятие пробы масла из двигателя, нанесение капли масла на тестовую подложку из фильтровального материала, анализ рисунка масляного пятна, выделение характерных признаков рисунка масляного пятна с разделением рисунка масляного пятна по окраске по меньшей мере на три контрольные зоны.

Изобретение относится к способам определения термомеханических характеристик полимерных композиционных материалов, конкретно к способам определения температуры стеклования Tc, температуры α-перехода Tα температуры начала перехода из стеклообразного состояния в высокоэластичное Tнп и теплостойкости.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для обнаружения парафинизации дизельного топлива в топливном баке в автотранспортном средстве.

Изобретение относится к области термического анализа и может быть использовано для определения фазовых переходов извлеченной из стального расплава пробы. Заявлен погружной зонд, имеющий погружной конец измерительной головки, в которой расположены имеющая впускной канал пробоотборная камера и выступающая своим горячим спаем в пробоотборную камеру термопара, которая имеет кабельный ввод для сигнальных кабелей термопары.
Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при определении температурной зависимости вязкости высокотемпературных металлических ферромагнетиков - сплавов на основе Fe, Co, Ni.

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью тепловых средств, а именно к идентификации промежуточных фаз в монокристаллах силикатов. .

Изобретение относится к исследованию фазовых превращений в раствор-расплавных средах, а именно, к способам определения температуры начала кристаллизации в раствор-расплаве (температуры ликвидус).

Изобретение относится к разработке методов анализа полимерных материалов, в частности к способам инверсии фазовой структуры в смесях термопластичных пол-. .

Изобретение относится к химической технологии , в частности, к устройствам для определения констант фазового равновесия жидких топлив. .

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, касающейся исследования, измерения и прогнозирования свойств полимерных материалов, включая композиционные материалы на полимерной основе.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для определения качества нефтепродуктов, и может быть применено для контроля температурной стойкости и термоокислительной стабильности смазочных материалов. Заявлен способ определения термоокислительной стойкости смазочных материалов, включающий нагревание пробы испытуемого смазочного материала постоянной массы в присутствии воздуха, перемешивание, фотометрирование, определение массы испарившейся пробы при испытании, построение графических зависимостей, по которым определяют параметры процесса окисления. Согласно изобретению испытания проводят в двух циклах изменения температуры. Одну пробу испытывают при ступенчатом увеличении температуры на 10°C от минимального до максимального значения, зависимого от назначения смазочного материала, а другую пробу испытывают при ступенчатом уменьшении температуры на 10°C от принятой максимальной величины до минимальной. Причем через равные промежутки времени испытания для каждой температуры окисленную пробу взвешивают, определяют массу испарившегося смазочного материала и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившегося смазочного материала к массе пробы до испытания. Отбирают часть окисленной пробы для определения оптической плотности и по полученным данным определяют показатель термоокислительной стойкости как сумму оптической плотности и коэффициента испаряемости. Строят графические зависимости показателя термоокислительной стойкости, оптической плотности и испаряемости от циклов повышения и понижения температуры испытания, определяют регрессионные уравнения данных зависимостей, которые используют для определения параметров термоокислительной стойкости. По уравнениям зависимостей показателя термоокислительной стойкости определяют температуру начала процессов преобразования в испытуемом смазочном материале в цикле повышения температуры испытания и критическую температуру в цикле понижения температуры испытания, а по координате абсциссы пересечения данных зависимостей определяют предельную температуру работоспособности. При этом значения этих параметров используют в качестве параметров термоокислительной стойкости. Технический результат - повышение информативности контроля качества смазочных материалов за счет определения предельно допустимой температуры работоспособности. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 ил.

Наверх