Способ определения температуры вспышки смазочных масел


 


Владельцы патента RU 2640318:

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

Изобретение относится к области испытания материалов с помощью нагрева, в частности к технологии определения температуры вспышки смазочных масел без применения поджога паров, и может быть использовано при оценке эксплуатационных характеристик товарных и работающих смазочных масел. Согласно заявленному решению пробы смазочного масла постоянной массы термостатируют при атмосферном давлении без перемешивания, минимум при двух температурах ниже температуры вспышки в течение времени, обеспечивающего испарение установленной минимальной массы смазочного масла. При этом через равные промежутки времени испытания термостатированную пробу взвешивают и определяют массу испарившегося смазочного масла. Термостатирование продолжают до установленной массы испарившегося смазочного масла при каждой температуре. Строят графические зависимости массы испарившегося смазочного масла от времени и температуры термостатирования, по которым определяют время достижения установленного значения массы испарившегося смазочного масла при двух температурах. Расчетным методом определяют время достижения установленного значения массы испарившегося смазочного масла при температурах выше принятых. Определяют десятичные логарифмы времени достижения принятых значений массы испарившегося смазочного масла, строят графическую зависимость десятичных логарифмов времени достижения установленной массы испарившегося смазочного масла от температурного диапазона термостатирования, а температуры вспышки определяют по пересечению вышеуказанной зависимости с осью абсцисс. Технический результат - повышение точности определения температуры вспышки. 3 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области испытания материалов с помощью нагрева, в частности к технологии определения температуры вспышки смазочных масел без использования поджога паров, и может быть использовано при оценке эксплуатационных характеристик товарных и работающих смазочных масел.

Температура вспышки смазочных масел характеризует их способность к воспламенению при нагреве и последующему распространению пламени, поэтому является важным критерием для определения их огнеопасности, а также опасности взрыва. На практике этот параметр подлежит обязательному определению согласно ГОСТ 4333-87 и ГОСТ 6356-75. Известные методы определения температуры вспышки масел и нефтепродуктов, регламентированные как отечественными, так и зарубежными стандартами, основаны на регистрации температуры, при которой пары над поверхностью нефтепродукта (масла), нагреваемого в установленных стандартами условиях, вспыхивают при поднесении пламени от зажигательного устройства. Для реализации этих методов используются установки, в том числе, автоматизированные, содержащие поджигающие устройства (RU 2166189 С2 - 27.04.2001, RU 2178885 С2 - 27.01.2002, RU 2269120 С1 - 27.01.2006, RU 2282181 С1 - 20.08.2006, RU 2365907 С1 - 27.08.2009, CN 103604830 (А) - 2014-02-26).

Недостатком известных методов определения температуры вспышки масел и нефтепродуктов является необходимость осуществления поджога и использование для этого специальных зажигательных устройств, а также сложность и громоздкость выявленного при исследовании технического уровня оборудования, к тому же, не гарантирующего точность определения температуры вспышки.

В качестве прототипа принят отечественный стандарт на метод определения температуры вспышки масел и темных нефтепродуктов, согласно которому испытываемую жидкость нагревают в открытом тигле, подвергают испытанию воспламенением и при успешном зажигании проводят регистрацию температуры вспышки, при которой пары нефтепродукта образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени (ГОСТ 4333-87 Нефтепродукты. Методы определения температур вспышки и воспламенения в открытом тигле, прототип).

Недостатком прототипа, как и всех известных аналогов, является необходимость осуществления поджога и использование для этого специальных устройств, усложняющих технологию и повышающих трудоемкость, а также низкая точность определения температуры вспышки из-за погрешности, обусловленной тем, что не учитывается фактическая масса испарившегося нефтепродукта, так как при нагревании смазочных масел до температуры вспышки вначале происходит испарение легких фракций, а затем более тяжелых, вспышка которых происходит при более высоких температурах нагрева нефтепродукта.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание простого и более точного метода определения температуры вспышки смазочных масел без поджога и испытания воспламенением, с учетом массы всех фракций испарившегося смазочного масла во время его нагревания.

Технический результат, достигаемый при решении технической проблемы, заключается в повышении точности определения температуры вспышки, снижении трудоемкости способа и в упрощении используемых средств за счет исключения испытания воспламенением.

Для решения технической проблемы предложен способ определения температуры вспышки смазочных масел, при котором пробу смазочного масла нагревают и определяют температуру вспышки. Согласно изобретению, пробу смазочного масла постоянной массы термостатируют при атмосферном давлении без перемешивания, минимум при двух температурах ниже температуры вспышки в течение времени, обеспечивающего испарение установленной минимальной массы смазочного масла, причем через равные промежутки времени испытания термостатированную пробу взвешивают, определяют массу испарившегося смазочного масла, продолжают термостатирование до установленной массы испарившегося смазочного масла при каждой температуре, строят графические зависимости массы испарившегося смазочного масла от времени и температуры термостатирования, по которым определяют время достижения установленного значения массы испарившегося смазочного масла при двух температурах, расчетным методом определяют время достижения установленного значения массы испарившегося смазочного масла при температурах выше принятых, определяют десятичные логарифмы времени достижения принятых значений массы испарившегося смазочного масла, строят графическую зависимость десятичных логарифмов времени достижения установленной массы испарившегося смазочного масла от температурного диапазона термостатирования, а температуры вспышки определяют по пересечению вышеуказанной зависимости с осью абсцисс.

Для испытания в качестве примеров реализации способа взяты моторные масла следующих марок: минеральное - Лукойл Супер 15W-40 SG/CD; частично синтетическое - Роснефть Maximum 10W-40 SL/CF; частично синтетическое - Mannol Molibden 10W-40 SL/CF. При этом результаты испытаний указанных моторных масел отражены соответственно на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3

На фиг. 1а представлены зависимости испаряемости G от времени и температуры термостатирования: 1 - 180°С; 2 - 170°С; 3 - 160°С; на фиг. 1б - зависимости десятичного логарифма времени достижения установленных значений испаряемости G от температуры термостатирования минерального моторного масла Лукойл Супер 15W-40 SG/CD: 1 - G=1 г; 2 - G=2 г; на фиг. 2а - зависимости испаряемости от времени и температуры термостатирования: 1 - 180°С; 2 - 170°С; 3 - 160°С; на фиг. 2б - зависимости десятичного логарифма времени достижения установленных значений испаряемости от температуры термостатирования частично синтетического моторного масла Роснефть Maximum 10W-40 SL/CF: 1 - G=1 г; 2 - G=2 г; на фиг. 3а - зависимости испаряемости от времени и температуры термостатирования: 1 - 180°С; 2 - 170°С; 3 - 160°С; на фиг. 3б - зависимости десятичного логарифма времени достижения установленных значений испаряемости от температуры термостатирования частично синтетического моторного масла Mannol Molibden 10W-40 SL/CF: 1 - G=1 г; 2 - G=2 г.

Способ определения температуры вспышки смазочных масел осуществляется следующим образом. Пробы масла постоянной массы, например, 100±0.1 г, термостатируются в стеклянном стакане без перемешивания в течение постоянного времени, например 2 часа при трех температурах, например 160°С, 170°С, 180°С. После постоянного времени термостатирования пробу масла взвешивают, определяют массу испарившегося масла. Термостатирование масла продолжают до достижения испаряемости G, равной 2 г при каждой температуре. По полученным данным испаряемости масла строят графические зависимости испаряемости G от времени и температуры термостатирования, по которым определяют время достижения испаряемости одного и двух граммов (G=1 г и G=2 г), для каждой температуры (фиг. 1а, 2а, 3а).

Используя известную формулу, можно рассчитать время испарения одного или двух граммов исследуемого масла для любых температур ниже критических, при которых происходит его воспламенение (Кондаков Л.А. Рабочие жидкости и уравнения гидравлических систем / Л.А. Кондаков. - М.: Машиностроение, 1982 - 216 с.).

где tx - время испарения 1-го и 2-х граммов моторного масла при искомой температуре Тх; t1 - время испарения 1-го и 2-х граммов масла при температуре Т1; t2 - время испарения 1-го и 2-х граммов масла при температуре Т2.

Определив время испарения одного и двух граммов испытуемого масла для выбранных температур по экспериментальным зависимостям (фиг. 1а, 2а, 3а), а также значения расчетного времени для других температур, необходимо вычислить десятичный логарифм полученных значений времени испарения и построить графические зависимости логарифма времени испарения одного и двух граммов масла от температуры термостатирования (фиг. 1б, 2б, 3б), по которым определяют температуру, при которой данные зависимости пересекаются с осью абсцисс, точка пересечения соответствует температуре вспышки для исследуемого смазочного материала. Согласно данным (фиг. 1б, 2б, 3б), точка пересечения с осью абсцисс зависит от массы испарившегося масла, поэтому для сравнения температуры вспышки исследуемого смазочного масла необходимо исследования проводить при испарении выработанной массы, например, 1 грамма, что снижает трудоемкость способа определения температуры вспышки.

В таблице 1 приведены экспериментальные и расчетные данные времени испарения одного и двух граммов массы трех исследуемых моторных масел от температуры термостатирования.

В таблице 2 представлены результаты определения температуры вспышки исследуемых моторных масел и справочные данные.

Согласно данным таблицы 2 видно, что с увеличением массы испарившегося испытуемого моторного масла увеличивается температура вспышки, поэтому для сравнения различных смазочных масел необходимо выбрать постоянную массу испарившегося масла, например, 1 грамм.

Сравнивая данные температуры вспышки, полученные с помощью предлагаемого способа, со справочными данными, видно, что при испарении 1 грамма масла температура вспышки исследуемых масел ниже справочных данных, так как в представленном способе учитывается вся масса испарившегося масла. При испарении 2-х граммов масла температура вспышки у двух масел оказалась выше справочных данных, а у одного ниже, что также объясняется учетом всей массы испарившегося масла. Справочные данные в различных источниках значительно отличаются.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить точность определения температуры вспышки, упростить конструкцию средств контроля и испытания, исключить поджог смеси паров нефтепродукта с воздухом.

Способ определения температуры вспышки смазочных масел, при котором пробы смазочного масла нагревают и определяют температуру вспышки, отличающийся тем, что пробу смазочного масла постоянной массы термостатируют при атмосферном давлении без перемешивания, минимум при двух температурах ниже температуры вспышки в течение времени, обеспечивающего испарение установленной минимальной массы смазочного масла, причем через равные промежутки времени испытания термостатированную пробу взвешивают, определяют массу испарившегося смазочного масла, продолжают термостатирование до установленной массы испарившегося смазочного масла при каждой температуре, строят графические зависимости массы испарившегося смазочного масла от времени и температуры термостатирования, по которым определяют время достижения установленного значения массы испарившегося смазочного масла при двух температурах, расчетным методом определяют время достижения установленного значения массы испарившегося смазочного масла при температурах выше принятых, определяют десятичные логарифмы времени достижения принятых значений массы испарившегося смазочного масла, строят графическую зависимость десятичных логарифмов времени достижения установленной массы испарившегося смазочного масла от температурного диапазона термостатирования, а температуру вспышки определяют по пересечению вышеуказанной зависимости с осью абсцисс.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов. При осуществлении способа испытывают пробы смазочного материала постоянной массы в присутствии воздуха, при оптимальных температурах ниже критической, выбранных 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, фотометрируют ее, определяют параметры термоокислительной стабильности и проводят оценку процесса окисления.

Изобретение относится к области анализа материалов, преимущественно смазочных масел, в частности для оценки влияния масел на поверхности деталей цилиндропоршневой группы и коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания в зонах высоких температур.

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

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 контроля свойств углеводородов и касается способа определения температуры вспышки в закрытом тигле нефтяных масляных фракций. Способ включает в себя определения цветовой характеристики координаты красного цвета, линейно коррелирующей с температурой вспышки в закрытом тигле.

Изобретение относится к области испытания материалов. .

Изобретение относится к области испытания материалов. .

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к противопожарной технике летательных аппаратов и может быть использовано в космической технике, в частности для проведения исследования предельной для горения скорости газового потока с целью построения систем пожарной безопасности в замкнутых объемах.

Изобретение относится к устройствам для исследования органических жидкостей. .

Изобретение относится к противопожарной технике летательных аппаратов и может быть использовано в космической технике. .
Наверх