CC BY
16
УДК 621.892.24; 54.08
МЕТОД КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРЕДЕЛОВ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПОЛУСИНТЕТИЧЕСКИХ МОТОРНЫХ
МАСЕЛ
Б.И. Ковальский, В. А. Балясников, Е.А. Ермилов, Н.С. Батов,
В.И. Афанасов
Представлены результаты исследования термоокислительной стабильности полусинтетических масел, включающие определение оптических свойств, испаряемости и показателя термоокислительной стойкости. Установлены температуры начала процессов окисления, испаряемости и изменения показателя термоокислительной стабильности, а также критические температуры этих процессов. На основе этих данных предложено классифицировать масла.
Ключевые слова: оптическая плотность, испаряемость, показатель термо-окислительнойстабильности, температуры начала процессов окисления и испарения, критические и предельно допустимые температуры работоспособности.
Ресурс смазочных масел зависит в основном от температуры на поверхности трения, которая ускоряет процессы окисления, температурной деструкции и химических реакций металлов с продуктами окисления и присадками. В этой связи для конструкторов и технологов важно знать температуры начала протекания этих процессов и критические температуры, при которых происходят аномальные явления. Поэтому целью настоящих исследований является апробация метода контроля по определению этих температур.
Для исследования выбраны полусинтетические моторные масла различной группы эксплуатационных свойств: Роснефть Maximum 10W -40 SL / CF, CastrolMagnatec 10W- 40 R SL / СБи Лукойл Люкс 5W-40 SL / CF.
Методика исследования включала следующие средства контроля и испытания: прибор для термостатирования масел, фотометрическое устройство [1] и электронные весы. Техническая характеристика приборов описана в работе [2]. Методика исследования заключалась в следующем. Проба масла постоянной массы (100 ± 0,1 г) термостатировалась с перемешиванием при атмосферном давлении с постоянной частотой вращения мешалки последовательно при температурах 150, 160, 170, 180 °С в течение 8 часов, названном циклом повышения температуры окисления. Затем новая проба масла массой 100 ± 0,1 г термостатировалась в цикле понижения температуры 180, 170, 160, 150 °С. Также в течение 8 часов при каждой температуре испытания проба взвешивалась, определялась масса испарившегося масла и отбиралась часть пробы окисленного масла 2 г для прямого фотометрирования и определения оптической плотности при толщине фотометрического слоя 2 мм.
Термоокислительная стабильность исследуемых полусинтетических масел оценивалась по оптической плотности, испаряемости и показателю термоокислительной стабильности.
Результаты исследования и их обсуждения. В табл. 1 представлены экспериментальные данные исследования моторных масел Роснефть Maximum 10W- 40 SL / CF,CastrolMagnatec 10W-40 R SL / CF и Лукойл Люкс 5W-40 SL / CF, а на рис. 1, а, б, в, рис. 2 а, б, в и рис. 3 а, б, в - графические зависимости оптической плотности, испаряемости и коэффициента термоокислительной стабильности от температуры испытания.
Таблица 1
Данные исследования полусинтетических масел Роснефть Maximum 10W-40 SL / CF, CastrolMagnatec 10W-40 R SL / CF и Лукойл Люкс 5W-40 SL / CF в циклах повышения и понижения температуры испытания
Марка масла Температура испытания Т, oc Оптическая плотность D Испаряемость G, г Коэффициент термоокислительной стабильности Птос
Роснефть Maximum 10W - 40 SL / CF 150 0,0000 0,7000 0,0070
160 0,0619 1,8000 0,0821
170 0,1744 3,2000 0,2073
170 0,1278 2,1000 0,1488
160 0,2066 3,1000 0,2384
150 0,2657 3,4000 0,3011
Castrol Mag- natec 10W - 40 R SL / CF 150 0,0033 0,8000 0,0113
160 0,0070 1,4000 0,0210
170 0,0260 2,5000 0,0520
180 0,0600 4,0000 0,1040
180 0,0478 2,2000 0,0698
170 0,0834 3,2000 0,1163
160 0,1128 3,7000 0,1515
150 0,1354 4,2000 0,1799
Лукойл Люкс 5W - 40 SL / CF 150 0,0000 0.9 0,0090
160 0,0202 2.1 0,0416
170 0,0907 4.1 0,1331
180 0,2832 6.5 0,3523
180 0,1054 3.1 0,1364
170 0,1904 4.7 0,2392
160 0,2485 5.6 0,3078
150 0,2832 6 0,3478
Рис. 1. Зависимости оптической плотности (а), испаряемости (б) и показателя термоокислительной стабильности (в) от температуры окисления полусинтетического моторного масла Роснефть Maximum 10W- 40 SL / CF: 1 - цикл увеличения температуры; 2 - цикл
понижения температуры
По полученным данным определялась оптическая плотность
D = l9Ь i1)
Фо
где (р - монохроматический световой поток падающий на слой окисленного масла; (р0 - световой поток прошедший через слой окисленного масла
Показатель термоокслительной стабильности рассчитывается по формуле
Птос = О + Кё (2)
где К - коэффициент испаряемости.
к=М ,к=М, (3)
где т - масса испарившегося масла, г; М - масса пробы до испытания, г.
—.-,-,-.-,-,-, г, °с
150 160 170 180
Рис. 2. Зависимости оптической плотности (а), испаряемости (б) и показателя термоокислительной стабильности (в) от температуры окисления полусинтетического моторного масла CastrolMagnatec 10Ж-40 Я 8Ь / СГ: 1 - цикл увеличения температуры; 2 - цикл понижения
температуры 121
Рис. 3. Зависимости оптической плотности (а), испаряемости (б) и показателя термоокислительной стабильности (в) от температуры окисления полусинтетического моторного масла Лукойл Люкс 5W- 40 SL / CF: 1 - цикл увеличения температуры; 2 - цикл понижения
температуры
Данные по исследуемым полусинтетическим маслам сведены в табл. 2.
Исследованные моторные масла относятся к одной группе эксплуатационных свойств SL/CF, и классу вязкости 5W и 10W - 40. Масла различаются по началу процессов окисления, испарения и изменению показателя термоокислительной стабильности. Так, предельная температура работоспособности по окислению для масла Роснефть Maximum 10W-40 SL / CF составила 167,8 °С, CastrolMagnatec 10W- 40 RSL / CF - 178,3 °C, а Лу-
122
койл Люкс - 408Ь/СБ - 173,8 °С. По испарению для тех же масел в той же последовательности - 165,9, 172,9, 171,7 °С, а температура преобразования в масле - 167,5, 176,7, 173,5 °С. Эти данные показывают несовершенство современной системы классификации моторных масел.
Таблица 2
Расчетные данные по температурам начала процессов окисления, испарения и предельно допустимой температуре
работоспособности
Марка масла Температуры начала процессов
Роснефть Maximum 10W-40 SL / CF Окисления 143,1
Испарения 118,4
Температурных преобразований 139,9
Критические температуры процессов
Окисления 182,5
Испарения 181
Температурных преобразований 182,3
Предельная температура работоспособности
Окисления 167,8
Испарения 165,9
Температурных преобразований 167,5
Castrol Magnatec 10W-40 R SL/CF Температуры начала процессов
Окисления 152,2
Испарения 141,1
Температурных преобразований 150,2
Castrol Magnatec 10W-40 R SL/CF Критические температуры процессов
Окисления 191
Испарения 197,8
Температурных преобразований 192,2
Предельная температура работоспособности
Окисления 178,3
Испарения 172,9
Температурных преобразований 176,7
Лукойл Люкс 5W-40 SL/CF Температуры начала процессов
Окисления 154,3
Испарения 133,6
Температурных преобразований 153
Критические температуры процессов
Окисления 189,6
Испарения 193,6
Температурных преобразований 190,2
Предельная температура работоспособности
Окисления 173,8
Испарения 171,7
Температурных преобразований 173,5
Вывод. На основе проведенных исследований показано, что применение предложенного метода контроля температурных пределов работоспособности моторных масел позволяет получить дополнительную информацию о температурных режимах их применения и совершенствовать систему классификации.
Список литературы
1. А.С. N851111 CCCРМКИ3G01J 1/04. Фотометрический анализатор / Б. И. Ковальский, Г. М. Сорокин. Опубл. 30.07.81 № 28.
2. Ковальский Б.И. Методы и средства повышения эффективности использования смазочных материалов. Новосибирск: Наука, 2005. 341 с.
Ковальский Болеслав Иванович, д-р техн. наук, проф., Lahsm a mail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет,
Балясников Валерий Александрович, соискатель, kanzas29amail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет,
Ермилов Евгений Александрович, соискатель, evermilovamail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет,
Батов Николай Сергеевич, соискатель, ns. hatov@gmail.com, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет,
Афанасов Владимир Ильич, старший преподаватель, skg63amail.ru, Россия, Красноярск, Сибирский федеральный университет
THE METHOD OF CONTROL OF TEMPERATURE LIMITS OF EFFICIENCY OFSEMI
SYNTHETIC ENGINE OILS
B.I. Kovalsky, V.A. Balyasnikov, E.A. Yermilov, N.S. Batov, V.I. Afanasov
The results of the study of thermal oxidative stability, of semi synthetic oils, including determination of the optical properties, volatility index and thermal-oxidative resistance are presented. Temperature of beginning of oxidation processes, volatility and change exponent is thermo-oxidative stability, as well as the critical temperature of these processes are determined. Based on these data are suggested to classify oil.
Key words: optical density, volatility, an indicator of thermal oxidative stability, the temperature of the onset of oxidation and evaporation, critical and maximum allowable working temperatures abilities.
Kovalsky Boleslav Ivanovich, doctor of technical sciences, professor, Labsma mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University,
Balyasnikov Valery Aleksandrovich, applicant, kanzas29@mail.ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University,
Yermilov Evgeny Aleksandrovich, applicant, evermilov@mail.ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University,
Batov Nikolay Sergeyevich, applicant, ns. batov@gmail. com, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University,
Afanasov Vladimir Ilyich, senior teacher, skg63@mail. ru, Russia, Krasnoyarsk, Siberian Federal University
УДК 664; 621.9
ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ВОДООЧИСТКИ ПОД ФАКТИЧЕСКИ ЗАТРЕБОВАННЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ УСЛОВИЯ
В.Б. Морозов
Представлен и конкретизирован технологический комплекс по очистке исходной воды для нужд пищевых и смежных производств под фактические качественные требования.
Ключевые слова: водоподготовка, технологический комплекс, технологическое оборудование, качество.
Проведённая экспериментальная и статистическая оценка качества воды в Тульской области [15] с применением высокотехнологического оборудования пробоотбора сформировала требования к технологии водоочистки (водоподготовки).
При оценке применялся системный [6, 13] подход в рамках работы автоматизированной статистической системы контроля качества нештучной продукции [1-4, 7, 11, 17, 18, 20, 23-26, 30]. Инструментарий представлялся комплексом устройств [5, 8-10, 21, 22, 27-29] получения репрезентативных проб для последующего анализа. Главный критерий - безопасность готовой продукции [14] в рамках технологического комплекса [1, 6].
Технология рассчитана по схеме обработки воды методом обратного осмоса с предварительным осветлением, обезжелезиванием и умягчением подземной (артезианской) воды.
Потребность потребителя в очищенной воде, учитывая расход воды на собственные нужды, составляет 1,0 м /час. Суточное потребление -24 000 л подготовленной воды.
В качестве исходных данных приняты требования к воде [15], которая должна поступать на технологические нужды по следующим показателям (в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода»):
