CC BY
37
УДК 355; 359
ОЦЕНКА ГРИБОСТОЙКОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИЗДЕЛИЙ
МАШИНОСТРОЕНИЯ
А.В. Лаврушин, Н.Е. Стариков, С. А. Семенов, О. А. Жданова,
И. С. Науменко
Проведен анализ используемого в защите материалов изделий машиностроения масла ружейного РЖ. Проведена проверка биологической устойчивости масла ружейного РЖ к микроскопическим грибам и бактериям.
Ключевые слова: материалы изделий машиностроения, масло, коррозия, биоповреждение, микроорганизмы.
Для защиты конструкционных материалов изделий машиностроения, в том числе таких, как стрелково-пушечное вооружение (СПВ), от процессов коррозии, старения и биоповреждений применяются защитные покрытия - лакокрасочные покрытия (ЛКП) и смазочные материалы. Смазочные материалы различного назначения принято подразделять на смазки, масла и специальные жидкости [1, 2].
Для консервации изделий, в основном, применяют консервацион-ные (защитные) пластичные смазки, которые предназначены для предохранения металлических частей от коррозии.
Масла и смазочные материалы, в свою очередь, предназначены для уменьшения трения между движущимися механизмами, снижения их изнашивания, кроме того, они широко применяются для защиты от коррозии [3]. При добавлении в масла ингибиторов они используются, в основном, как консервационные и рабоче-консервационные масла, предназначенные для наружной и внутренней консервации изделий при хранении. Одним из основных рабоче-консервационных масел является ружейное жидкое масло РЖ (ГОСТ 9811-61).
Консервационные смазочные материалы, применяемые для защиты изделий машиностроения, включая СПВ, должны быть биостойкими, поскольку, используемые для их изготовления конструкционные материалы в процессе эксплуатации и хранении наряду с электрохимической, подвергаются и биокоррозии, протекающей в присутствии микроорганизмов-деструкторов [4-12]. Проведенные нами ранее исследования показали, что в большей степени протеканию процесса биокоррозии способствуют различного рода микроскопические грибы [13, 14].
С целью проверки биологической устойчивости масла ружейного РЖ к микроскопическим грибам и бактериям были проведены соответствующие исследования.
Проверка осуществлялась в чашках Петри на среде минерализованный агар (3 % агар-агара; 0,3 % NaNOs; 0,2 % KCl; 0,1 % KH2PO4; 0,5 % MgSO4-7H2O в водопроводной воде). Стойкость к воздействию микроорга-
низмов масла РЖ с введенными в его состав биоцидными добавками-модификаторами разной концентрации исследовались как на указанной среде, так и на других средах: сусло-агаре (3 % агар в неохмеленном пивном соусе -4° по Баллингу - для определения фунгицидности модифицированного добавками масла) и на мясопептонном агаре (МПА) (1,5 % агара в мясопептонном бульоне - для определения бактерицидности модифицированного добавками масла).
Испытуемые пробы масла РЖ вносились в 5 лунок, сделанных в питательных средах в чашках Петри, и засевались водной суспензией соответствующих культур микроорганизмов. Чашки с зараженными пробами помещались в эксикаторы, на дно которых наливалась вода. Эксикаторы размещались в термостате с температурой 28±2 °С и выдерживались до 14 - 28 суток. По окончании испытаний чашки Петри извлекались из эксикатора, и производился осмотр образцов. Оценка поражения (зарастания) образцов микроорганизмами проводилась визуально по 4-балльной системе:
0 баллов - рост микроорганизмов в лунке с маслом и пространстве вокруг масла отсутствует;
1 балл - зарастает 25 % поверхности образца;
2 балла - зарастает 50 % поверхности образца;
3 балла - зарастает 100 % поверхности образца.
За конечный результат принималась цифра, соответствующая усредненному значению степени зарастания материала в каждой из 5 лунок.
Тест-культуры бактерий выращивались в пробирках на мясопептон-ном агаре в течение 3 - 5 суток, а культуры грибов - на сусло-агаре в течение 7 - 10 суток в термостате при 28.. .30 °С. Для получения суспензий микроорганизмов в пробирки с выращенными культурами наливалось по 6.8 мл стерильной водопроводной воды, и бактериологической петлей делался смыв микроорганизмов с питательной среды. Полученная споровая суспензия фильтровалась в колбы через 4 слоя стерильной марли.
Подсчет количество спор в суспензиях грибов производился в камере Горяева и методом разведений с последующим высевом на плотные питательные среды (сусло-агар), в суспензиях бактерий - оптическим методом на фотоэлектроколориметре (ФЭК-60) по степени мутности суспензии [15] и методом Виноградского - Брида на окрашенных мазках [16]. Исходное количество микроорганизмов в 1 мл суспензии оставляло 1...2-106. Такое количество клеток получалось путем соответствующего разбавления суспензий стерильной водой. Срок хранения суспензий - не более 6 часов с момента приготовления.
Результаты оценки биостойкости масла РЖ к воздействию микроскопических грибов и бактерий, проведенной в соответствии с ГОСТ 9.052-88 [17] и ГОСТ 9.082-77 [18], приведены в табл. 1. В качестве тест организмов использовались штаммы, полученные из Всероссийской коллекции микроорганизмов.
Таблица 1
Устойчивость масла РЖ к тест-организмам, рекомендованным _ ГОСТ 9.052-88 и ГОСТ 9.082-77 (в баллах)_
Питательная среда Тест-организмы
Смесь бактерий в соответствии с ГОСТ 9.082-77 Смесь грибов в соответствии с ГОСТ 9.052-88
Сусло-агар - 32333*
МПА 12122* -
* Цифры соответствуют степени зарастания масла РЖ (в 5 повторениях).
Из табл. 1 видно, что зарастание масла микроорганизмами (МО) оценивается 2 - 3 баллами, т.е. масло РЖ не обладает стойкостью к воздействию как мицелиальных грибов, так и бактерий. Изменение внешнего вида масла после воздействия микроорганизмов наблюдается даже визуально: масло меняет цвет - светлеет.
Исследуемое нами масло ружейное РЖ (ГОСТ 9811-61) производилось ОАО«АЗМОЛ» (Украина, г. Бердянск) и первоначально в его состав входила защитная присадка МНИ-3, производство которой в настоящее время прекращено. В этой связи, предприятиями промышленности была освоена технология производства масла РЖ (ТУ 38.1011315-90) [19] с заменой присадки МНИ-3 на ингибитор коррозии АКОР-1, которое в 2004 году было допущено к производству и применению на технике.
В настоящее время ружейное масло РЖ (ТУ 38.1011315-90) производится на основе смеси индустриального масла И-20А и реактивного топлива ТС-1, что обеспечивает ему низкую температуру застывания, также оно содержит присадку для повышения вязкости ВИНИПОЛ ВБ-2 и ингибитор коррозии АКОР-1 [20]. Компонентный состав модифицированного масла РЖ представлен в табл. 2.
Таблица 2
Состав промышленного образца масла ружейного РЖ
(Т ГУ 38.1011315-90)
Наименование компонента Обозначение НД Содержание по регламенту, % масс.
Масло индустриальное И-20А ГОСТ 20799 36,5±3,0
Присадка АКОР-1 ГОСТ 15178 5,0±0,5
ВИНИПОЛ ВБ-2 ТУ 0258-037-0578876 3,5±1,0
Авиационное топливо ТС-1 ГОСТ 10227 до 100
Для проверки биологической устойчивости масла ружейного РЖ (ТУ 38.1011315-90) к воздействию плесневых грибов в соответствии с ГОСТ 9.052-88. ЕСЗКС «Масла и смазки. Метод лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов» метод 3 были проведены лабораторные исследования.
Образцы масла вносили в пробирки с 3 см3 суспензии спор грибов в среде с дополнительным источником минерального питания (среда №5 по ГОСТ 9.052-88, далее среда), укладывали в наклонном положении под углом 30о и выдерживали в условиях, оптимальных для роста грибов. По за-
вершению испытаний фиксировали внешний вид масло - водноминераль-ной среды, осматривая ее невооруженным глазом и с помощью лупы при увеличении х5.
Масла считаются стойкими к воздействию плесневых грибов, если отсутствует развитие грибов на образцах (отсутствует пленка на границе раздела «среда - масло», в пробирках среда прозрачна и не пигментирована, нет осадка).
Дополнительно для выявления продуктов роста грибов при осмотре проб проводили микроскопирование (при увеличении х320) объектов, образовавшихся в масловодноминеральной среде.
Условия проведения испытаний были следующие: продолжительность 10 суток с промежуточным осмотром через 5 и 7 суток; температура +29±2 оС. Для испытаний использовались следующие виды плесневых грибов: Aspergillus niger van Tieghem; Scopulariopsis brevicaulis (Sacc.) Bainier; Penicillium chrysogenum Thom; Penicillium cyclopium Westling; Pae-cilomuces varioti Bainier.
Установлено, что для образцов масел РЖ уже в начальный период испытаний (менее чем через одни сутки) на границе раздела фаз «масло -среда» наблюдается пленковидный межфазный слой (табл. 3).
Таблица 3
Характеристика внешнего вида зараженной грибами
масловодноминеральной среды после инкубации_
Масло Внешний вид среды Оценка грибостойкости
РЖ При увеличении х5: граница раздела фаз среда-масло - пленковидный слой светло бежевого цвета; водноминеральная среда - изменения внешнего вида отсутствуют (прозрачная, осадок отсутствует); масло - изменения внешнего вида отсутствуют. При увеличении х320: пленковидный слой на границе раздела фаз - мицелий грибов Не грибостойко
Такая динамика процесса свидетельствует о том, что образование межфазного слоя связано, главным образом, с небиологическими процессами. Осмотр при увеличении х5 не выявил других характерных внешних признаков развития грибов в маслах - помутнения и пигментации среды, наличия в ней осадка. Микроскопирование (увеличение х320) пленковид-ного слоя с границы раздела фаз масло РЖ - среда позволило обнаружить в нем развитый мицелий грибов (рисунок).
Таким образом, можно заключить, что масло РЖ содержит вещества, способные обеспечить развитие грибов в присутствии минеральных загрязнений. Образец ружейного масла РЖ (ТУ 38.1011315-90) не стоек к плесневым грибам в условиях, имитирующих минеральные загрязнения по ГОСТ 9.052-88 метод 3.
Пленковидный слой с границы раздела фаз «масло РЖ - среда»
Одним из перспективных направлений повышения биостойкости ружейных масел является их модификация веществами природного происхождения, такими, как эфирные масла [21 - 23]. Кроме того, в целях защиты материалов возможно использование ряда биоцидных средств, таких, как «БИОПАГ-Д» и др. [24].
Список литературы
1. Защита от коррозии, старения и биоповреждения машин, оборудования и сооружений: справочник / под ред. А. А. Герасименко М.: Машиностроение, 1987. Т. 1. 688 с.
2. Защита от коррозии, старения и биоповреждения машин, оборудования и сооружений: справочник в 2 т. / под ред. А. А. Герасименко. М.: Машиностроение, 1987. Т.2 784 с.
3. Виноградов П. А. Консервация изделий машиностроения. Л.: Машиностроение, 1986. 270 с.
4. ГОСТ В18241-85. Масла, смазки, специальные жидкости для военной техники. Ограничительный перечень и порядок назначения. М.: Изд-во стандартов, 1985. 100 с.
5. Коррозия легированных сталей под консервационными смазками в присутствии микроорганизмов / А.С. Волков, Н.Е. Стариков, А.В. Миша-ков, В.А. Алферов, Э.В. Пекар, С.Ф. Хлебникова // Защита металлов, 2003. Т. 39. № 4. С. 403 - 409.
6. Стариков Н.Е., Гвоздев А.Е., Фомичева Н.Б. Микробная коррозия сталей в присутствии консервационных составов // Коррозия: материалы, защита. 2005. № 1. С. 37 - 40.
7. Starikov N.E. On Improving the Protective Properties and Biological Stability of Preservative Oil // Protection of Metals. 1997. Vol. 33 №5. P. 483485.
8. Влияние микроскопических грибов Авре^Шш^ег на триботех-нические свойства пластичного смазочного материала марки «ЛИТА» / Н.Е. Стариков, А. Д. Бреки, С. А. Семенов, А.Е. Гвоздев, А.В. Лаврушин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 7. С. 108 - 117.
9. Воздействие продуктов метаболизма микроорганизмов на коррозию конструкционных легированных сталей / Н.Е. Стариков, А.В. Миша-ков, С.Ф. Хлебникова, Э.В. Пекар // Известия Тульского государственного университета. Химия и электрофизикохимические воздействия на материалы. 2001. Вып. 2. С. 45 - 50.
10. Оценка антикоррозионных свойств смазок на поверхности легированных сталей при их взаимодействии с биодеструкторами / Н.Е. Стариков, А.В. Мишаков, С.Ф. Хлебникова, Э.В. Пекар // В сб. матер. НПК «Экологические проблемы Тульского региона». Тула, 2002. С. 211 - 212.
11. Коррозия легированных сталей под консервационными смазками в присутствии микроорганизмов / Н.Е. Стариков [и др.] // Защита металлов. 2003. Т. 39. № 4. С. 403 - 409.
12. Ямпольская Т.Д., Шахалай Т.В. Биоповреждения горючесмазочных материалов в условиях северных регионов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12. №1(5). С.1250 - 1255.
13. Стариков Н.Е., Матюша Г.В. Влияние микроорганизмов на процессы коррозии металлов // Организационные проблемы заводского ремонта образцов ВВТ. Люберцы: 13 ГВНИИ МО, 2001. С. 216-219.
14. Стариков Н.Е., Лаврушин А.В. Анализ конструкции материалов, применяемых в современных образцах стрелково-пушечного вооружения, используемого в частях и соединениях ВДВ // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 6. С. 229 - 236.
15. Стариков Н.Е., Лаврушин А.В. Методика оценки изменения состояния стрелково-пушечного вооружения при воздействии на него факторов окружающей среды // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 6. С. 272-285.
16. Аристовская Т.В., Владимирская М.М. Большой практикум по микробиологии. М.: ВШ, 1962. 491 с.
17. Пименова М.Н., Гречушкина Н.Н., Азова Л.Г. Руководство к практическим занятиям по микробиологии. М.: Изд-во МГУ, 1971. 221 с.
18. ГОСТ 9.052-88. ЕСЗКС. Масла и смазки. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию плесневых грибов. М.: Изд-во стандартов, 1989. 42 с.
19. ГОСТ 9.082-77. ЕСЗКС. Масла и смазки. Методы лабораторных испытаний на стойкость к воздействию бактерий. М.: Изд-во стандартов, 1982. 45 с.
20. ТУ 38.1011315-90. Масла ружейные. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1990.
21. Тишина Е.А., Вижанков Е.М., Поплавский И.В. Организация производства ружейного масла РЖ // Труды 25 ГосНИИ МО РФ. 2016. Вып. 57. С. 267-270.
22. Стариков Н.Е., Рыжков А. А. Применение эфирных масел для повышения коррозионной и биологической стойкости масла РЖ и его использование для комплексной защиты материалов стрелкового вооружения от воздействия внешних факторов // Сборник рефератов НИОКР. 1993. Сер VIII. Вып. 1.
23. Стариков Н.Е. Способ консервации образцов стрелкового вооружения с использованием новых комплексных средств защиты // Материалы XXXI ВНК ВАА им. Калинина. СПб.: ВАА, 1993. С. 114 - 115.
24. Стариков Н.Е., Селифонтов Д.О., Лаврушин А.В. Разработка средств защиты вооружения на основе применения эфирных масел // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 11. С. 376 - 383.
25. Стариков Н.Е., Селифонтов Д.О., Лаврушин А.В. Разработка метода консервации ВВСТ на основе применения средства «БИОПАГ-Д» // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. Вып. 11. С. 451 - 455.
Лаврушин Алексей Валентинович, адъюнкт, lavruchin. 78@mail.ru, Россия, Рязань, Рязанское гвардейское высшее воздушно-десантное ордена Суворова дважды Краснознаменное командное училище имени генерала армии В. Ф. Маргелова,
Стариков Николай Евгеньевич, д-р техн. наук, профессор, начальник военно-научного центра, staricov_ taii@mail.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,
Семенов Сергей Александрович, д-р техн. наук, старший научный сотрудник, semenov1954@mail.ru, Россия, Люберцы, Центральный научно-исследовательский институт Военно-воздушных сил Министерства обороны Российской Федерации,
Жданова Ольга Александровна, научный сотрудник, staricov_ taii@mail.ru, Россия, Люберцы, Центральный научно-исследовательский институт Военно-воздушных сил Министерства обороны Российской Федерации,
Науменко Игорь Сергеевич, военнослужащий, staricov_ taii@mail.ru, Россия, Москва, Министерство обороны Российской Федерации
EVALUATION OF THE GREASIBILITY OF LUBRICANTS MATERIALS USED FOR PROTECTION OF PRODUCTS MECHANICAL ENGINEERING
A. V. Lavrushin, N£. Starikov, S.A. Semenov, O.A. Zhdanova, I.S. Naumenko
The analysis of the materials used in the protection of materials of machine-building products of gun oil RZH. The biological stability of rifle oil was tested to microscopic fungi and bacteria.
Key words: materials of engineering products, oil, corrosion, biodeterioration, microorganisms.
Lavrushin Alexey Valentinovich, adjunct, lavruchin. 78@mail.ru, Russia, Ryazan, Ryazan Guards Higher Airborne Order of the Suvorov twice Red-Banner Command School named after Army General V.F. Margelova,
Starikov Nikolai Evgenevich, doctor of technical sciences, professor, head of the military science centre, starikov_ taii@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,
Semenov Sergey Alexandrovich, doctor of technical sciences, se-menov1954@mail. ru, senior scientific researcher, Russia, Lyubertsy, SIC CRI Air Force Ministry of Defense of the Russian Federation,
Zhdanova Olga Aleksandrovna, researcher, staricov_ taii@,mail.ru, Russia, Lyubertsy, SIC CRI Air Force Ministry of Defense of the Russian Federation,
Naumenko Igor Sergeevich, serviceman, staricov_ taii@,mail.ru, Russia, Moscow, Ministry of Defense of the Russian Federation
УДК 004.056
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СИСТЕМ ЗАЩИТЫ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ПРОЦЕССОМ ПРЕДПРИЯТИЯ
А.Н. Баранов, Е.М. Баранова, В. Л. Токарев, Р.И. Черенков
Приведена сравнительная оценка различных вариантов систем защиты автоматизированных систем управления производственным процессом предприятия, действующих на территории Российской Федерации и за рубежом.
Ключевые слова: система защиты, автоматизированные системы управления, технологический процесс, стандарты, базовая модель угроз.
Сегодня в России действует большое количество документов, затрагивающих тему информационной безопасности, а именно тему информационной защиты автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).
Однако целесообразно выделить несколько документов, разработанных Федеральной службой технического и экспортного контроля России (ФСТЭК), с которых началось предметное развитие нормативной базы в сфере защиты АСУ ТП [5].
1. Базовая модель угроз безопасности информации в ключевой системе информационной инфраструктуры (КСИИ).
2. Методика определения актуальных угроз безопасности информации в КСИИ.
