CC BY
67
УДК 662.75
ОЦЕНКА СОВМЕСТИМОСТИ АВИАКЕРОСИНОВ С МАТЕРИАЛАМИ ТОПЛИВНЫХ СИСТЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
Н.А. КЛИМОВ, В.В. СУЗИКОВ, Н.М. ЛИХТЕРОВА
В статье рассмотрены методы оценки коррозионной активности авиакеросинов. Предложен новый метод, лишенный недостатков существующих методов. Приведена принципиальная схема установки для реализации предлагаемого метода, рассмотрены предварительные результаты исследования образцов термостабильных и нетермостабильных топлив.
Ключевые слова: реактивные топлива, коррозионная активность.
Совместимость авиакеросинов с материалами топливных систем и двигателей является одним из важнейших эксплуатационных свойств топлив. Это свойство неразрывно связано с его тер моокислительной стабильностью.
Известно, что некоторые металлы катализируют процесс деградации (окисления компонентов) топлив. К ним относят медь и её сплавы, сплавы бериллия, свинец, вольфрам и его сплавы, цинк, никель, серебро, титано-ванадиевые сплавы, отдельные марки сталей, в том числе и нержавеющих. Присутствие вышеуказанных металлов способствует накоплению в топливе коррозионно-активных веществ и повышению скорости коррозии элементов топливной системы. Коррозионно-активные компоненты топлив взаимодействуют со сплавами и металлами, из которых изготовлены детали топливной аппаратуры: ротор и шток сервопоршня топливного насоса, беговая дорожка внутреннего кольца, пальцы корпуса комбинированного подшипника и другие его детали, контактирующие с топливом. Известны случаи поломки топливного насоса из-за коррозии и заедания плунжеров.
В стандартах на авиационные топлива коррозионная активность оценивается в основном по косвенным показателям: по содержанию серы, испытания на медной пластинке и др. В квалификационном методе по ГОСТ 18598 производится прямое определение коррозионной активности по изменению массы металлических пластин после нахождения их в топливе. Квалификационный метод ВНИИ НП (с медной фольгой в качестве образца металла) имеет ограниченное применение в связи с отсутствием показателя «коррозия бронзы». Данные методы имеют ряд недостатков: низкую точность; значительную длительность испытания и недостаточную информативность вследствие дискретности измерения.
В связи с отмеченными недостатками вышеуказанных методов предложен метод оценки коррозионной активности реактивных топлив, основанный на определении изменения толщины слоя контрольного металла (сплава) в процессе воздействия на него нагретого до заданной температуры топлива путем измерения электрического сопротивления этого слоя.
Такой способ позволяет получать кинетические зависимости процесса развития коррозионного воздействия в среде реактивного топлива.
Метод реализован в виде лабораторного прибора с управлением от персонального компьютера (рис. 1).
Информация о ходе испытания отображается на его экране и сохраняется в памяти. По окончании испытания на специальной программе проводится обработка результатов с определением значений выбранных показателей.
Рис. 1. Лабораторный прибор для оценки коррозионной активности реактивных топлив при повышенных температурах:
1 - твердотельный термостат; 2 - датчик температуры; 3 - реакционная емкость; 4 - блок измерения, управления и коммутации; 5 - персональный компьютер
Прибор (рис. 2) состоит из термостата с гнездом, в который помещена реакционная емкость (бомба) со стеклянным стаканом, заполненным испытуемым топливом, и блока управления режимом нагрева термостата и регистрации параметров испытания.
Рис. 2. Прибор для оценки коррозионной активности реактивных топлив:
1 - блок управления; 2 - датчик температуры; 3 - ртутный термометр;
4 - реакционная емкость; 5 - крышка реакционной емкости; 6 - ввод; 7 - стеклянный стакан; 8 - контрольный образец; 9 - приспособление для крепления образца; 10 - термостат
В крышке реакционной емкости закреплены электрически изолированные от нее два ввода, имеющие в верхней части клеммы для присоединения электропроводов; между нижними
концами вводов установлено приспособление для размещения контрольного образца конструкционного материала.
Контрольный образец представляет собой пластинку из лабораторного стекла с нанесенным на нее слоем металла (сплава). Металл или сплав наносится методом вакуумно-плазменного напыления.
Результаты исследования с помощью разработанного метода выявили особенности процессов коррозии металлов и окисления компонентов топлива. Установлено, что сопротивление слоя сплава при термостатировании топлива в течении трёх часов в среде аргона не меняется. В присутствии окислителя (растворённый кислород воздуха) для
нетермостабильных топлив типа ТС - 1 сопротивление образца сплава увеличивается в 20 - 30 раз. Это свидетельствует об интенсивном разрушении слоя сплава.
Для термостабильных топлив градиент сопротивления слоя сплава увеличивается в 5 - 10 раз. Полученные предварительные данные хорошо коррелируют с теоретическими представлениями о мицеллярной структуре реактивных топлив и её влиянии на термоокислительную стабильность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гуреев А. А. Квалификационные методы испытания нефтяных топлив. - М.: Химия, 1984.
2. Большаков Г.Ф. Гетероорганические соединения реактивных топлив. - Л.: Гостоптехиздат, 1962.
EVALUATION OF COMPATIBILITY JET FUELS WITH MATERIALS OF AIRCRAFT FUEL SYSTEMS
Klimov N.A., Suzikov V.V., Likhterova N.M.
The article deals methods for assessing jet fuel corrosivity. Proposed a new method, devoid of drawbacks of existing methods. Show the basic scheme for the proposed method, discussed preliminary results on the samples thermally stable and thermally unstable fuels.
Key words: jet fuels, corrosivity.
Сведения об авторах
Климов Никита Александрович, 1988 г.р., окончил МИТХТ им. М.В. Ломоносова (2011), младший научный сотрудник 162 лаборатории ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», автор 2 научных работ, область научных интересов - квалификационные испытания авиационных топлив и масел.
Сузиков Владимир Викторович, 1963 г.р., окончил Харьковское ВВАИУ (1986), ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского (1994), научный сотрудник 162 лаборатории ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России», автор 10 научных работ, область научных интересов - квалификационные испытания авиа-ционных топлив и масел.
Лихтерова Наталья Михайловна, окончила МИНХ и ГП им. И М. Губкина (1969), доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии нефтехимического синтеза и искусственного жидкого топлива МИТХТ им. М.В. Ломоносова, автор более 80 научных работ, область научных интересов - технология получения и химмотология моторных топлив, технология, свойства и рациональное применение тяжелого нефтяного сырья, коллоидное строение нефти и нефтепродуктов.
