CC BY
85
студентов, аспирантов и молодых ученых «Разпитие дорожно-транспортного комплекса н строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования». - Омск : СибАДИ. 2007. — С. 14-17.
5. Дорошенко Н.В. Обоснование выбора трансмиссионных масел при эксплуатации дорожных и строительных машин в условиях холодного климата : дне...* канд. техн. наук. - Омск : СибАДИ, 2007. - С. 218.
КОРНЕЕВ Сергей Васильевич, доктор технических наук, декан нефтехимического института, заведующий кафедры «Химическая технология органических веществ»» ОмГТУ.
ИВАНКИВ Жанна Марсельевна, инженер отдела запасных частей ОАО «Сургутнефтегаз», г. Сургут.
БУРАВКИН Руслан Валерьевич, заместитель начальника отдела эксплуатации ОАО «Сургутнефтегаз», г. Сургут.
ШИРЛИН Иван Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплотехника и тепловые двигатели» СибАДИ.
ДОРОШЕНКО Николай Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Теплотехника и тепловые двигатели» СибАДИ.
ДОРОШЕНКО Станислав Владимирович« инженер кафедры «Теплотехника и тепловые двшгатели» СибАДИ.
Дата поступления статьи и редакцию: 20.03.2009 г.
© Корнеев С.В., Иванкнп Ж.М., Бурапкнн Р.В.,
Шнрлин И.И., Дорошенко М.В., Дорошенко С.В.
УДК 665765 с в КОРНЕЕВ
Ж. М. ИВАНКИВ Р. В. БУРАВКИН И. И. ШИРЛИН Н. В. ДОРОШЕНКО С. В. ДОРОШЕНКО
Омский государственный технический университет
ОАО «Сургутнефтегаз», г. Сургут
Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
ВЛИЯНИЕ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР НА СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ И ПОТОК ОТКАЗОВ МОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
При эксплуатации техники в условиях низких температур в масла из-за конденсационных процессов поступает вода. Присутствие воды в маслах приводит к изменению их противоизносных свойств, сокращению периодичности замены и росту потока отказов техники.
Ключевые слова: низкие температуры, вода, масла смазочные.
Значительная часть территории России расположена в зоне с суровыми климатическими условиями, где период отрицательных температур превышает шесть месяцев в году. В настоящее время идёт интенсивное развитие этих районов из-за освоения нефтегазовых месторождений и месторождений минеральных ископаемых. По причине малой изучен* ности влияния низких температур на работу мобильной техники организации теряют огромные средства при её эксплуатации и ремонте за счёт потерь из-за повышенного расхода топлива и увеличенной интенсивности износа сопряжённых подвижных деталей машин. Одной из основных причин проявления повышенных эксплуатационных затрат является из-
менение основных характеристик смазочных материалов |1,2, 3). Известно, что при изменен ни темпе* ратуры изменяется и вязкоегь масел. Причем не редки случаи, когда смазочные материалы вообще теряют подвижность из-за низких температур окружающей среды. Если для моторных масел можно обеспечить необходимый тепловой режим за счёт утепления моторного отсека машины для использования тепловыделения двигателя, в этом случае низкие температуры не влияют на топливную экономичность двигателя, то для трансмиссионных масел и пластичных смазок обеспечить необходимый тепловой режим практически невозможно. Влияние низких температур на работу двигателей внутрен-
tHOCTPOEHME И МАШИНОВЕДЕНИЕ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНМІ М» 1 (77). 3009
Рис. 1. Изменение эффективной мощности и крутящего момента при снижении температуры окружающего воздуха
216.0
212.0 Часово й расход оа, кг/ч
то пли
210.0 208.0
расход топлива,
206.0 204.0 202.0 200,0 198,0 г/(кЕ 3-ґч)
60.00
58.00
56.00
54.00
52.00
50.00
48.00
46.00
44.00
42.00
40.00
293 283 273 263 253 243 233
Томпоратура окружающего воздуха, К
223
213
Рис. 2. Изменение расхода топлива двигателя Я М3 7511 при снижении температуры окружающего воздуха
него сгорания отражено на рис. 1,2.
Именно изменение вязкостно-прочностных свойств смазочных .материалов приводит к повышенному расходу топлива при эксплуатации техники в условиях низких температур, и в зависимости от условий эксплуатации это повышение может доходить до 20% и выше.
При увеличении вязкостно-прочностных свойств смазочных материалов за счёт низких температур происходит изменение и условий смазывания деталей пар трения. Увеличиваются затраты энергии на перемешивание смазочного материала, увеличивае тся интенсивность износа трущихся пар и, как следствие, увеличивается поток отказов агрегатов техники. Кроме этого, при эксплуатации техники следует учитывать, что в условиях низких температур наблюдается поступление воды во все виды не(|)тепродуктов.
Присутствие воды в смазочных материалах резко изменяет их качество. У многих марок моторных масел наличие 0,1% воды и более по массе приводит к осадкообразованию, состоящему из 40%летер|'е1ггно-днепергирующих и противоизносных присадок и 75% антипенной присадки |3, 4, 5|. Это вызывает изменение и других показателей качества смазочных мате-
риалов. Например, на 40% уменьшается щелочное число, которое определяет ресурс моторного масла. У моторных масел такое влияние воды происходитиз-за низкой коллоидной стабильности вводимых присадок. Трансмиссионные масла так же обводняются при их использовании в условиях низких температур. У некоторых масел также наблюдается низкая коллоидная стабильность присадок и осадкообразование, а присутствие воды оказывает существенно« влияние на изменение трибологических свойств трансмиссионных масел [6,7|. Изменение основных характеристик обвод) 1СННЫХ трансмиссионных масел группы ТМ5 приведено в работах |8,9,10).
Установлено, что для различных масел предельные значения концентрации воды могут варьироваться. что объясняется различной устойчивостью пакетов присадок к воздействию воды, а также начальным уровнем эксплуатационных свойств, заложенных в товарном масле. На основе полученных данных установлены предельные значения содержания воды в масле для соответствующих уровней эксплуатационных свойств: для масел групп ТМ-3, ТМ-4, ТМ-5 предельные значения соответственно составили 0,29; 0,92; 2,15% (по массе). Если учесть, что в некоторых слу*
• лита
ЦИАТУ1М-201 лито л-24 №158
ВНИИ НП-242 ШРУС-4
т (К)
Рис. 3. Зависимость напряжения сдвига от температура для пластичных смазок, при д*0,3сI - лита (ТУ 38 001204-70); 2 - ЦИЛТИМ-201 (ГОСТ 0204-74»; 3 - лнтол-24 (ГОСТ 21150-75); 4 - N»158 (ТУ 38 101320-77); 5 - ВНИИ МП - 242 (ГОСТ 20421-75), 0 -ШРУС-4
■
■ ' V \ \
1 - _ \ / 1 *
У * Г' 1 ^ ч. ■ у \
« г ] * - «
— Гч —і— —н .. і »
/ /’ / / ' / / /////—.
Рис. 4. Распределение отказов дорожно-стронтсльноА техники в течение года при эксплуатации в условиях г. Сургута
чаях при низких температурах наблюдается обводнение трансмиссионных масел до 8%, то для уменьшения воздействия воды на изменение свойств необходимо использовать масла высших эксплуатационных групп (ТМ-5) [8,9).
Низкие темпера туры определяют реологические свойства используемых пластичных смазок. При изменении температуры значительно изменяется предел прочности пластичных смазок, а при низких температурах могут создаваться ситуации, когда для приведения в движение узла трения будет не хватать установленной па механизме мощности двигателя или необходимого сцепления колёс и поверхности. Практически все пластичные смазки имеют критическую температуру, ниже которой происходит резкое изменение предела прочности. Полученные на ротационном вискозиметре данные приведены на рис. 3.
Увеличение предела прочности пластичной смазки определяет возможности её использования в узлах трения при низких температурах и необходимые мощности для приведения в движение смазываемых узлов. При низких температура из-за этого особенно часто разрушаются сепараторы подшипников качения и наблюдается повышенный износ всех деталей узлов трения. Это объясняется быстрым
насыщением поверхностных слоёв пластичной смазки абразивом и его воздействием на сопряжённые детали узлов.
Данные влияния низких температур на отказы техники представлены на рис. 4(10].
Пики отказов двигателей и агрегатов трансмиссий приходятся на месяцы, когда наблюдается наиболее напряжённая их работа, и даже незначительное изменение эксплуатационных характеристик смазочных материалов приводит к отказам техники. Внедрение разработанных методик расчета обводнения, обоснованного выбора марок масел, рекомендаций по техническому обслуживанию техники в условиях низких температур привело к значительному (до 50%) увеличению наработки на отказ техники эксплуатируемой в условиях г. Сургута.
Библиографический список
1. Корнеев С.В Влияние обводнения нл содержание присадок » моторных мпелях / Корнеев С.В.. Пилипен-ко Д.И.. Колунин A.B. // Строительные и дорожные машины - 2003. - N»12. - С. 21-22.
2. Корнеев С В.. Пилипснко Д.Н. Процессы поступления воды в нефтепродукты при эксплуатации технн-
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТИМ* Ю 1 (ГГ). Î00» МАШИНОСТРОЕНИЕ И МЛШИНОМАІНИІ
ки в условиях низких температур / Материалы 43-й Междунар. науч.-техн. конф. Ассоциации автомобильных инженеров «Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера». 24-25 сентября 2003 г. // Омск : СибАДИ. 2003. - С. 180-182.
3. Корнеев С.В. Обводнение и коллоидная стабильность моторных масел / Корнеев С.В., Дудкин В.М., Колунин A.B. // Химия и технология топлив и масел. -
2006. - N» 4. - С. 33-34.
4. Корнеев С.В. Влияние низких температур на эксплуатационные материалы / Корнеев С В., Колунин A.B., Дорошенко Н.В. // Материалы Междунар. конф. «Смазочные материалы в промышленности». — М. ; ВВЦ. 2005 - С. 54-58
5. Корнеев С.В. О работоспособности моторных масел / Двигателестроение. -2004. - № 4. - С.36-38.
6. Корнеев С.В. Особенности применения трансмиссионных масел в условиях низких температур / Корнеев С В.. Дорошенко Н.В.. Залознов И П. // Материалы конф. • семинара Ассоциации автомобильных инженеров. - Сургут. 2005. - С.73-77.
7. Корнеев С.В. Оценка трибологических свойств обводнённых трансмиссионных масел / Корнеев С.В.. Шестаковская Т.В., Дорошенко С.В.. Дорошенко Н.В. // Вестник нефтяных компаний «Мир нефтепродуктов». -
2007. - №3. - С. 30-33.
8. Корнеев С.В., Дорошенко Н.В. Математическое моделирование накопления воды в маслах агрегатов трансмиссий техники / Материалы II Всерос. науч.* практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных «Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования». - Омск : СибАДИ, 2007. - С. 17-21.
9. Корнеев С.В. Изменение противоизносных свойств обводненных трансмиссионных масел группы
ТМ-5 при использовании в условиях низких температур / Корнеев С.В.. Буравкин Р.В., Дорошенко Н.В.. До-рошсч(ко С.В., Дудки и В.М., Солоха А.А. // Материалы науч.-практ. конф. «Безопасность регионов - основа устойчивого развития», 19-21 сентября 2007 г. - Т. 2. -Иркутск. 2007. - С. 142-143.
10. Корнеев С.В. Влияние климатических факторов на поток отказов мобильной техники / Корнеев С В., Буравкин Р.В.. Дорошенко Н.В., Дорошенко С.В., Рябу-хин М.Ю. // Материалы науч.-практ. конф. «Безопасность регионов - основа устойчивого развития», 19-21 сентября 2007 г. - Т. 2. - Иркутск. 2007. - С. 135-141.
КОРНЕЕВ Сергей Васильевич, доктор технических наук, декан нефтехимического института, заведующий кафедрой ««Химическая технология органических веществ» ОмГГУ.
ИВЛНКИВ Жанна Марсельевна, инженер отдела запасных частей ОАО «Сургутнефтегаз», г. Сургут. БУРАВКИН Руслан Валерьевич, за.местительначаль-ника отдела эксплуатации ОАО «Сургутнефтегаз», г. Сургут.
ШИРЛИН Иван Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры ««Теплотехника и тепловые двигатели» СибАДИ.
ДОРОШЕНКО Николай Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры ««Теплотехника и тепловые двигатели» СибАДИ.
ДОРОШЕНКО Станислав Владимирович, инженер кафедры «Теплотехника и тепловые двигатели» СибАДИ.
Дата поступления статьи п редакцию: 20.03.2009 г.
С Корнеев С.В., Ипанкив Ж.М., Бурапкнн Р.В.,
Ширлнн И.И., Дорошенко М.В., Дорошенко С.В.
Книжная полка
Экономндес, М. Унифицированный дизайн гидроразрыва пласта [Текст) : от теории к практике / М. Экономндес, Р. Олини, П. Валько; пер. с англ. И. И. Вафин (и др.]; под ред. А. Г. Загуренко. - М.; Ижевск: Ин-т компьютер, нсслед., 2007. - 234 с.: рис., табл. - (Библиотека нефтяного инжиниринга). - Бнблиогр.: с. 223-231. - Предм. указ.: с. 232-234. - ISBN 978-5-93972-608-5.
Промышленная безопасность магистрального трубопроводного транспорта [Текст): учеб. пособие для вузов по специальности 130501 «Проектирование, сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газо-нефтехранилищ» направления подгот. дипломнр. специалистов 130500 «Нефтегазовое дело» / В. С. Аванесов [и др.); под ред. А. И. Владимирова. В. Я. Кершенбаума; Нац. ин-т нефти и газа |идр.). - 2-е изд. - М.: (б. и.|, 2006. - 594 с.: рис., табл. - (Конкурентоспособность и управление качеством в нефтегазовом комплексе). * Библиогр.: с. 47-48. - ISBN 5-93157-073-Х.
В первом разделе учебного пособия рассмотрены причины аварий и инцидентов на объектах магистрального трубопроводного транспорта нефти и газа.
Второй раздел посвящен декларированию промышленной безопасности опасных производственных объектов магистрального трубопроводного транспорта.
В третьем разделе систематизированы требования промышленной безопасности, содержащиеся в действующих нормативных документах (СНиП. РД, ВСП и т.н.).
Учебное пособие предназначено для студентов нефтегазовых вузов.
