Види присадок та, механізм їх дії
Призначення та класифікація мастильних матеріалів
Для зменшення втрат на тертя і зменшення зношуваності використовують мастильні матеріали. їх класифікують за такими ознаками.
За походженням або сировиною:
1.мінеральні (нафтові), які одержують із нафти, це основна група мастильних матеріалів (понад 90 %). За способом одержання такі матеріали бувають: дистилятні, залишкові, з допомогою гідрокекінгу, компаундовані (змішані);
2.органічні (рослинного або тваринного походження). Наприклад, олії — рицинова, ірчична, свиріпова. Мають хороші мастильні властивості, але низьку термічну стійкість, тому їх використовують, як правило, в суміші з мінеральними;
— синтетичні - одержують у результаті цілеспрямованого синтезу, як правило, органічних сполук. За більшістю експлуатаційних властивостей вони кращі за мінеральні, але внаслідок високої вартості виробництва їх застосовують тільки у окремих, складних вузлах;
— напівсинтетичні, одержують, як правило, шляхом змішування мінеральних і синтетичних компонентів, тому вони поєднують в собі переваги синтетичних та помірну їх вартість.
За зовнішнім виглядом (агрегатним станом):
—рідкі (які у звичайних умовах є рідкими) — оливи;
—пластичні, у звичайних умовах знаходяться в мастило подібному стані — мастила;
—тверді, не змінюють стану під дією температур і тиску;
— газоподібні.
За призначенням (моторні, трансмісійні, індустріальні).
За температурою застосування (низькотемпературні до 60 ()С, середньотемпературні, у межах 150-200 °С, високотемпературні до 300 °С).
Незалежно від застосування, мастильні матеріали повинні забезпечувати такі основні вимоги:
—знижувати тертя;
—зменшувати зношуваність і запобігати заїданню;
-ущільнювати деталі;
—відводити тепло й продукти зношуваності від деталей, що
труться;
— захищати від корозії та від забруднення поверхні, що труться.
Ці вимоги все більш зростають у зв'язку з прогресом техніки й забезпечити їх традиційними способами (підбором сировини, поліпшенням технології переробки і очистки) неможливо. Засобом, який дозволив різко покращити якість мастильних матеріалів, є присадки.
Присадки — складні органічні або металоорганічні сполуки, які вводять у нафтопродукти для поліпшення їх експлуатаційних властивостей. Присадки додають у нафтопродукти на нафтопереробних заводах у процесі їх виготовлення, і з цього часу вони є невід'ємною часткою товарного нафтопродукту.
Не кожну хімічну сполуку, яка має певні функціональні властивості, можна використати в якості присадки. Присадки повинні добре розчинятись або створювати стійкі системи в оливах при різних температурах транспортування, зберігання і експлуатації; не відкладатися на фільтрах системи змащування; не вимиватися водою; не погіршувати інших експлуатаційних властивостей олив; не руйнувати елементи ущільнення; бути сумісними з іншими присадками й доступними при виготовленні.
За цільовим (функціональним) призначенням присадки поділяють на такі основні групи:
- мийно-диспергувальні (3-20 %);
- протиокисні (0,5-3,5 %);
- антикорозійні (0,1-1 %);
- протизношувальні (0,1-2 %);
- протизадирні (5-10%);
- антифрикційні (до 3 %);
- депресорні (0,1-1%);
- протипінні (0,001-0,003 %).
Призначення та механізм дії основних присадок наведено нижче.
Вище перераховано основні однофункціональні присадки.
Однак останнім часом в оливах застосовують поліфункціональні присадки та спеціальні композиції, так звані "пакети" присадок.
Поліфункціональні присадки застосовують для одночасного поліпшення кількох властивостей оливи (антикорозійної, мийної, протиокисної).
Пакет присадок — збалансована суміш присадок різного функціонального призначення, яка може містити до 15 компонентів. При цьому присадки не просто змішуються, а хімічно взаємодіють, в результаті чого підсилюються існуючі або виявляються нові якості. Такий процес називають синергізмом, але в природі є процес, протилежний за наслідками — антагонізм, Що необхідно враховувати при змішуванні олив з різними пакетами присадок. Сьогодні біля 70 % присадок, що випускаються провідними фірмами, реалізуються у формі пакетів.
В останні роки цей принцип створення мастильних композицій одержав подальший розвиток за рахунок використання так званих каскадних пакетів присадок. При цьому передбачається використання в композиціях базового пакету, який містить певний набір присадок в оптимальному співвідношенні та низку підсилюючих присадок — бустерів. Це дозволяє одержувати композиції олив із заданим рівнем експлуатаційних властивостей.
В існуючій вітчизняній і зарубіжній практиках методи оцінки якості мастильних матеріалів з присадками під час випробування поділяють на такі етапи:
- лабораторні випробування;
- випробування на модельних установках і малорозмірних агрегатах (двигунах);
- стендові випробування на повнорозмірнцх агрегатах (двигунах);
- експлуатаційні випробування на машинах.
Лабораторні випробування в основному оцінюють властивості сировини рливи (в'язкість, IB, температуру спалаху, наявність водорозчинних кислот і лугів, механічних домішок, води) та наявність деяких видів присадок (лужність (кислотність), зольність).
Випробування на модельних установках і малорозмірних агрегатах (двигунах) (див. нижче) більш реальніше оцінюють експлуатаційні властивості олив з присадками.
Лабораторні випробування і випробування на модельних установках і малорозмірних агрегатах проводять при розробці нових зразків мастильних матеріалів, а також для технологічного контролю якості товарної продукції.
Стендові випробування на повнорозмірних агрегатах (двигунах) проводять під час вибіркових класифікаційних і кваліфікаційних випробувань мастильних матеріалів. І при позитивних результатах цих випробувань вирішується питання про організацію промислового виробництва дослідних зразків мастильних матеріалів та випробування їх на реальних машинах в експлуатаційних умовах.
Експлуатаційні випробування на реальних машинах у виробничих умовах — кінцевий етап оцінки основних показників якості дослідних зразків мастильних матеріалів. За результатами випробувань вирішується питання про допуск мастильного матеріалу для масового виробництва та застосування його на конкретних машинах. У процесі експлуатаційних випробувань уточнюються періодичність обслуговування вузлів тертя (систем), терміни заміни мастильних матеріалів.
Останнім часом проводяться інтенсивні дослідження в напрямку розробки прискорених методів визначення експлуатаційних властивостей олив з присадками. Одним з таких методів, за допомогою якого можна визначити наявність присадок, їх концентрацію, (при умові що відомий склад пакету присадок), є спектральний аналіз.