Способ определения промывочных свойств масел и жидкостей

 

Сущность изобретения: в способе определения промывочных свойств масел и жидкостей предварительно проводят наработку имитирующих загрязнений на цилиндропоршневой группе и в системе смазки при работе двигателя в течение 45-55 ч на растворе мазута топочного концентрации 8-12 мас.% в моторном масле и нефтяного топлива для газотурбинных установок. Оценку свойств проводят по трем показателям растворяющей способности, которую оценивают по массе смытого с пластин битума, диспергирующей способности, определяемой по массе смытых с поршневых колец имитирующих загрязнений, и стабилизирующей способности, определяемой по величине отношения показателей загрязненности испытуемого продукта до и после центрифугирования. 3 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 33/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

, фдйщщ

gp@ @% .-7Еу

УЦ (К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ (21) 4890748/04 (22) 17.12.90 (46) 15.12.92. Бюл. М 46 (71) Электрогорский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института по переработке нефти (72) В.B.Êèðèëëoâ, Г.В.Горбунов. Г.А.Трофимов, Г.И.Шор, B.Ã.Ëåáåäåâñêàÿ и Т.М.Сиренко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1541511, кл. G 01 Й 33/30, 1990. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ СВОЙСТВ МАСЕЛ И ЖИДКОСТЕЙ (57) Сущность изобретения: в способе определения промывочных свойств масел и жидкостей предварительно проводят наработку.

Изобретение относится к способам определения промывочных свойств масел и жидкостей для очистки системы смазки двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности при технологическом контроле качества промывочных масел и жидкостей.

Известен способ определения растворяющей способности промывочных масел и жидкостей путем подачи испытуемого продукта на пластину. содержащую равномерный слой битума БН 90/10 с глубиной проникания иглы при 25 С (пенетрацией) (10-20) 0,1 мм и установленную под углом

45 С при температуре 50-60 С и скорости потока испытуемого продуктл 950-1050 э/

Недостатком данного способа является то, что он не дает количественной оценки диспергирующей и стабилизирующей способности, которые вместе с растворяющей,, Ж„, 1781600 А1 имитирующих загрязнений на цилиндропоршневой группе и в системе смазки при работе двигателя в течение 45-55 ч на растворе мазута топочного концентрации 8-12 мас.% в моторном масле и нефтяного топлива для газотурбинных установок. Оценку свойств проводят по трем показателям растворяющей способности, которую оценивают по массе смытого с пластин битума, диспергирующей способности, определяемой по массе смытых с поршневых колец имитирующих загрязнений, и стабилизиру-. ющей способности, определяемой по величине отношения показателей загрязненности испытуемого продукта до и после центрифугирования. 3 табл. способностью определяют работоспособность промывочных масел в реальных усло. виях, и лишь частично моделирует условия промывки в реальных двигателях.

Целью изобретения является повышение достоверности определения промывоч-. ных свойств масел и жидкостей, предназначенных для удаления из системы смазки ДВС отложений, образовавшихся в процессе эксплуатации.

Способ согласно изобретению включает предварительную наработку имитирующих загрязнений на цилиндропоршневой группе (ЦПГ) и в системе смазки двигателя

2 ч 8,5/11 путем работы двигателя в течение.

45-55 ч на растворе мазута топочного (ГОСТ

10585-75) в моторном масле М-11 (ТУ

101523-80) в концентрации 8-12 мас.% и топливе нефтяном для газотурбинных установок (ТУ 38.101-858-80) или ГОСТ 10433-75, определение растворяющей способности испытуемого- продукта известным способом

1781600 этом наиболее близкие к нерастворимым 10 компонентам реальных отложений физико25

45

50 по а.с. СССР М 1541511, но в реальных условиях работы двигателя, а также оценку его диспергирующей и стабилизирующей способности.

Имитирующие загрязнения, получаемые в контролируемых условиях работы двигателя и с использованием нефтепродуктов, состав и свойства которых нормированы требованиями ГОСТ и ТУ, имеют при химические характеристики (табл, 1) и могут поэтому рассматриваться в качестве оптимальной модели нерастворимых компонентов реальных отложений и использоваться для определения свойств промывочных масел в условиях испытания на двигателе 2 ч

S,5/11.

Для осуществления способа из системы смазки дизельного двигателя 2 ч 8,5/11 удаляют фильтры тонкой и грубой очистки масла, вносят изменения в систему охлаждения, необходимая температура (2030 С) достигается за счет использования магистрального водопровода холодной воды, охлаждение ЦПГ производят по схеме: магистральный водопровод — гильза цилиндра — головка блока — сливной трубопровод, увеличивают зазор в замке (стыке) поршневых колец до 1,0-1,2 мм, снабжают крышку люка картера приспособлением для крепления металлических пластин и проводят наработку имитирующих загрязнений путем работы двигателя на растворе мазута топочного в базовом моторном масле в концентрации 8-12 мас. и топливе нефтяном для газотурбинных установок в течение 45-55 ч поэтапно при циклическом изменении нагрузки в контролируемых условиях. Дополнительно к загрязнениям, образовавшимся в процессе работы двигателя, в полость картера помещают пластины с битумом и промывку системы смазки и ЦПГ ДВС осуществляют .испытуемым образцом промывочного масла при работе двигателя на дизельном топливе (ГОСТ 305-82) в течение

1 ч при циклическом изменении нагрузки в

Контролируемых условиях.

Оценку свойств промывочного масла ведут по трем показателям; растворяющей способности, которую оценивают по массовой доле битума, растворенного в испытуемом продукте; диспергирующей способности, которую определяют по изменению массы поршневых колец до и после промывки; . стабилизирующей способности, которую оценивают по величине отношения загрязненности испы lyeMoro образца

40 промывочного масла, прошедшего испытание, до и после центрифугирования.

Определение промывочных свойств промывочных масел проводят следующим образом.

Готовят раствор мазута топочного 100 в базовом масле M-11 в концентрации 10 мас.%, для чего смесь 0,5 кг мазута и 4,5 iver масла подогревают в сушильном шкафу при

60-70 С в течение 1 ч при периодическом перемешивании. Полученный раствор заливают в картер двигателя. В качестве топлива используют топливо нефтяное для газотурбинных установок. Производят запуск двигателя и проводят наработку имитирующих загрязнений в течение. 50 ч повторяющимися этапами:! этап — 5 ч, 2-7 этапы по 7,5 ч.

Каждые сутки двигатель работает по одному этапу при циклическом изменении нагрузки, В процессе работы двигателя и при переходе с одного нагрузочного режима на другой осуществляют контроль за расходоМ топлива (кг/ч), частотой вращения коленчатого вала двигателя (мин ), температурой масла в картере (40-50 С), температурой охлаждающей воды на выходе из головки блока (20-30 С), давлением в масляной магистрали (0,15-0,30 М.Па) и энергетически-. ми характеристиками (напряжение, ток и мощность генератора).

По окончании этапа наработки загрязнений масло из двигателя сливают, с помощью специального устройства (сьемника) снимают поршневые кольца, ополаскивают в нефрасе, сушат в течение 10 минут на воздухе и определяют массу с точностью до

0,0002 г. Затем двигатель собирают вновь, на крышке люка картера закрепляют пластины с нанесенным на них равномерным слоем битума БН 90/10 с глубиной проникания иглы при 25ОС (пенетрацией) (10-20) 0,1 мм, пластины при этом устанавливают в картере на различной высоте; нижние пластины располагают в зоне масла, средние — в зоне капельной смазки, верхние — в зоне смазки масляным туманом. В двигатель заливают 5 кг предварительно подогретого до 60-70 С испытуемого образца промывочного масла, в качестве топлива используют дизельное . топливо и проводят промывку системы смазки и ЦПГ в течение I часа при циклическом изменении режима нагрузки, температуре воды на выходе из головки блока

80-90 С, температуре испытуемого образца промывочного масла 40-50 С и давлении в масляной магистрали 0,15-0,30 МПа. По окончании промывки двигатель останавливают, сливают испытуемый образец из системы смазки, двигатель охлаждают в течение 2,0-2,5 ч. После этого проводят его

1781600 частичную разборку с целью извлечения поршневых колец и пластин с битумом. flopшневые кольца и пластины ополаскивают в . нефрасе с целью удаления остатков масла, высушивают в течение 10 мин на воздухе и 5 определяют их массу с точностью до 0,0002 г. После взвешивания поршневые кольца и пластины тщательно очищают от загрязнений путем кипячения в специальных растворах (ГОСТ 20303-74, ГОСТ 20457-75) в 10 течение 2-3 ч, промывают в горячей воде, Остатки отложений удаляют механически (кистью, волосяной щеткой, хлопчатобумажной тканью, деревянными или медными скребками) и определяют массу чистых пор- 15 шневых колец и стальных пластин с точностью до 0,0002 г.

Растворяющую способность испытуемого продукта рассчитывают по формуле:

m1 — mg 20

П11 mo где X — массовая доля перешедшего в раствор битума, мас,70;

m1 — масса пластины с навеской битума до испытаний, г; 25 пц — масса пластины с навеской битума ,после испытаний, г;

mo — масса чистой пластины, r, Диспергирующую способность оценивают по формуле: 30

П М1 — М2 100

М1 — М где П вЂ” массовая доля перешедших в промывочное масло загрязнений, мас.;

М1 — масса комплектов поршневых ко- 35 лец после наработки загрязнений, г;

M2 — масса комплектов поршневых колец после промывки, г

М вЂ” масса комплектов поршневых колец, очищенных от загрязнений, г, 40

Стабилизирующую способность (С, ), определяют по формуле:

C= — 100, где z1 и тг — загрязненность испытуемого 45 .образца, соответственно до и после центрифугирования, определяемая соггасно ГОСТ

24943-81 по формуле:

2,303 D

r — т — ° 50 где Π— оптическая плотность, определяемая на фотоколориметре ФЭК иги КФК;

i — разбавление образца оензином (нефрасом); д — толщина кюветы, см. 55

Центрифугирован е испытуемого образца после промывки проводят при факторе разделения 1300 ц в течение 15 мин.

После чего оцениваюг стабилизирующую способность испытуемого продукта по формуле, приведенной выше.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение четырех последовательных определений.

Воспроизводимость способа характеризуется данными табл.2, полученными при статической обработке результатов 10-кратного измерения растворяющей, дисперги- . рующей и стабилизирующей способности двух образцов промывочных масел. .В табл,3 представлены результаты испытаний промывочного масла и жидкости, а также масла И-8А с различным содержанием присадки А-92 50. Из результатов испытаний по способу-прототипу видно, что лучшую растворяющую способность имеет масло И-8А, однако, согласно данным испытаний по предлагаемому способу, это масло не может обеспечить необходимого уровня промывки при эксплуатации, так как у него отсутствуют диспергирующие и стабилизирующие свойства. Поэтому для применения в эксплуатации следует рекомендовать промывочную жидкость МПТ-2М, которая наряду с растворяющей способностью имеет хорошие диспергирующие и стабилизирующие свойства. Сопоставление результатов испытаний композиций масла И-8А с присадкой А-9250 показывает, что наибольшую растворяющую способность имеет композиция масла с 1 присадки и этот состав, по прототипу, должен быть выбран в качестве оптимального, однако по способу согласно изобретению, оптимальным составом являются композиции масла И-8А с 5 и 107; мас. присадки А-9250, так как наряду с растворяющей способностью они обладают хорошими диспергирующими и стабилизирующими свойствами.

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет одновременно определять растворяющую, диспергирующую и стабилизирующую способность и ромы воч.ных масел и жидкостей с достаточной точностью, хорошо дифференцирует промывочные масла и жидкости по эффективности, что позволит производить более достоверный прогноз их эксплуатационных свойств.

Формула изобретения

Способ определения промывочных свойств масел и жидкостей путем циркуляции испытуемого продукта в замкнутой системе, содержащей имитирующие загрязнители. и определения растворяющей способности по массе смытого с пластин битума, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения, предварительно в течение 45-55 ч на

1781600 цилиндропоршневбй группе и в системе смазки двигателя нарабатывают имитирующие загрязнения с использованием раствора мазута топочного концентрации 8-12 мас.% в моторном масле и нефтяноге топлива для газотурбинных установок и дополнительно определяют диспергирующие свойства испытуемого продукта по массе с 4ытых с поршневых колец цилиндропоршневой группы имитирующих загрязнений и стабилизирующие свойства по величине от5 ношения показателей загрязненности испытуемого продукта до и после центрифугирования, Вреня отбора, час

Таблица!

Физико-хинические характеристики иннтирувев!х загрязнений н нерастворин!а! компонентов отлоиений, полученных в процессе эксплуатации ДВС

Несто отбора проб отловений

Нарна дизеля

Показатели

Загрязнение

I """ порвня, балл

Иинерзпьиый Состав ИКостаток спектра мОторнОе маслО тОплиВО

Интенсивное Не оцеьв!в.

Фоновое погл.

I1 ll

Клайпедская база бхтД24 И-16Д тралового Флота

Пинский судострои- 12чСП15/18IIT-16-П

-7ens!ID cYAope!Io!!T" ный завод

1Носковское речное 6ч 23/30 И-108 С пароходство

Дело Темень . 16ЧБ 26/26 Н-(402

Иолоиенский тепповоэостроительный завод (КТЗ)

»11

Злектрогорский Вил!ел ВНИИ НП: цилиндре-портя!ева гр.2u8,5/11 102 р-р наэута-100 в. масле И-11

43,3

После 13 ° 0 эйсплузт.

»11» 14,6

Дизельное

45,0

« l l

43,7

37,6

«11

15 ° 5

«11

«1 l»

«11

1315

40,6

«! I

«tl» и»

13,5

40 10,2 26,2

Нефтяное для. пиковых гаэотурб.установок

Слабые поло- 14-20 сы пдглащения

Интенсивн.бо-20-22 новое погл.

50 13,2 36,2

ll

ll»

»lI»

«!1 «11»

«I l

55 14,5

45 14,1

22-26

19-24

«11

39,1

39,8!

28 р р мазу та 100 в масле Н-11

Иефтлное 55 12,9 для пиковых газотурб уста» новок

«11

55 . 10 ° 0

2u8,5/11 82 р-р назута 100 в масле Н-11

Интенсивн. 22-24 фоновое поглощее!е

37,6 Цилиндро"порвнеаая

rpynne

«I °

«ll»

Слабые по- 14-18 лосы поглощения

58 p-p наэута

100 в масле

И" 11

2119

Таблица2

Данные по воспроизводимости способа

ММ пп

Свойства промывочных масел и жидкостей

Среднее арифметическое результатов испытаний

Промывочное масло (жидкость ) Границы доверительного интервала

5,3

М СП-1

32,7

28,8-36,5

23.2

4,8

12,9

1,4

6,7

МПТ-2М

53,1

31,3

5,0

47,5

2,4

Растворяющая способность

Дис перги рующая способность

Стабилизирующая способность

Растворяющая способность

Диспергирующая способность

Стабилизирующая способность

Среднее квадратичное отклонение результат испыт., Si

Сходимость св-в промывоч. масел и жидкостей, о/

19,7-26;6

11,8-14,0

48,2-57,9

27,7-35,0

45,8-49,3

1781600

Таблица3

Результаты испытаний промывочных масел и жидкостейпо предлагаемому способу и способу - прототипу

По и е лагаемом способ, По и ототип

Промывочные масла и жидкости

Стабилизирующая способность

Стабилизирующая способность

Диспергирующая способ ность

Растворяющая способность

Растворяю- Диспергищая способ- рующая ность способность

Не определялась

13

32 — It

31

62

1р

18

35

27

Редактор А.Бер

Заказ 4271 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Промывоное масло

МСП-1 -- Промывоч= " ная жидкость

МПТ-.2М

Масло индустриальное

И-8А

И-8А+1%

А-9250

И-8А+5%

А-9250

И-8А+10, А-9250

Составитель Л.Нестерова

Техред М,Моргентал Корректор Л.Лукач