Способ определения интенсивности процессов окисления смазочных масел

Авторы патента:

Верещагин Валерий Иванович (RU)

Ермилов Евгений Александрович (RU)

Сокольников Александр Николаевич (RU)

Ковальский Болеслав Иванович (RU)

Безбородов Юрий Николаевич (RU)

G01N25/00 - Исследование или анализ материалов с помощью тепловых средств (G01N 3/00-G01N 23/00 имеют преимущество)

Владельцы патента RU 2621471:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для определения механизма процессов окисления товарных смазочных масел или механизма старения работающих. Способ определения интенсивности процессов окисления смазочных масел включает нагревание пробы испытуемого смазочного масла постоянной массы, перемешивание, фотометрирование, определение коэффициента поглощения светового потока окисленным смазочным маслом и испаряемости взвешиванием до и после испытания. Затем осуществляют построение графических зависимостей, по которым определяют параметры процессов окисления. При этом пробы смазочного масла постоянной массы термостатируют минимум при трех температурах с перемешиванием, через установленное постоянное время пробу окисленного смазочного масла взвешивают, определяют массу испарившегося масла и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившегося масла к массе пробы до испытания. Далее отбирают часть окисленной пробы для фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока. Затем по полученным данным коэффициента поглощения светового потока и коэффициента испаряемости определяют показатель термоокислительной стабильности как их сумму, определяют приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности как частное от деления приращения показателя термоокислительной стабильности за установленное постоянное время к этому времени окисления. После чего строят графические зависимости показателя термоокислительной стабильности и приращения скорости его изменения от времени окисления и приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока, по которым определяют интенсивность процессов окисления от времени окисления, коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления. Техническим результатом является повышение информативности способа за счет оценки влияния продуктов окисления на интенсивность процессов окисления. 4 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для определения механизма процессов окисления товарных смазочных масел или механизма старения работающих.

Известен способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, заключающийся в том, что смазочный материал постоянной массы нагревают в термостойком стакане, как минимум при трех температурах, превышающих температуру начала окисления, и перемешивают стеклянной мешалкой с постоянной скоростью вращения не более 12 часов, причем через равные промежутки времени отбирают пробы для фотометрирования, определяют коэффициент поглощения светового потока окисленного масла и испаряемость взвешиванием пробы до и после испытания, строят графические зависимости этих параметров от температуры испытания, а термоокислительную стабильность смазочного материала определяют по критической температуре работоспособности, температуре начала окисления и температуре начала испарения (Патент РФ №2274850 С1, дата приоритета 30.08.2004, дата публикации 20.04.2006, авторы: Ковальский Б.И. и др. RU).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному является способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, принятый в качестве прототипа, согласно которому пробу смазочного материала испытывают в течение постоянного времени от максимальной температуры, превышающей температуру начала окисления с последующим ступенчатым ее понижением до значения, при котором наступает стабилизация коэффициента поглощения светового потока, затем температуру испытания смазочного материала ступенчато повышают до максимальной и повторно ее снижают до стабилизации коэффициента поглощения светового потока, установленный цикл изменения температуры повторяют до принятого значения коэффициента поглощения светового потока, отбирают пробу окисленного смазочного материала после каждой температуры испытания, фотометрируют, определяют коэффициент поглощения светового потока, испаряемость, скорость окисления и ее приращение, строят графические зависимости приращения скорости окисления и испаряемости от температуры испытания и скорости окисления смазочного материала от коэффициента поглощения светового потока, а термоокислительную стабильность испытуемого смазочного материала определяют по количеству циклов колебаний приращения скорости окисления до установленного значения коэффициента поглощения светового потока и по предельной температуре работоспособности, определяемой температурой, при которой приращение скорости окисления и испаряемости равны нулю (Патент РФ №2318206 С1, дата приоритета 15.06.2006, дата публикации 27.02.2008, авторы: Ковальский Б.И. и др. RU, прототип).

Недостатком аналога и прототипа является то, что известные способы обладают недостаточной информативностью об интенсивности процессов окисления, так как не учитывают влияние состава продуктов окисления.

Задачей изобретения является повышение информативности способа за счет оценки влияния продуктов окисления на интенсивность процессов окисления.

Для решения поставленной задачи в способе определения интенсивности процессов окисления смазочных масел, включающем нагревание пробы испытуемого смазочного масла постоянной массы, перемешивание, фотометрирование, определение коэффициента поглощения светового потока окисленным смазочным маслом и испаряемости взвешиванием до и после испытания, построение графических зависимостей, по которым определяют параметры процессов окисления, согласно изобретению пробы смазочного масла постоянной массы термостатируют минимум при трех температурах с перемешиванием, через установленное постоянное время пробу окисленного смазочного масла взвешивают, определяют массу испарившегося масла и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившегося масла к массе пробы до испытания, отбирают часть окисленной пробы для фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока, по полученным данным коэффициента поглощения светового потока и коэффициента испаряемости определяют показатель термоокислительной стабильности как их сумму, определяют приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности как частное от деления приращения показателя термоокислительной стабильности за установленное постоянное время к этому времени окисления, строят графические зависимости показателя термоокислительной стабильности и приращения скорости его изменения от времени окисления и приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока, по которым определяют интенсивность процессов окисления от времени окисления, коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления.

На фиг. 1а, б, в представлены зависимости показателя термоокислительной стабильности (а), приращения скорости его изменения (б), от времени и температуры окисления и приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности (в) от коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления минерального моторного масла М-10Г_2к: 1 - 180°C; 2 - 170°C; 3 - 160°C; на фиг. 2а, б, в приведены те же зависимости для частично синтетического моторного масла Роснефть maximum 10W-40 SL/CF при тех же температурах; на фиг. 3а, б, в приведены те же зависимости для синтетического моторного масла Engine Oil 5W-30 SN/CF при тех же температурах; на фиг. 4 приведены зависимости приращения скорости изменения коэффициента поглощения светового потока от пробега автомобиля, работавшего на синтетическом моторном масле Ravenol 5W-40 SM/CF (два пробега).

Способ определения интенсивности процессов окисления смазочных масел осуществляется следующим образом.

Пробы исследуемого смазочного масла постоянной массы термостатируют при температурах, например, для моторных масел 180, 170, 160°C с перемешиванием. Температура испытуемой пробы и частота вращения мешалки поддерживаются автоматически на заданном уровне. Испытания проводят в течение постоянного времени, а продолжительность определяется временем достижения коэффициента поглощения светового потока значений 0,7-0,8. После каждого установленного времени окисления проба окисленного смазочного масла взвешивается, определяется масса испарившегося смазочного масла, определяется коэффициент испаряемости K_G как отношение массы испарившегося смазочного масла к его массе до испытания. Отбирается часть пробы для фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока К_п

где ϕ - монохроматический световой поток, падающий на слой смазочного масла в кювете; ϕ_о - световой поток, прошедший через слой окисленного смазочного масла.

По результатам испаряемости и фотометрирования определяется показатель термоокислительной стабильности П

П=K_n+K_G.

Этот показатель учитывает сопротивляемость испытуемого смазочного масла окислению и испарению. Затем определяется приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности ΔV_п от установленного постоянного времени испытания

П₂ и П₁ - значения показателя термоокислительной стабильности, полученные при времени окисления соответственно t₁ и t₂.

По полученным экспериментальным данным строят графические зависимости показателя термоокислительной стабильности от времени и температуры испытания, фиг. 1a, 2а и 3а, и его приращения скорости, фиг. 1б, 2б и 3б, от времени и температуры испытания, а также приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления, фиг. 1в, 2в и 3в.

Согласно полученным данным, фиг. 1a, 2а и 3а, более термостойким к температурным воздействиям является частично синтетическое моторное масло Роснефть maximum 10W-40 SL/CF.

Влияние базовой основы на механизм окисления показан на фиг. 1б, 2б и 3б. Установлена общая закономерность изменения приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности независимо от базовой основы и температуры окисления. Начальное увеличение приращения скорости, затем ее уменьшение и повторное увеличение связаны с образованием в моторных маслах продуктов окисления различной оптической плотности, которые названы условно первичными и вторичными. Первичные продукты образуются в начале процесса окисления, а затем переходят во вторичные более энергоемкие, с большей оптической плотностью и требующие для их образования больше тепловой энергии, поэтому приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности ΔV_п в этот период уменьшается, повторное увеличение приращения скорости ΔV_п вызвано доокислением вторичных продуктов и увеличением их оптической плотности. Такой механизм окисления протекает во всех исследованных моторных маслах независимо от базовой основы.

Приращение скорости ΔV_п зависит от температуры окисления, и чем она ниже, тем меньше величина приращения.

Зависимости приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления (фиг. 1в, 2в и 3в) устанавливают значения коэффициента поглощения светового потока, при которых изменяется механизм окисления, вызывающий изменения приращения скорости ΔV_п.

Апробация предлагаемого способа производилась при оценке механизма старения синтетического масла Ravenol 5W-40 SM/CF в двигателе в двух циклах испытания (пробегах) от залива в картер товарного масла до его замены (фиг. 4). Показано, что зависимости приращения скорости изменения коэффициента поглощения светового потока ΔV_Kn от пробега автомобиля характеризуют механизм старения моторного масла и имеют аналогичный характер изменения, что и в моторных маслах, исследованных в лабораторных условиях. Однако эти зависимости учитывают режимы и условия эксплуатации двигателя, его техническое состояние, систему долива и состояние системы фильтрации.

Предлагаемое техническое решение позволяет получить дополнительную информацию об интенсивности процессов окисления смазочных материалов, выраженную приращением скорости изменения показателя термоокислительной стабильности, характеризующим механизм окисления с учетом первичных продуктов окисления и их преобразованием во вторичные с большей оптической плотностью.

При этом в качестве параметра окисления смазочных материалов вместо коэффициента поглощения светового потока можно применять оптическую плотность.

Способ определения интенсивности процессов окисления смазочных масел, включающий нагревание пробы испытуемого смазочного масла постоянной массы, перемешивание, фотометрирование, определение коэффициента поглощения светового потока окисленным смазочным маслом и испаряемости взвешиванием до и после испытания, построение графических зависимостей, по которым определяют параметры процессов окисления, отличающийся тем, что пробы смазочного масла постоянной массы термостатируют минимум при трех температурах с перемешиванием, через установленное постоянное время пробу окисленного смазочного масла взвешивают, определяют массу испарившегося масла и коэффициент испаряемости как отношение массы испарившегося масла к массе пробы до испытания, отбирают часть окисленной пробы для фотометрирования и определения коэффициента поглощения светового потока, по полученным данным коэффициента поглощения светового потока и коэффициента испаряемости определяют показатель термоокислительной стабильности как их сумму, определяют приращение скорости изменения показателя термоокислительной стабильности как частное от деления приращения показателя термоокислительной стабильности за установленное постоянное время к этому времени окисления, строят графические зависимости показателя термоокислительной стабильности и приращения скорости его изменения от времени окисления и приращения скорости изменения показателя термоокислительной стабильности от коэффициента поглощения светового потока, по которым определяют интенсивность процессов окисления от времени окисления, коэффициента поглощения светового потока и температуры окисления.

Изобретение относится к испытаниям древесностружечных плит, а именно к способу определения незавершенности процесса отверждения термореактивного связующего древесных частиц в пределах толщи плиты.

Способ определения аэродинамического нагрева высокоскоростного летательного аппарата в опережающих лётных исследованиях на крупномасштабной модели // 2616108

Изобретение относится к области авиационно-космической техники. Способ определения аэродинамического нагрева натуры в опережающих летных исследованиях на модели включает определение высоты и скорости полета модели, теплопроводности, объемной теплоемкости и степени черноты материала ее теплозащиты, а также аэродинамического теплового потока на наружной поверхности натуры в сходственных с моделью точках из условия подобия в этих точках распределений температуры в материалах теплозащиты модели и натуры.

Способ и устройство внешнего резонансного возбуждения механической колебательной системы вибровискозиметра // 2607048

Изобретение относится к области исследования свойств жидкостей с помощью тепловых средств и может использоваться для исследования динамических процессов термостимулированной структурной перестройки многокомпонентных жидкостей.

Способ оценки огнестойкости стальной фермы здания // 2604478

Изобретение относится к области пожарной безопасности зданий и сооружений. Сущность: осуществляют проведение технического осмотра, инструментальное измерение геометрических характеристик элементов фермы в их опасных сечениях; выявление условий опирания и крепления элементов фермы, схем обогрева их поперечных сечений; установление марки стали фермы, характеристик металла сопротивлению на сжатие и растяжение, определение величины нагрузки оценочного испытания на стальную ферму, схем ее приложения, интенсивности силовых напряжений в металле в опасных сечениях элементов стальной фермы, определение времени наступления предельного состояния по признаку потери несущей способности элементов стальной фермы под испытательной нагрузкой оценочного огневого испытания.

Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов // 2598624

Изобретение относится к технологии определения качества смазочных масел, в частности к определению влияния продуктов окисления на индекс вязкости. Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов, при котором испытывают пробу смазочного материала в присутствии воздуха с перемешиванием постоянного объема при оптимальной температуре, выбранной в зависимости от базовой основы смазочного материала и группы эксплуатационных свойств.

Способ качественной оценки динамической прочности образца на разрыв в конденсированном состоянии в пикосекундном временном диапазоне // 2597939

Изобретение относится к области измерений. Сущность: осуществляют кратковременное нагружение твердого или жидкого образца ударным импульсом до возникновения в нем разрыва или откола.

Способ и система для бесконтактного определения радиуса пучка излучения // 2591227

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения радиуса пучка излучения. Предложенный способ включает в себя этапы, на которых источник (2) пучка (20) излучения возбуждает (S1) нагреванием эталон (1) периодическим образом с частотой (f) для получения периодического теплового возбуждения эталона (1).

Гигрометр // 2587527

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для измерения объемной доли влаги (ОДВ) в газах. Гигрометр предназначен для измерения объемной доли влаги, использующий кулонометрическую ячейку.

Способ детекции проникновения углеродных нанотрубок в биологическую ткань // 2582286

Изобретение относится к области нанотехнологий и молекулярной биологии. Предложен способ детекции проникновения углеродных нанотрубок (УНТ) в биологическую ткань, геном клеток которой содержит промотор гена теплового шока, сшитый с кодирующей областью дрожжевого транскрипционного фактора Gal4, и генетическую репортерную конструкцию UAS-GFP.

Тепловизионный дефектоскоп // 2580411

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для активного одностороннего теплового контроля металлических, композиционных и др.

Способ определения термоокислительной стабильности смазочных материалов // 2637621

Изобретение относится к технологии оценки качества жидких смазочных материалов. При осуществлении способа испытывают пробы смазочного материала постоянной массы в присутствии воздуха, при оптимальных температурах ниже критической, выбранных в зависимости от базовой основы смазочного материала и группы эксплуатационных свойств, в течение времени, характеризующего одинаковую степень окисления, причем через равные промежутки времени отбирают пробу окисленного смазочного материала, фотометрируют ее, определяют параметры термоокислительной стабильности и проводят оценку процесса окисления. При этом пробы смазочного материала постоянной массы испытывают как с перемешиванием, так и без перемешивания, при фотометрировании определяют оптическую плотность, часть термостатированной пробы используют для измерения кинематической вязкости при температурах 40 и 100°C, определяют индекс вязкости, часть пробы используют для определения противоизносных свойств, а термоокислительную стабильность исследуемого смазочного материала определяют по показателю отношения произведения оптической плотности и десятичного логарифма индекса вязкости к показателю противоизносных свойств, строят графические зависимости показателя термоокислительной стабильности от оптической плотности термостатированного смазочного материала при его испытании с перемешиванием и без перемешивания, по которым определяют влияние продуктов окисления и температурной деструкции на величину показателя термоокислительной стабильности. Достигается повышение информативности способа определения термоокислительной стабильности смазочных материалов за счет учета температуры испытания, изменения оптической плотности, индекса вязкости и триботехнической характеристики.1 табл., 4 ил.

Интеллектуальная информационная система технической диагностики состояния подвижных миксеров // 2641682

Изобретение относится к компьютерным системам диагностики производственных объектов. В частности, предложена интеллектуальная информационная система технической диагностики состояния подвижных миксеров, которая включает подвижной миксер с тензодатчиками и компьютер технолога со специализированным программным обеспечением. При этом система реализована на основе аппарата нейронных сетей для обработки первичных данных о состоянии подвижных миксеров и экспертной системой для генерации управляющих рекомендаций относительно текущего состояния и типа ремонта подвижных миксеров. Специализированное программное обеспечение включает в себя нейросетевой программный анализатор термограмм подвижных миксеров, реализующий многосегментную архитектуру многослойных нейронных сетей, при этом специализированное программное обеспечение включает в себя модуль нейросетевого прогнозирования изменений состояния подвижных миксеров. Кроме того, система содержит тепловизоры для диагностики текущего состояния футеровки подвижных миксеров без вывода их из эксплуатации. Предлагаемая система обеспечивает: высокую точность определения фактического состояния футеровки подвижных миксеров; высокую оперативность диагностики состояния футеровки подвижных миксеров; диагностику технического состояния подвижных миксеров без вывода их из эксплуатации; прогнозирование степени износа футеровки, с возможностью планирования ремонта подвижных миксеров; накопление полученного опыта с последующим его анализом. 1 табл., 1 ил.

Способ селекционной оценки гидратцеллюлозных волокон как прекурсора при получении углеродных волокон // 2642561

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов, а именно к способам и методам получения углеродных волокнистых материалов путем термохимической обработки волокнистых гидратцеллюлозных (ГЦ-)материалов и к способам выбора ГЦ-волокон в качестве исходного сырья для производства углеродных волокнистых материалов. Способ селекционной оценки ГЦ-волокон как прекурсора при получении углеродных волокон, включающий нагревание гидратцеллюлозных волокон, исследование их термохимического превращения в углеродные волокна и определение физико-механических свойств, отличающийся тем, что испытуемые ГЦ-волокна подвергают дериватографическому анализу в сопоставлении с аналогичным анализом ГЦ-образца волокна - эталона, а по результатам сопоставительной оценки полученных данных проводят отбор испытуемых ГЦ-волокон, наиболее близких эталонному ГЦ-волокну по ходу пиролиза, затем отобранное ГЦ-волокно тестируют на процесс термохимического превращения в углеродное волокно по технологии получения эталонного образца и корректируют режим технологии получения углеродного волокна испытуемого волокна. Изобретение обеспечивает высокую эффективность селекционной оценки ГЦ-волокон как прекурсора углеродных волокон и оптимизацию технологического процесса при производстве углеродных волокон на основе нового гидратцеллюлозного сырья. 1 ил., 1 табл., 1 пр.

Держатель нанокалориметрического сенсора для измерения теплофизических параметров образца и/или структуры и свойств его поверхности // 2646953

Держатель нанокалориметрического сенсора для измерения теплофизических параметров образца, а также структуры и свойств его поверхности дает возможность проведения экспериментов с одновременным использованием данных методов, что позволяет проводить in-situ исследования структуры и свойств поверхности, а также теплофизических свойств материалов различного типа с возможностью одновременного снятия базовой линии. Устройство представляет собой приставку к сканирующей головке атомно-силового микроскопа, совмещенную с прецизионным XY столиком. На столике имеется возможность жесткого пространственного крепления нанокалориметрического чипа и электрической платы, обеспечивающей переход от 14-контактного разъема коннекторасенсора к 25-контактному разъему D-Sub блока управления нанокалориметра. Дополнительно на данном держателе реализована возможность закрепления термопары вблизи рабочей области нанокалориметра. Технический результат - снижение уровня шумов в электрических сигналах. 10 з.п. ф-лы, 13 ил.