Класифікація мастил
Класифікація мастил
Мастильні матеріали класифікуються на групи залежно від таких ознак: походження або вихідна сировина для отримання; зовнішній стан; призначення.
Розрізняють нафтові (мінеральні) і синтетичні мастила, використовувані як мастильних матеріалів. Нафтові масла є рідкі суміші висококиплячих вуглеводнів (tкип. 300-600 °С). Одержують дистиляцією нафти або видаленням небажаних компонентів із гудронів. На основі нафтових масел одержують пластичні та технологічні мастила, мастильно-охолоджувальні та гідравлічні рідини та ін. %). Їх одержують при відповідній переробці нафти. За способом одержання такі матеріали класифікуються на дистилятні, залишкові, компаундовані або змішані; – рослинні та тварини, що мають органічне походження. Рослинні олії отримують шляхом переробки насіння певних рослин. Найбільш широко в техніці застосовуються рицинова олія. - тваринні олії виробляють з тваринних жирів (бараняче і яловиче сало, технічний риб'ячий жир, кісткове та спермацетові олії та ін). - органічні, масла в порівнянні з нафтовими мають більш високі змащувальні властивості і нижчу термічну стійкість. У зв'язку з цим їх частіше використовують у суміші з нафтовими; – синтетичні, що отримуються з різної вихідної сировини багатьма методами (каталітична полімеризація рідких або газоподібних вуглеводнів нафтової та ненафтової сировини; синтез кремнійорганічних сполук – полісиліконів; одержання фторовуглецевих масел). Синтетичні оліїмають всі необхідні властивості, однак, через високу вартість їх виробництва застосовуються тільки в найвідповідальніших вузлах тертя. За зовнішнім станом мастильні матеріали поділяються на: - рідкі мастила, які в звичайних умовах є рідинами, що володіють плинністю (нафтові та рослинні олії); – пластичні, або консистентні, мастила, які у звичайних умовах перебувають у мазеподібному стані (технічний вазелін, солідоли, консталіни, жири та ін.). Вони поділяються на антифрикційні, консерваційні, ущільнювальні та ін; – тверді мастильні матеріали, які не змінюють свого стану під дією температури, тиску тощо (графіт, слюда, тальк та ін.). Їх зазвичай застосовують у суміші з рідкими або пластичними мастильними матеріалами. За призначенням мастильні матеріали поділяються на масла: – моторні, призначені для двигунів внутрішнього згоряння (бензинових, дизельних, авіаційних); – трансмісійні, що застосовуються у трансмісіях тракторів, автомобілів, комбайнів, самохідних та інших машин; Ці два типи масел іноді об'єднують терміном «транспортні олії». - індустріальні, призначені головним чином для верстатів; – гідравлічні для гідравлічних систем різних машин; Також виділяють компресорні, приладові, циліндрові, електроізоляційні, вакуумні та ін масла. Справжнє дослідження присвячене, в першу чергу, мінеральним (нафтовим), а також синтетичним та напівсинтетичним маслам. Для уникнення надалі різночитань, нами прийнято таку класифікацію масел. Насамперед – це моторні олії. Особлива група масел, що відноситься до моторних олій - авіаційні олії, яким приділено окрему увагу. Крім авіаційних, з моторних масел умовно виділяють автомобільні.олії та дизельні олії. Тобто, сукупність авіаційних автомобільних та дизельних масел і є моторні олії. З дизельних масел окремо ми виділили та розглянули зимові дизельні олії. Крім того, з дизельних олій ми виділили олії груп Г, Д, Е. Наступна група олій - трансмісійні олії. Іноді моторні та трансмісійні олії об'єднують під терміном «транспортні олії». Ми не будемо дотримуватися цієї класифікації. Окремо нами будуть також представлені індустріальні, гідравлічні та компресорні олії. Особливо нами було розглянуто базові групи олій. Всі інші олії ми об'єднали під терміном «інші олії». У процесі підготовки дослідження ми постаралися максимально наблизити предмет аналізу та представити показники щодо основних марок олій. З їхнього представлення технічних характеристик їх ми і почнемо.
Фізико-хімічні властивості олійДля кожного з типів олій, залежно від призначення, важливі окремі характеристики. Тут ми представимо основні. В'язкість є однією з найважливіших характеристик мастил, що визначають силу опору масляної плівки розриву. Чим міцніше масляна плівка на поверхні тертя, тим краще ущільнення кілець у циліндрах, зокрема для моторних масел, менше витрата олії на чад. Відповідно до нормативно-технічної документації в'язкісно-температурні властивості моторних масел оцінюються індексом в'язкості. В'язкість динамічна - це сила опору двох шарів мастильного матеріалу площею 1 см2, що віддаляються один від одного на відстані 1 см і переміщуються один щодо іншого зі швидкістю 1 см/с. В'язкість кінематична визначається як відношення динамічної в'язкості до густини рідини. Індекс в'язкості - відносна величина, що показує ступіньзміни в'язкості залежно від температури. Індекс в'язкості розраховують за значеннями кінематичної в'язкості при 40 і 100 ° С або знаходять таблицям. В'язкісно-температурні властивості олій оцінюють також по кінематичній в'язкості при низькій температурі (0 -18 ° С). Кінематична в'язкість моторних масел, що використовуються в мастильних системах автомобільних двигунів, дорівнює 4-14 мм2/с при 100 °С. Зі зниженням температури вона швидко збільшується, досягаючи при –18 °С значення 10000 мм2/с і більше. Олії з кінематичною в'язкістю 4-8 мм2/с використовують у зимовий час, з в'язкістю 10-14 мм2/с – влітку. Температура застигання - це гранична температура, при якій масло втрачає рухливість. Олії, що мають температуру застигання -15 ° С і вище, відносяться до літніх. Якщо ж температура застигання -20 ° С і нижче, то олії відносяться до зимових. Температура застигання певною мірою характеризує граничну температуру, коли він можливий запуск охолодженого двигуна. Однак, температура запуску двигуна на холоді залежать не так від температури застигання масла, як від величини його в'язкості при цій температурі. Протизносні властивості характеризують здатність масла зменшувати інтенсивність зношування деталей, що труться, знижувати витрати енергії на подолання тертя. Ці властивості залежать від в'язкості та в'язкісно-температурної характеристики, змащувальної здатності та чистоти олії. Мийно-диспергуючі властивості поділяються на миючі та диспергуючі властивості. Миючі властивості характеризують здатність масла забезпечувати необхідну чистоту деталей двигуна та протистояти лакоутворенню на гарячих поверхнях, а також перешкоджати прилипанню вуглецевих сполук. Диспергуючі властивості характеризують здатність олії перешкоджати злипаннювуглецевих частинок, утримувати їх у стані стійкої суспензії та руйнувати великі частинки продуктів окислення при їх появі. Протиокислювальні властивості визначають стабільність масла, від якої залежить термін роботи масел у двигунах, характеризують їх здатність зберігати початкові властивості та протистояти зовнішньому впливу при нормальних температурах. Стійкість моторних масел до окиснення підвищується при введенні антиокислювальних присадок. Корозійна активність всіх масел залежить, перш за все, від вмісту в них сірчистих сполук, органічних та неорганічних кислот та інших продуктів окислення. У лабораторних умовах антикорозійні властивості моторних олій оцінюють за втратою маси свинцевих пластин (з розрахунку на 1 м2 їхньої поверхні) за час випробування при температурі 140 °С. Корозійне знос деталей визначається також вихідним значенням лужності та швидкістю її зміни. Чим більше пропрацювало масло, тим нижчим стає показник лужності. Тому показник лужності вводиться до показників якості масла. Зольність масла дозволяє судити про кількість домішок, що не згорають, в оліях без присадки, а в оліях з присадками – про кількість введених зольних присадок. Зольність визначають у лабораторних умовах і виражають відсотковим ставленням золи, що утворилася, до маси проби олії, взятої для аналізу. Зольність масел, що не містять присадок, не перевищує 0,02-0,025% за масою. У олій з присадками зольність не повинна бути менше 0,4%, а у високоякісних марок олій не менше 1,15-1,65% масою. Зміст механічних домішок та води. Механічних домішок у оліях без присадок не повинно бути, а в оліях з присадками їхнє значення не повинно перевищувати 0,015% за масою, причому механічні домішки не повинні надаватиабразивної дії на поверхні, що труться. Вода в моторних оліях повинна бути відсутня. Навіть невелика кількість води викликає деструкцію присадок, відбувається процес шламоутворення. Присадки застосовуються для надання оліям нових властивостей або зміни існуючих. Присадки поділяють: на антиокислювальні – підвищують антиокислювальну стійкість олій; протикорозійні – захищають металеві поверхні від корозійної дії кислото- та сірковмісних продуктів; мийно-диспергуючі – сприяють зниженню відкладень продуктів окислення на металевих поверхнях; протизносні, протизадирні та антифрикційні – покращують мастильні властивості олій; депресорні - знижують температуру застигання олій; антипінні - запобігають спінювання олій. У цьому дослідженні буде представлена зокрема інформація про виробництво основних типів присадок на підприємствах.
Класифікація та властивості моторних маселВ основу класифікації моторних масел в Україні за ГОСТ 17479.1–85 покладено дві характерні ознаки: кінематична в'язкість та якісний рівень, що визначається як сума найважливіших експлуатаційних властивостей. По в'язкості олії поділяються на три класи: літні, зимові, всесезонні. Літні олії нормуються значенням кінематичної в'язкості при +100 °С, зимові – при +100 °С та –18 °С. Всесезонні олії позначаються дробом, у чисельнику вказується клас в'язкості зимового, а знаменнику – літнього масла. Система позначень моторних масел включає кілька знаків: літеру М (моторне), цифру, що характеризує клас кінематичної в'язкості, та літеру, що позначає приналежність до групи з експлуатаційних властивостей. Дробові цифри в чисельнику вказують клас в'язкості олії при –18 °С, а знаменнику – клас в'язкості при100 °С. Цифри у літер позначають таке: індекс "1" надають маслам для бензинових двигунів, "2" - для дизельних. Універсальні масла, призначені для використання як у дизелях, так і в бензинових двигунах одного рівня форсування, індексу не мають. Універсальні олії, що належать до різних груп, мають подвійне позначення, в якому перше характеризує якість олії як дизельного, друге – як бензинового. У необхідних випадках застосовують додаткові індекси: "РК" - робітничо-консерваційні масла; "цл" – для циркуляційних та лубрикаторних мастильних систем; "3" – олія, що містить загущувальну присадку; "20", "30" – значення лужного числа. У таблиці нижче представлені класи кінематичної в'язкості моторних масел.
Класи кінематичної в'язкості моторних масел