ПРИСАДКИ К МАСЛАМ НА СУДНЕ

Главная       Учебники - Морское дело      Справочник судового механика по теплотехнике

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  ..

 

 

 

2.11. ПРИСАДКИ К МАСЛАМ НА СУДНЕ

Для улучшения химических показателей масел в базовые масла вводят антиокислительные, противокоррозионные и детергентно-диспергирующие присадки, в отдельных случаях — противомикробные. Физические свойства масел улучшаются за счет депрессорных, антипенных и повышающих вязкость присадок [9,20, 52].

Некоторые присадки улучшают одновременно несколько свойств масел, в этом случае их называют многофункциональными. В масло вводится несколько присадок, при этом они должны взаимно усиливать активность или проявлять синергизм. Ввиду отсутствия теории применения присадок их выбор осуществляется в основном экспериментальным путем.

Присадки должны хорошо растворяться в масле при разных температурах и не давать осадка при использовании масел, их обработке и хранении.

Присадки антиокислительные. Процесс окисления масла происходит под действием кислорода воздуха, завиоит от температурных условий, химического состава, каталитического воздействия металлов, длительности окисления и некоторых других факторов. Продукты окисления масла мало растворимы и при накапливании изменяют внешний вид масла и его физико-химические показатели: увеличивается вязкость, масло темнеет, возрастает кислотность, окисленные вещества могут выпадать в осадок.

Процесс окисления масел до конца не изучен, но общепринято, что его изменение идет на начальном этапе с образованием перекисей и гидроперекисей. При возрастании температуры скорость окисления масел увеличивается примерно в 2 раза на каждые 10 °С. При температуре ниже 82 °С процесс окисления мало проявляется.

Для предотвращения интенсивного окисления масел вводят ингибиторы окисления: низкотемпературные (в основном ионол) — в турбинные, индустриальные и другие виды масел; высокотемпературные (в основном дитиофосфаты цинка) — в моторные масла. В качестве антиокис-лительных присадок используются ДФ-1, ДФ-11, МНИИП-22К, ИНХП-22, ВНИИНП-354.

Присадки антикоррозионные. Продукты окисления масел коррозионно-активны, поэтому для защиты металлических поверхностей от коррозии в масла вводят щелочные присадки, которые нейтрализуют продукты окисления. Наиболее эффективны присадки, образующие на металле непроницаемые пленки. Для придания маслам защитных свойств и получения консервационных масел в них вводятся присадки АКОР-1, КП и КП-2.

Присадки противоизносные и противозадирные. Для снижения трения и износа и предотвращения заедания в масла вводят в основном органические соединения серы, фосфора и хлора. Антиокислительные присадки, вводимые в масла, улучшают также противоизносные свойства масел.

Механизм действия присадок, содержащих серу, заключается в следующем: молекула дисульфида сначала адсорбируется на поверхности металла, а затем происходит разрыв связей с образованием тонких пленок меркаптида, чем и обеспечивается противоизносное действие присадки. С повышением нагрузки рост температуры в зоне трения приводит к разрыву связей в меркаптиде и образованию на поверхности трения неорганического слоя, содержащего серу; эти процессы определяют противозадирное действие присадок.

Механизм действия фосфорсодержащих присадок следующий: в условиях трения на поверхности металла происходит сначала сорбция, а затем и взаимодействие фосфорорганической присадки. При этих условиях на поверхности трения образуется пленка фосфата железа, обеспечивающая противозадирное действие. Эффективность действия одной присадки при различных условиях работы может существенно изменяться.

Противоизносные и противозадирные свойства серохлорсодержащих присадок проявляются при температурах 220 °С и выше: присадки взаимодействуют с поверхностью трения и образуют на ней пленку из хлоридов и сульфидов железа. Сульфидная пленка предотвращает заедание деталей, а хлоридная — снижает трение и износ.

При определенных условиях на трущихся поверхностях образуются органические соединения, выделяющиеся из углеводородов смазочных материалов и получившие название трибополимеров трения. Установлено, что износы существенно снижаются за счет слоя трибополимеров, который разобщает трущиеся поверхности в зоне контакта.

Для ускорения образования трибополимеров на трущихся поверхностях разработаны специальные присадки для ввода их в масла (Лубри-зол 894, ЭФ-357, ЭФ-390 и др.). При введении в масло присадки ЭФ-357 образование трибополимеров происходит со скоростью 3,5 мг/ч, а присадки ЭФ-390 — со скоростью 0,9 мг/ч. Выпускается индустриальное масло ИПТ-20 на основе трибополимеризующей присадки с высокой противоиз-носной и противозадирной эффективностью.

К противоизносным и противозадирным присадкам относятся следующие: типа ЭФО, ОТП, АБЭС, ЛЭ-309/2, ЛЭ-23К и др.

Присадки детергентно-диспергирующие. Образующиеся при сгорании топлива нагары и лаковые отложения в зоне поршневых колец и выхлопных окон снижают экономичность и долговечность работы дизелей при одновременном росте трудозатрат на их очистку. Ухудшение характеристик впрыска и сгорания топлив повышенной вязкости приводит к снижению чистоты поршней, закоксовыванию поршневых колец и загрязнению масла продуктами неполного сгорания топлива. В связи с этим моторные масла должны обладать запасом щелочности для нейтрализации неорганических кислот, хорошими детергентными (моющими) и диспергирующими свойствами.

Действие детергентных присадок основано на реакционной способности полярных групп соединений адсорбироваться на поверхности деталей и тем самым препятствовать прилипанию сажеобразных и смолистых веществ. Их действие подобно щелочным мылам на основе жирных кислот в водной среде. Кроме того, присадки могут реагировать с промежуточными продуктами окисления, которые необходимо нейтрализовать. Моющие присадки изготовляют на основе солей щелочно-земельных металлов и в зависимости от содержания металлического компонента могут быть нейтральными, щелочными или высоко щелочными. В настоящее время из моющих присадок широко применяют сульфонаты, алкилфено-ляты кальция и бария, алкилсалицилаты и соли фосфорных кислот.

Назначение диспергирующих присадок — поддерживать во взвешенном состоянии относительно большое количество твердых частиц, при этом укрупнение таких частиц не происходит. Диспергирующие присадки преимущественно изготовляют из беззольных соединений, молекула которых имеет азотосодержащую группу. К ним относят сукцинимиды и сополимеры алкилметакрилатов и аминометилметакрилатов.

Наиболее широко в качестве детергентных присадок применяют сульфонаты кальция и бария, полученные из маслорастворимых сульфокислот путем специальной обработки масел (присадки типа ПМСА, ПМС, СБ-3, С-300 и др.).

Алкилфенольные присадки получают конденсацией алкилфенолов с формальдегидом и дальнейшим омылением продуктов конденсации гидроокисями металлов (кальция или бария). Они широко применяются и улучшают свойства моторных масел (моющие, противокоррозионные, анти-окислительные и противоизносные). В качестве алкилфенольных присадок применяются ЦИАТИМ-339, ВНИИНП-360, ВНИИНП-370, БФК, ИХП-101. Алкил салицилатные присадки представляют, собой соли алкил салициловых кислот (кальция или бария) в масле АС-6 с избыточной щелочностью (присадки типа АСК, АСБ, MACK).

Сукцинимидная присадка С-5А является имидопроизводным янтарной кислоты. Эта беззольная моющая присадка обладает высокой диспергирующей способностью и хорошей растворимостью в маслах. Ее широко применяют в композиции с металлосодержащими моющими присадками для продления срока службы масла в 3 ... 5 раз.

Присадки по предупреждению роста микроорганизмов. Исследованиями ряда аварий судовых дизелей установлено, что они вызваны ухудшением качества масел из-за воздействия на них микроорганизмов. На смазочные масла оказывают влияние три разновидности микроорганизмов: бактерии, дрожжевые и плесневые грибки. Наиболее распространено загрязнение аэробными бактериями, которые содержатся в атмосфере, пресной и соленой воде.

Микробное заражение масел происходит в результате попадания в него воды. Свежие масла, как правило, стерильны и обезвожены, в них могут содержаться споры бактерий, но они не размножаются, пока отсутствует вода. Для предупреждения роста микроорганизмов в масло могут вводиться специальные биоцидные присадки (например, присадка АФОТАС).

Присадки депрессорные. Содержащиеся в смазочных маслах твердые углеводороды при положительной температуре находятся в растворенном состоянии, но с понижением температуры их растворимость уменьшается. Это приводит к образованию кристаллов, что затрудняет эксплуатацию масел в условиях низких температур. Для" понижения температуры застывания смазочных масел вводят специальные депрессорные присадки, которые уменьшают объем кристаллизующихся частиц и таким образом поддерживают текучесть масел при низких температурах. С этой же целью в смазочные масла вводят многофункциональные присадки, у которых преобладающим является моющее свойство.

Присадка АзНИИ наиболее эффективна при добавлении в малопара-финистые масла в концентрации 0,2 ...0,5 %. Присадка АзНИИ—ЦИАТИМ-1 помимо депрессорного действия обладает также моющими и антикоррозионными свойствами: добавляется к маслам в концентрации до 1 %. Присадка АФК — это раствор алкилфенолята кальция в масле АУ, вводится в моторные масла в концентрации до 1 % и понижает температуру застывания с - 10 до - 30 °С.

Присадки вязкостные. В качестве вязкостных присадок используются органические полимеры, растворимые в масле, загущающая способность которых увеличивается при высоких температурах. Такое свойство необходимо для всесезонных, северных и арктических масел. Полимерами служат полиизобутилены и полиалкилметакрилаты.

Для загущения моторных, трансмиссионных и других минеральных масел, а также для улучшения вязкостно-температурных свойств дистил-лятных и остаточных масел применяются вязкостные присадки КП-5, КП-10 и КП-20 и ПМА „В-1”.

Присадки противопенные. Воздух в масле может находиться в растворенном виде (7 ... 10%), в виде воздушно-масляной эмульсии (50 ... 70% и более) и в виде пены (небольшие пузырьки воздуха, заключенные в пленке масла). При наличии в масле воздуха ухудшаются его смазывающая способность, уменьшается стабильность, повышается коррозионная агрессивность, увеличиваются потери масла, снижается надежность работы маслосистемы из-за возможного срыва подачи масла насосом. Одним из эффективных способов устранения этих явлений является ввод в масло специальных противопенных присадок. Например, противопенная присадка ПМС-200А представляет собой полиметилсилоксан, вводится во все моторные и многие другие масла в концентрации 0,001 ... 0,005 %.