Отбор проб работающих масел для анализа производится непосредственно из
циркуляционного трубопровода до средств очистки только во время работы
двигателя. Перед отбором пробы необходимо вытереть пробный кран и
выпустить из него масла в 2 раза больше, чем его застоялось в кране и
подводящей к нему трубе.
После выполнения анализа отобранных проб масел физико-химические
показатели сравниваются с регламентированными на флоте браковочными
показателями для моторных масел, согласно действующим отраслевым
нормативным документам. На флоте рыбной промышленности в качестве
предельных приняты следующие показатели циркуляционных моторных масел:
вязкость кинематическая при 100 0 С — изменение от первоначального
значения на ± 20 % при разбавлении топливом и на 30 % при отсутствии в
нем топлива;
температура вспышки в открытом тигле — не ниже 170 °С;
щелочное число — снижение до 1,0; 1,5; 3,0; 9,0 и 15,0 мг КОН/г
соответственно для масел М-10В2С; М-14ГБ; М-10Г2ЦС; М-14Г2ЦС и М-16Г2ЦС;
М-14ДЦЛ20и М-14ДЦЛ30;
содержание нерастворимого осадка - до 4 %;
содержание воды — 0,5 %;
диспергирующая способность, определяемая по капельной пробе, — 0,3 уел.
ед.
Для ряда двигателей предельные значения по температуре вспышки,
содержанию нерастворимого осадка и воды могут быть более жесткими, что
следует учитывать при их эксплуатации, особенно в гарантийный период. В
последнем случае за предельные значения масел принимаются рекомендации
фирмы-изготовителя дизелей, содержащиеся в эксплуатационной
документации. При достижении одного или нескольких из указанных выше
предельных значений масло подлежит замене при невозможности
восстановления его качества в судовых условиях. О методах восстановления
качества масла в судовых условиях изложено ниже.
Полученные по результатам анализа физико-химические показатели моторных
масел позволяют принять решение о дальнейшем использовании масла и дают
достаточно информации о работе дизеля. Наличие в масле водорастворимых
кислот является результатом загрязнения масла продуктами сгорания
топлива. Использование масел без моюще-диспергирующих присадок
практически исключается. В маслах с моющими присадками водорастворимые
кислоты нейтрализуются щелочами и поэтому содержание их не определяют.
Водорастворимые кислоты из масел без присадок удаляют промывкой горячей
водой и паром с последующей сепарацией в режиме пурификации. Если
присадки в масле полностью сработались, то водорастворимые кислоты
удаляют промывкой водой и паром.
В результате окисления масла и накопления в нем нерастворимых в бензине
загрязнений вязкость масла постепенно увеличивается. Два
последовательных анализа работающего масла, подтвердившие некоторое
увеличение вязкости, свидетельствуют о нормальном процессе старения
масла. При этом должны быть исключены случаи увеличения вязкости в
результате смешения его с маслом большей вязкости, попадания тяжелого
топлива или обводнения. Уменьшение вязкости масла может быть следствием
попадания в масло дистиллятного топлива или добавления масла более
низкой вязкости.
По данным фирмы „Кастрол” влияние различных видов топлива на вязкость
масла класса SAE-30 проиллюстрировано на рис. 2.8. Минимально допустимое
значение вязкости масла SAE 30 составляет 140 cRl, максимально
допустимое — 200 cRl.
Разбавление масла топливом не желательно в любом случае, поскольку оно
не только изменяет вязкость, но и ухудшает детергентно-дкспергирующие
свойства масла. Кроме того, топливо используется нерационально и
возникает необходимость полной или частичной замены масла.
В процессе эксплуатации вязкость масла поддерживают путем сепарации в
режиме кларификации, устранения причин попадания топлива в масло и
частичной (до 50 %) замены масла. Изменение вязкости масла в результате
попадания в него топлива влечет за собой снижение температуры вспышки
(рис. 2.9). Определение температуры вспышки необходимо для контроля за
взрывобезопасностыо масла. При снижении вязкости температура вспышки
может выйти за предельные значения, что вызывает в некоторых случаях
взрыв паров нефтепродуктов в картере дизеля. Масло, имеющее низкую
температуру вспышки, подлежит замене, поскольку восстановить его
качество в судовых условиях невозможно.
Попадание воды в масло происходит различными путями. Она неблагоприятно
воздействует на свойства масел, поэтому содержание воды должно быть
минимальным. Особенно отрицательно воздействует вода на масла с
моюще-диспергирующими присадками, которые могут переходить во взвешенное
состояние (при наличии воды) и при сепарации удаляться из масла.
Вводимые в масла присадки обладают разной стабильностью к воздействию
воды. Например, серо- и цинкосодержащие присадки ОТП, J13-23K, АБЭС,
ДФ-11 в присутствии воды стабильны, а кальциевые присадки MACK, ПМС,
ВНИИНП-370 — недостаточно стабильны. Следует иметь в виду, что щелочные
и диспергирующие присадки часто стабилизируют эмульсию и затрудняют
удаление воды из масла. При выборе композиции присадок важно, чтобы они
обеспечивали минимальную растворимость их в воде и придавали маслу
хорошие деэмульгирующие свойства. В масло для циркуляционных систем
дизелей целесообразно вводить специальные деэмульгирующие присадки,
поскольку вероятность попадания воды в него высока.
Таким образом, необходимо определять содержание воды в масле, устранять
причины ее попадания в масло и обрабатывать его путем сепарирования в
режиме пурификации. После обработки рекомендуется определить щелочное
число и диспергирующую способность масла. Если содержание
эмульгированной воды в масле не уменьшилось, то это свидетельствует либо
о неисправности сепаратора, либо о постоянном поступлении воды в масло.
В случае когда удаление воды затруднено, рекомендуется подогреть масло
до 100 ... 105 °С, вода при этом частично испарится, глобулы воды
укрупнятся и при последующем сепарировании процесс очистки будет более
эффективным.
В условиях эксплуатации ОЩЧ масла сначала резко понижается (до 60 ... 70
% первоначального), затем стабилизируется и может оставаться постоянным
на протяжении длительного времени. Это объясняется неизменностью
содержания серы в топливе и расхода смазочного масла. Соотношение серы,
конденсируемой в виде серной кислоты, и общего содержания серы в топливе
для конкретного двигателя остается постоянным при эксплуатации его на
установленных режимах. В этом случае дополнительная щелочность свежего
масла нейтрализует количество серной кислоты, отлагающейся на стенках
цилиндра, и таким образом обеспечивается постоянство ОЩЧ.
На ОЩЧ масла влияют также температура стенок цилиндров и расход масла.
Понижение температуры стенок цилиндров влечет за собой снижение
щелочности масла за счет повышенного расхода щелочи на нейтрализацию
неорганических кислот. Максимальная вероятность образования кислоты и
соответственно износа из-за коррозии возникает в цилиндре при
температуре, которая примерно на 30 °С ниже точки росы кислоты. При этой
температуре запаса щелочности масла может оказаться недостаточно. Точка
росы кислоты в цилиндре понижается при уменьшении содержания серы в
топливе, что видно из рис. 2.10. При нормальном потреблении масла
(примерно 0,75 % расхода топлива) равновесные условия достигаются спустя
1 ... 2 тыс. ч после его замены. Масла с ОЩЧ 20 ... 30 могут
использоваться при содержании серы до
3,5 % и малом его удельном расходе.
Понижение ОЩЧ до определенного предела обеспечивает защиту ЦПГ от
коррозионного износа, но его может оказаться недостаточно для
предотвращения нагароотложений. При увеличенных отложениях нагара на
деталях ЦПГ следует повысить ОЩЧ, особенно при использовании тяжелого
топлива. В случае если два последовательных анализа масла выявили
значительное понижение ОЩЧ, следует выяснить причину и устранить ее.
Для продления срока службы масел в них вводятся специальные
диспергирующие присадки, которые замедляют процесс загрязнения. При
введении в масло диспергирующих присадок типа янтарных имидов
нерастворимые в бензине вещества распадаются на мельчайшие частицы
(меньше 1 мкм), которые не удаляются современными средствами очистки и
циркулируют вместе с маслом. Срок службы масел судовых дизелей
достаточно большой, поэтому содержание мелкодисперсных частиц может быть
значительным. В связи с этим присадки для циркуляционных масел должны
обладать средней диспергирующей способностью. Кроме того, такие присадки
понижают способность к дисперсии содержащейся в масле воды, что
уменьшает вероятность образования эмульсии. Если размер частиц более 3
мкм, то они могут быть удалены при сепарировании.
Для поддержания чистоты масла необходимо очищать его с первых часов
работы, особенно при использовании масла с повышенной щелочностью,
которое, как правило, обладает моющей способностью. Оно отмывает нагары,
отложения, и общее количество загрязнений в масле увеличивается очень
быстро. Если фильтры и сепараторы работают нормально, а количество
загрязнений возрастает, то или масло выработало свой ресурс, или
загрязнения поступают извне по каким-либо другим причинам (отмытые
отложения, неудовлетворительная работа дизеля из-за плохого состояния
ЦПГ или топливной аппаратуры).