СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАЩИТНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК G01N17/00 

Изобретение касается оценки защитных свойств смазочных масел, смазок, тонкопленочных нефтяных покрытий.

Известен способ определения защитной эффективности смазочных материалов, по которому испытывают две партии металлических образцов, наносят на пленку испытуемого смазочного материала. Образцы первой партии подвергают старению и на обе партии образцов воздействуют коррозионной средой при заданной температуре. О защитной эффективности смазочных материалов судят по отношению изменения масс образцов в первой и второй партиях.

Недостатком этого способа является невысокая точность определения, так как воспроизводятся не все климатические факторы, воздействующие на смазочный материал в процессе его длительного хранения в различных климатических зонах.

Изобретение направлено на повышение точности определения, за счет приближения условий испытаний к условиям длительного хранения в различных климатических зонах.

Решение поставленной задачи достигается тем, что образцы первой партии выдерживают при температуре, равной минимальной для рассматриваемой климатической зоны, затем их подвергают действию переходов температуры через 0^oC, характерных для данной зоны при относительной влажности, равной среднегодовой в рассматриваемой зоне, и после этого выдерживают при повышенной влажности (95±3% ) и температуре на 10-15^oC выше максимальной для рассматриваемой климатической зоны.

Способ осуществляется следующим образом.

Испытывают две партии металлических обезжиренных образцов, на которые наносят пленку исследуемого смазочного материала. Образцы первой партии подвергают циклическому воздействию основных климатических факторов. Один цикл эквивалентен одному году испытаний в реальных условиях и включает следующие операции: выдерживание в камере холода при температуре, равной минимальной для рассматриваемой климатической зоне, далее эти образцы помещают в термовлагокамеру с относительной влажностью, равной среднегодовой относительной влажности рассматриваемого климатического района, и моделируют переходы через 0^o, обуславливающие возникновение напряженного состояния, а также образование и таяние льда. Число переходов температуры через 0^oC устанавливают по ГОСТ 16350-80 г. Граничные значения температуры устанавливают исходя из среднесуточных колебаний для конкретного пункта по тому же ГОСТу. Продолжительность выдержки при граничных температурах принимают за один час. После этого в камере увеличивают относительную влажность до 95±3% а температуру устанавливают на 10-15^o выше максимальной для рассматриваемой климатической зоны и выдерживают образцы в этом режиме. Количество циклов определяют в зависимости от цели испытаний и в соответствии с требованиями и сроками хранения, установленными техническими условиями на смазочный материал. Затем образцы обеих партий подвергают воздействию коррозионной среды при заданной температуре и определяют К стабильности как соотношение среднего арифметического изменения массы металлического образца второй партии и первой.

Расчет продолжительности τ_у ускоренных испытаний при положительных и отрицательных температурах для конкретной климатической зоны проводят по формуле:

где ϕ_ср.г среднегодовая относительная влажность,
ϕ_max максимальная относительная влажность в году,
a коэффициент, учитывающий влияние влажности на процесс старения смазочного материала (0,9-1,0),
τ_урм продолжительность натурного времени, для которого рассчитывалась соответствующая T_экв, ч;
T_y значение температуры ускоренных испытаний, ^oC.

Эквивалентная температура ускоренных испытаний для периодов устойчивых отрицательных и положительных температур рассчитывается на основании зависимости

где B- энергетический параметр, К;
n количество диапазонов температур;
T_ср средняя температура диапазона, К;
p(T) вероятность появления i- ого диапазона температуры в году.

Вероятность появления диапазона температуры в году рассчитывается по формуле:

где τ_пi продолжительность существования i -ого диапазона температур в году, ч,
τ_года 8766 ч.

Пример. Необходимо оценить защитную эффективность пластической смазки Литол-24 после ускоренных климатических испытаний, эквивалентных десяти годам натурного хранения в районе с умеренным климатом (Московская область).

Для испытаний берут партии металлических образцов по три образца в каждой партии. Образцы обезжиривали и на них наносили пленку исследуемой пластичной смазки Литол-24. Образцы первой партии (3 штуки) с пленкой смазки выдерживали при -40^oC в течение 12 ч в термокамере, затем их переносили в термовлагокамеру, влажность в которой 75% а температура +10^oC, выдерживали в течение 1 ч и затем снижали температуру до -10^oC и также выдерживали в течение 1 ч, повторяли количество таких переходов 28 раз. Затем влажность в термовлагокамере повышают до 95±3% а температуру увеличивают до +55^oC, и в этих условиях образцы первой партии находятся в течение 107 ч. Общая продолжительность одного цикла, эквивалентного году натурного хранения в районе с умеренным климатом (Московская область) оставила 175 ч. Число таких циклов испытания равно 10.

После ускоренных испытаний образцы с пленкой исследуемой смазки из первой партии и металлические образцы с пленкой той же смазки из второй партии одновременно помещали в коррозионную среду, где их испытывали при 40^oC и повышенной влажности. Испытания продолжали до появления первых признаков коррозии на всех испытуемых металлических образцах. После окончания испытаний оценивали потерю массы образцов из первой и второй партий и по соотношению среднего арифметического потери массы образцов из второй партии и среднего арифметического потери массы образцов из первой партии судили о защитной эффективности исследуемой смазки.

Предлагаемый способ в отличие от известного позволяет с высокой точностью определить защитную эффективность смазочных материалов в условиях их длительного хранения в различных климатических зонах.

Способ заключается в испытании двух партий образцов с пленкой исследуемого смазочного материала. Образцы первой партии подвергают циклическому воздействию основных климатических факторов, включающих выдерживание при температуре, равной минимальной для рассматриваемой климатической зоны, воздействие переходов температуры через 0^oC при относительной влажности, равной среднегодовой для рассматриваемой зоны, и после этого выдерживание при повышенной влажности (95±3%) и температуре на 10-15^oC выше максимальной для рассматриваемой климатической зоны. После этого образцы обеих партий подвергают воздействию коррозионной среды и определяют коэффициент стабильности как соотношение среднего арифметического изменения массы металлических образцов второй и первой партий.

Способ определения защитной эффективности смазочных материалов, по которому испытывают две партии металлических образцов, наносят на них пленку испытуемого смазочного материала, образцы первой партии подвергают старению и на обе партии образцов воздействуют коррозионной средой при заданной температуре, а по отношению изменения масс образцов в первой и второй партиях судят о защитной эффективности смазочных материалов, отличающийся тем, что перед нанесением пленки испытуемого смазочного материала образцы обезжиривают, а старению образцы первой партии подвергают посредством циклического воздействия климатических факторов, заключающегося в последовательном воздействии температурой, равной минимальной для рассматриваемой климатической зоны, воздействию перепадов температуры через 0^oС, характерных для данной зоны, при относительной влажности, равной среднегодовой в рассматриваемой зоне, и после этого выдерживают при повышенной влажности 15 ± 3% и температуре, на 10 15^oС выше максимальной для рассматриваемой климатической зоны.