СМАЗОЧНОЕ МАСЛО ДЛЯ СИЛОВЫХ ТУРБИН Российский патент 2008 года по МПК C10M141/06 C10M129/10 C10M133/12 C10M133/44 C10M137/10 C10N30/08 C10N40/12 

Изобретение относится к составу синтетических масел для силовых турбин марки ИПМ-10 и марки Петрим, эксплуатируемых в газотурбинных двигателях (ГТД) авиационной техники, авиаприводах газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и электрогенераторных установках (ГТУ).

Требования, предъявляемые к маслам для указанных узлов эксплуатации:

- стабильные смазывающие свойства при минимальных температурах (ниже минус 55°С) и максимальных (выше 200°С) при режиме форсажа (взлет-посадка) в течение требуемого ресурса с многочисленными остановками.

Известен состав смазочного масла для силовых турбин [RU 2125084 C1, 1999], широко эксплуатируемого в дозвуковой авиации и газоперекачивающих агрегатах с рабочими температурами до 120°С, имеющее торговое наименование «Авиационное масло Мс-8п» Ост.38.01163-78 (изм.1-10), состава, мас.%:

2,6-дитретбутил паракрезол0,7-1,0ариловые эфиры фосфорной кислоты1,0-3,0аминопроизводные антиокислительные присадки0,1-0,5бензотриазол0,005-0,015базовое масло (минеральное)остальное

Недостатком известного масла является его неудовлетворительная термоокислительная и термическая стабильность при температуре выше 150°С, что приводит к появлению отложений смолистого характера на фильтрах двигателя.

Известно смазочное масло для силовых турбин [RU 2109800 С1, 1998] следующего состава, мас.%:

2,6-дитретбутил паракрезол0,5-3,0n,n'-динонилдифениламин0,2-0,5трикрезил фосфат или дифенил паратретбутил фенил фосфат1,0-3,0бензотриазол0,005-0,1базовое масло (нефтяное или синтетическое)остальное

Недостатком масла является неудовлетворительная термоокислительная стабильность при температуре выше 200°С, не обеспечивающая оптимальную эксплуатацию ГТД и авиаприводов ГПА.

Наиболее близким по составу и достигаемому техническому результату к предлагаемому смазочному маслу является смазочное масло для силовых турбин [RU 2185423 С1, 2002] следующего состава, мас.%:

термостабильный диизооктилсебацинат10,0-15,02,6-дитретбутил паракрезол0,5-3,0n,n'-динонилдифениламин или смесь бутил-и-октилдифениламинов0,2-0,5трикрезил фосфат или дифенилпаратрет-бутилфенилфосфат1,0-3,0бензотриазол0,005-0,1базовое масло (синтетическое полиальфаолефиновое)остальное

Недостатком указанного масла являются неудовлетворительные эксплуатационные свойства: стабильность к окислению при 210°С и термическая стабильность при 250°С, которые не обеспечивают эксплуатационные параметры теплонапряженных ГТД современной авиационной техники 4-го и 5-го поколений.

Техническим результатом, на реализацию которого направлено заявленное смазочное масло, является улучшение его термоокислительной стабильности при 225°С и термической стабильности при 250°С.

Для достижения указанного технического результата заявленное смазочное масло, содержащее базовое полиальфаолефиновое масло, 2,6-дитретбутилпаракрезол, трикрезилфосфат, бензотриазол, дополнительно содержит сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты или диизооктиловый эфир себациновой кислоты и продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана.

Могут быть использованы эфиры триметилолпропана и карбоновых кислот, содержащих от 5 до 18 атомов углерода. Компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4 триметилпентана0,1-1,52,6-дитретбутилпаракрезол0,5-5,0трикрезилфосфат1,0-5,0бензотриазол0,001-0,5сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты или диизооктиловый эфир себациновой кислоты10,0-40,0полиальфаолефиновое масло ПАОМ-4до 100%

Использование сложных эфиров и химического соединения, полученного по реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана, при эксплуатации масла улучшает термоокислительную стабильность при температуре 230°С и термическую стабильность при 250°.

Для приготовления составов смазочного масла использованы следующие ингредиенты:

- продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана, представляющие собой прозрачную бесцветную жидкость или жидкость светло-желтого цвета, с содержанием азота 4,2%, с плотностью при 20°С, равной 0,98 г/см³, температурой воспламенения выше 500°С, температурой кипения выше 300°С (испытания по СТП №002-2005) (аналитический метод КВС-108),

- трикрезилфосфат по ГОСТ 5728-76 (изм.1-4) - желтоватая прозрачная жидкость с температурой вспышки 240-244°С,

- 2,6-дитретбутилпаракрезол (Агидол-1) по ТУ 38.5901237-90 - белое кристаллическое вещество с температурой плавления 69,5-69,7°С,

- эфир карбоновой кислоты триметилопропана (Nycobase 8317 фирмы Nyco, Франция) с вязкостью при 100°С, равной 3,9-4,4 сСт, плотностью при 20° - 0,947-0,949, температурой вспышки в открытом тигле - 240°С при испытании по ISO 11014,

- диизооктиловый эфир себациновой кислоты по ТУ 6-06-11-88, с кислотным числом не более 0,14 кон/г, температурой воспламенения 400°С,

- синтетическое базовое полиальфаолефиновое масло ПАОМ-4 по ТУ 38.401.4070-98, полученное олигоизомеризацией α-олефинов с температурой вспышки 216°С и температурой застывания ниже минус 60°С.

Технология приготовления предлагаемого масла включает следующие стадии:

1) дозирование компонентов

- продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана,

- трикрезилфосфат,

- 2,6-дитретбутилпаракрезол,

- эфир одноосновной карбоновой кислоты и триметилопропана или диизооктиловый эфир себациновой кислоты,

2) перемешивание базового масла при температуре 70-80°С до полного растворения,

3) фильтрация готового масла.

Для испытания были приготовлены образцы масла (табл.1).

Сравнительные данные, полученные при исследовании образцов предлагаемого масла и масла для силовых турбин по прототипу, приведены в табл.2.

Как видно из результатов, использование сочетания присадок в предлагаемом масле позволяет улучшить термоокислительную стабильность при 235°С и термическую стабильность при 250°С.

Применение такого масла обеспечит работоспособность, надежность 4-го и 5-го поколения теплонапряженных ГТД сверхзвуковой авиации.

Таблица 1КомпонентыКоличественный состав. Масло, %Пример 1 Пример 2Пример 3Пример 4Пример 5Пример 6Продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана0,10,31,00,51,21,5Сложный эфир триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты10,0-2,0-40-Диизооктиловый эфир себациновой кислоты-10-25-402,6-Дитретбутилпаракрезол1,00,52,53,04,25,0Трикрезилфосфат1,52,01,03,55,03,0Бензотриазол0,0010,10,40,0050,30,5Базовое синтетическое полиальфаолефиновое масло ПАОМ-4До 100До 100До 100До 100До 100До 100

Таблица 2Наименование показателейМасло. Пример.№1№2№3№4№5№6Прототип1. Вязкость кинематическая, при 100°С, мм²/с3,93,94,03,954,14,33,52. Термоокислительная стабильность при 230°С (ГОСТ 23797) в течение 50 часов       Показатели после окисления:       - кинематическая вязкость, мм /с:       при 100°С4,34,454,54,724,84,9515,2при минус 40°С410042904350440045004800Обильное- кислотное число, мг КОН/г4,13,953,854,04,24,38осадкообразование- массовая доля осадка0,020,0250,0    - коррозия масла на пластинках       сталь ШХ-15ОТСОТСОТСОТСОТСОТС+2,5медь М-1 или М-20,0020,001ОТСОТСОТСОТС+13,5алюминиевый сплав АК-4ОТСОТСОТРОТСОТСОТС+19,13. Термическая стабильность по методу Папок при 250°С, мин (ГОСТ 4953)41,341,541,143,012,047,011,6

Использование: для силовых турбин, эксплуатируемых в газотурбинных двигателях (ГТД) авиационной техники, авиаприводах газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и электрогенераторных установок (ГТУ). Сущность: масло содержит, в мас.%: продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана 0,1-1,5, сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты или диизооктилсебацинат 10-40, 2,6-дитрет-бутилпаракрезол 0,5-5,0, трикрезилфосфат 1-5, бензотриазол 0,001-0,5, полиальфаолефиновое масло ПАОМ - до 100. Технический результат - улучшение термоокислительной стабильности масла при 225°С и термической стабильности при 250°С. 2 табл.

Смазочное масло для силовых турбин, содержащее базовое полиальфаолефиновое масло, 2,6-дитретбутилпаракрезол, трикрезилфосфат, бензотриазол, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты или диизооктилсебацинат и продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана при следующем соотношении компонентов, мас.%:

продукты реакции N-фенилбензоламина и 2,4,4-триметилпентана0,1-1,5сложные эфиры триметилолпропана и одноосновной карбоновой кислоты или диизооктилсебацинат10,0-40,02,6 дитретбутилпаракрезол0,5-5,0трикрезилфосфат1,0-5,0бензотриазол0,001-0,5базовое полиальфаолефиновое масло ПАОМ-4до 100