Способ определения срока хранения смазочного масла Советский патент 1986 года по МПК G01N33/30 

1 - 1

Изобретение относится к области анализа смазочных масел и может быть использовано для прогнозирования сроков хранения их.

В процессе длительного хранения смазочного масла подвергаются периодическому (суточному и сезонному) нагреванию и охлаждению за счет температурных колебаний окружающей среды, контактируют с увлажненным воздухом и др. .

Длительное воздействие указанных факторов на смазочные масла, пред-. ставляющие собой многокомпонентные системы, может нарушить их стабильность и привести к расслоению, выпадению осадка, гидролизу, окислению и т.д.

В связи с этим постоянно проводятся исследования по опытному натурному- хранению масел, целью которых является установление предельно допустимых сроков хранения их на складах. . .

Целью изобретения является сокращение длительности определения и уменьшение расхода масла.

На чертеже дан график зависимости изменения кислотного числа от времени испытания.

Способ реализуется следующим образом .

В лабораторных условиях испытуемы образ1д.1 масел ВНИИ НП и ВМ-6-20 /разделяют каждое на две части в количестве. 250 мл.

Одну часть масла сначала увлажняю при 20 ± З С и относительной влажности 80% в течение 24 ч, затем заполняют этим маслом стеклянные типа вишенка ампулы, запаивают их и вьщер- живают в термостате при 100 + в течение до 30 сут., т.е. осуществляю процесс искусственного старения масла. Через каждые 24 ч отбирают из термостата по две ампулы и определяют кислотное число.

Результаты замера в этом примере реализации даны в табл.1.

Таблица

Продолжение табл. 1

По полученным результатам строят графическую зависимость изменения кислотного числа от времени испыта- ния и по резкому увеличению кислот- -ного числа, т.е. в точке перегиба, определяют индyкциoн ый период tj химической стабильности (фиг.1).

Затем по экспериментально найденной ;математической зависимости (уравнение 1) предварительно определяют допустимый срок хранения масел ВНИИШ1 50-1-4ф и ВМ-6-20 по химической стабильности

хР

к 1 14 10

-А

(1)

где. СХР - предварительный срок хранения-масла по химической стабильности, год; э - индукционный период химической стабильности, ч; tj -.температура выдерживания

масла 97 - 103°С; - среднегодовая температура в климатической зоне прог- .нозируемого хранения, С. Полученный результат для умеренной климатической зоны ( 10°С) составляет

для масла ВНИИНП 50-|-4ф - 5 лет ( -, 86 ч, t ЮО С) для масла ВМ-6-20 - 40 лет.

31

Вторую часть испытуемых масел фильтруют через бумажный фильтр синяя лента с тонкостью пор до 1 мкм и затем центрифугируют в горизонтальной плоскости при факторе разделений центрифуги 10 тыс. Через каждый час центрифугирования снимают одну цент- рифужн.ую пробирку, замеряют температуру масла и определяют количество выпавшего осадка из масла, т.е. фи- зйческую стабильность.

Измерение продолжают до тех пор, пока количество осадка не составит 0,005 + 0,0005%. По достижении величины осадка, равный 0,005 + 0,0005% отмечают время центрифугирования и температуру масла, Определяют кинематическую вязкост масла при температуре центрифугирования и температуре хра:нения.

Результаты замера в этом примере реализации даны в табл.2 .

Та б ли ц а 2

Отсутствует

||.

7,0

8,0.

8,5

81

210

300

315

ii

10

11

12

1,14- F г ч

ч I

1др

сикмальний j ас нт- раои- ю

р, т ли5% f5 и

ость о20

ре

а 2

25

30

35

40

45

50

55

где -С

«р

г,

КР

t Л tiAl t.p

2)

срок хранения масла по физической стабильности, год;

фактор разделения центрифуги, равный 4-10 тыс; время центрифугирования до выпадения критической массы осадка, равной 0,0045-0,0055%; кинематическая вязкость масла при температурах соответственно центрифугирования и прогнозируемого храненияj ,

Затем по экспериментально найденной, зависимости (уравнение 2) определяют срок хранения.испытуемых масел по физической стабильности: для масла ВНИИ НП 50-1-4Ф 10 лет .

для масла

ВМ-6-202 года

Из двух найденных по математическим зависимостям , сроков хранения смазочных масел за истинный предельно допустимый срок хранения масла принимают наименьший. Таким образом, испытуемые масла ВНИИНП 50-1-4ф и ВМ-6-20 в реальных условиях -в умеренной Климатической зоне можно хранить не более 5 и 2. Лет, соответственно, сохранив при этом все необходимые физико-химические и эксплуатационные свойства.

Полученные результаты соответствуют данным натурного хранения этих масел в реальных условиях: для масла ВНИИ НП 50-1--4Ф - 5 лет, для масла ВМ-6-20 - 2 года.

Предлагаемый способ позволяет оценить совокупность всех химических и физических процессов, протекающих в многокомпонентной системе (смазочном масле) по образованию кислых продук тон, образующихся при окислении и гидролизе, т.е. при искусственном старении масла, и выпадению осадка при центрифугировании масла.

В основу способа оценки предельно допустимого срока хранения масла по химической стабильности положен.один из изотермических.способов, основанный на правиле Вант- Гофда, согласно . которому скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза при повышении температуры на 10°С.

Выбор кислотного числа масла в качестве критерия. Определяющего индукционный период искусственного старения, обусловлен результатами исследований масел в условиях реального хранения: показателем, наиболее склонным к изменению в процессе хранения масел, является кислотное число масла.

Физическая стабильность характеризует способность масла сохранять в процессе хранения первоначальное физическое состояние: не расслаиваться и не образовьгеать осадок.

Масла., как сложные многокомпонентные тонкодисперсные системы, занимают- промежуточное положение между суспензиями и растворами. В процессе хранения под действием сил гравитационного поля возможно постепенное осаждение частиц присадок в виде осадка.

Склонность масел к выделению осадка или расслоению на компоненты за- виси,т от природы основы масла и присадок и их количественных соотношений. В мелкодисперсных системах процессы осаждения частичек очень длительны , а при растворении могут и совсем не проявляться,.когда силы диффузии и межмолекулярного взаимодействия превьшают силу графитацион- ного. поля.

Дпя доказательства эффективности способа (сокращение длительности, снижения трудозатрат и расхода масла бьши проведены сравнительные испытания одного и того же масла ВНИИ НП 50-1-Аф по предлагаемому и известному способам.

Условия определения предельно до- пустмого срока хранения масла по известному способу следующие.

Испытуемое масло ВНИИ НП 50-1-Аф в таре завода-изготовителя (20-литровые бидоны) в количестве 540 кг закладывают на опытное хранение в трех климатических зонах (южной, средней и северной) по 10 .бидонов в каждой зоне, Хранят в неотапливаемых помещениях. Через каждый год хранения вскрывают по Одному бидору в каждой зоне и анализируют по показателям ГОСТ и комплексу методов. По результатам анализа судят о качестве масла и предельно допустимом сроке хранения. При несоответствии масла требованиям ГОСТ по любому из показателей оно считается неприго дным к использованию по прямому назначению. Предельно допустимый срок хранения

устанавливается на 1 год мейЬше очередной проверки .качества масла, при которой оно оказалось нестандартным. В нашем примере масло ВНИИ НП 50-1-4Ф оказалось нестандартным на шестом году испытания. Предельно до- пустимьй срок хранения масла 5 лет.

В табл.3 .представлена технико- экономическая характеристика способов определения предельно допустимого срока хранения масла.

Та.блица 3

Требуемое количество масла, кг

1,0

540

Длительность

испытания, мес.1,060,

3Q Трудозатраты, чел.-дн.

15

300

Точность определения предельно допустимого срока хранения смазочных масел по предлагаемому способу быть оценена при сравнении с результатами натурного хранения. Так, предельно допустимый срок хранения масла ВНИИ НП 50-1-4ф в средней климатической зоне-, определенный по предлагаемому способу, составляет 5 лет. Натурное хранение обеспечивает стабильность эксплуатационных свойств этого масла также в .течение 5 лет. Однако, определение предельно допустимого срока хранения масла по предлагаемому способу занимает лишь 15 чел.-дней вместо 300 чел.-дней при натурном хранении. Кроме того, время определения по предлагаемому способу составляет 1 месяц вместо 60. месяцев. Значительно сокращается требуемое для определения количество масла.

При выборе оптимальных условий испытания исходят из того, что длительность определения срока хранения не превьш1ает 1 мес для всех типов

масел и получемые результаты при оптимальных режимах иснытания соответствуют результатам натурного хранения , Оптимальная температура испытания

А

составляет 100 С, а критическая масс осадка 0,005 при факторе разделения

центрифуги в пределах 4-JO тыс. При этом обеспечивается требуемая дли- тельность испытания и получаемые результаты соответствуют результатам натурного хранения.

Определение предельно допустимых сроков хранения масел при температу- pax ниже в принципе возможно, однако при этом процесс искусстве - ного старения значительно замедляется и определения может составить от не скольких месяце в до несколь- ких лет. .

Повьпиение температуры искусственного старения свыше 100 С приводит к изменению механизма процесса окисления, гидролиза и другим термическим превращением и соответственно искажает результаты определения срока хранения.

Центрифугирование используется дл ускорения процесса.вьтадения осадка из масла. Фактор разделения центрифуги обуславливает, в основном, длительность испытания при определении физической стабильности.

..

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

Способ определения срока хранения смазочного масла, включающий вьщер- живание его в условиях окружающей среды, периодический отбор проб и определение показателей их качества,

о тлича ющий с я тем, что, с целью сокращения длительности опре - деления и уменьшения расхода масла, испытуемый образец масла разделяют на две части, одну из которьпс вьщер- живают в условиях повьппенной влажности при 97 - с периодическим отбором проб до резкого увеличения кислотного числа для определения индукционного периода химической стабильности и проводят предварительную оценку срока хранения масла по химической стабильности по зависимости

с 1,14/ 10

-4

10°С

где tj - индукционньгй период химической стабильности, ч; t 5 - температура выдерживания

масла, равная 97-103 С; - среднегодовая темпера тура

в климатической зоне прогнозируемого хранения. С, а вторую часть масла центрифугируют, фиксируют время до выпадения осадка (н) в количестве 0,0045-0,0055% и определяют срок хранения масла по физической стабильности по зависимости

tt

с;р 1.14 . fb- .Рр.г,

где

FP - фактор разделения центри i,.,v/t

фуги, равный 4-10 тыс.;

ч .хр- кинематическая вязкость

масла при температурах соответственно центрифугирования и прогнозируемого хранения, MMVc, и допустимый срок хранения смазочного масла оценивают по наименьшему из двух определенных.

I

t

I I

5

.9 t5

i.0

1.5 1,0

0,5

24

W 72 25 5

Редактор В. Иванова

Составитель Д. Иванова

Техред Н.Бонкало Корректор М.Пожо

Заказ 3389/43 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

масло дниинп SO l-tip

Macao ВМ 5-I

n / о

---f

т т 168

Врвнй испьгтания ч

Изобретение относится к области анализа смазочных масел и может быть использовано для прогнозирования сроков их хранения. Целью изобретения является сокращение длительности определения и уменьшение расхода масел. Способ реализуется следующим образом. Образец масла разделяют на две части, одну.из которых выдерживают в условиях повышенной влажности при температуре 97-1ОЗ С с периодическим отбором проб до резкого увеличения кислотного числа для определения индукционного периода химической стабильности и проводят предварительную оценку срока хранения масла по химической стабильности по зависимости q,p MA io 2(ц-1,р)710 с-Г,, где - индукционный период химической стабильности, ч; t,- температура вьщерживания масла 97-103 С;.1 р среднегодовая температура в климйти- ческой зоне прогнозируемого хранения, С, а вторую часть масла центрифугируют и фиксируют время до в тадения осадка (Т) в количестве 0,0045 - 0,0055% и определяют срок хранения масла по физической стабильности по зависимости: 1,14 10 F,- ч/ где )ц , Цр кинематическая вязкость масла при темпера- турах соответственно центрифугирования и прогнозируемого хранения, мм/с, и допустимьш срок хранения смазочного масла оценивают по наименьшему из двух определенных. Определение допустимого срока хранения масла по предлагаемому способу занимает 15 чел,-дней вместо 300 чел.-дней при натурном испытании и составляет 1 месяц вместо 60 месяцев. Значительно сокращается требуемое для определения количество масла. 3 табл., 1 ил t . (О (Л to QP QP СЛ со 1чр