Способ оценки коррозионных свойств углеводородного масла Советский патент 1992 года по МПК G01N17/00 

Изобретение относится к химмотологии а именно к электрическим методам исследования свойств масел.

Известен спобоб определения реакционной способности химически активных присадок, предложенный Баркрофтом, получивший название метода горячей проволоки и нашедший широкое применение в трибологии.

Сущность способа заключается в том, что тонкую медную проволоку помещают в кювету с раствором исследуемого соединения и HarpeBaipT ее посредством пропускания тока. Вследствие химических реакций активных элементов смазочного материала с материалом проволоки и перехода металла в неэлектропроводный материал площадь сечения проволоки сокращается и сопротивление ее возрастает.

Схема измерений основана на определении сопротивления проволоки по падению напряжения на ней при протекании

тока, величина которого измеряется по падению напряжения на стандартном сопротивлении.

Наиболее близким к предлагаемому является способ с использованием проволоки, которую предварительно подвергают растяжению для создания напряженного состояния с дальнейшим нагреванием в кювете в растворе исследуемого масла путем пропускания электрического тока и измерением увеличения сопротивления вследствие уменьшения поперечного сечения проволоки. Проведение предварительной деформации при этом приближает процесс взаимодействия смазочного масла с нагретой проволокой к реальному взаиодействию смазки с трущимися поверхностями.

Недостатки способа, связанные с тем, что процесс.трения там моделировался в статическом, а не в динамическом режиме работы. Цель изобретения - повышение точности оценки коррозионных свойств углеводородных масел за счет приближения условий оценки к условиям эксплуатации масел в подшипниках скольжения, Повышение точности позволяет увеличить достоверность полученных результатов и отказаться от необходимости проведения долговременных и дорогостоящих натурных испытаний. Поставленная цель достигается тем. что на проволоку в напряженном состоянии воздействуют электрическим током, выдерживают ее п исследуемом масло заданное время, а о коррозионных свойствах масла судят по относительному изменению сопротивлений проволоки до и после выдержки, используют проволоку из электропроводного материала, например меди. Воздействие электрическим током осуществляют прямоугольными импульсами, а напряженное состояние создают посредством постоянного магнитного поля. Процесс исследования коррозионных свойств масел предложенным способом сводится к следующему. В кювете, изготовленной из немагнитного материала, укрепляют тонкие проволоки из электропроводного материала, применительно к которому исследуется коррозия. Измеряется начальное сопротивление проволоки. Затем кювету заполняют исследуемым маслом, помещают во внешнее однородное магнитное поле и далее пропускают через проволоки электрический ток в форме прямоугольных импульсов. По истечении определенного промежутка времени измеряется изменение сопротивления электропроводной проволоки, например из меди, относительно исходного состояния. Промежуток времени определяется необходимой точностью результатов изменения сопротивления. Величина изменения сопротивления прямо пропорциональна толщине, слоя материала проволоки, прореагировавшего с маслом, т.е. слоя, подвергшегося коррозии. При этом импульсный характер тока в предлагаемом способе позволяет осуществить цикличное нагревание электропроводнЪй проволоки. Аналогичным образом в процессе трения при соударении двух микрошероховатостей происходит локальное повышение температуры. Кроме того, за счет воздействия магнитнего поля на электропроводную проволоку током, возникает периодическая сила Ампера, вызывающая растяжение электропроводной проволоки и создающая в ней периодические напряжения, которые дают возможность наиболее оптимальным образом смоделировать напряжения, имеющие место в контактирующих твердых телах в динамическом режиме работы. Длительность импульса выбиралась исходя из среднего аремени взаимодействия шероховатостей, которое зависит от скорости перемещения трущихся тел, нормальной нагрузки и параметров микрогеометрии поверхностей. Сила тока выбиралась из расчета достижения температуры проволоки, равной температура в зоне контакта шероховатостей, которая тоже зависит от условий трения. Пример. Моделируются условия работы подшипника скольжения. Условия трения: линейная скорость скольжения Vn 10 м/с, нагрузки Р 1 МПа, класс обработки поверхности 7, материал пары трения сталь - медный сплав, смазывающий материал - вазелиновое масло и 3% олеиновой кислоты. 1. Расчет периода импульса J где L - путь, за который два выступа на поверхности трения испытывают деформации: УЛ - линейная скорость скольжения L 2d, где d - средний диаметр пятна контакта где ДАг-средняя площадь пятна контакта. Расчет ААг производится по формуле д 2л:го:Яр / С|с /f V U-tm-qr/ где г- расчетный радиус кривизны выступа (находится из профилограмм); Rp, v, tm параметры, зависящие от качества обработки поверхности, берутся в таблицах; а, Qc/Qr - параметры, выражающие характер контакта, берутся в таблицах в зависимости от нагрузки и материала. Для приведенных выше условий трения период импульса составляет 0,5 с. 2. Расчет силы тока. Температура вспышки на фрикционном контакте dn Ntp d V 2V2 / где Стп - коэффициент распределения тепЛ09ЫХ потоков; Мтр - текущая мощность трения; d - средний диаметр пятна контакта; ДДг - фактическая площадь контакта. По закону Джоуля-Ленца

0 ,

где I - сила тока; р - удельное электрическое сопротивление; S - площадь поперечного сечения; г - время (в нашем случае 1/2 периода импульса); I -длина проводника,

Q rnC AT,

где AT - изменение температуры; m - масса проволоки; С - удельная теплоемкость проволоки.

Из начала термодинамики для адиабатического процесса

тС АТ 1 г AT-Veen.

mCAT

Для приведенного конкретного примеpa

I 0,7 А. Проведение испь1 ания. В кювете, изготовленной из немагнитного материала, укрепляется медная проволока длиной 0,03 м и диаметром 0,1 м. Начальное сопротивление проволоки составляет 510 Ом. Кювета заполняется исследуемым маслом (вазелиновое масло с

добавлением 3% олеиновой кислоты) и помещается в однородное магнитное поле. Испытания проводились в термостате при 370°К. в течении 20 ч.

По окончании испытания сопротивле0 ние 5,6 , т.е. 5%-ное относительное

AR

составизменение сопротивления

R-I-AR

ляет5%, в сравнении с прототип ом чувствительность метода увеличилась в 2 раза. Формула изобретения Способ оценки коррозионных свойств углеводородного масла, по которому на проволоку в напряженном состоянии воздействуют электрическим током, выдерживают ее в исследуемом масле заданное время, а о коррозионных свойствах масла судят по относительному изменению сопротивлений проволоки до и после выдержки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем приближения условий оценки к условиям эксплуатации масла в подшипниках скольжения, используют проволоку из меди, воздействие электрическим током осуществляют прямоугольными импульсами, а напряженное состояние создают посредством постоянного магнитного поля.

Изобретение относится к электрическим методам исследоваяия свойств масел.Целью изобретения является повышение точности за счет приближения условий оценки к условиям эксплуатации масла в подшипниках скольжения. Способ заключается ВТОМ, что на проволоку в напряженном состоянии воздействуют электрическим током, выдерживают ее в исследуемом масле заданное время, при этом используют проволоку из меди, воздействие электрическим током осуществляют прямоугольными импульсами, напряженное состояние создают посредством постоянного магнитного поля, а о коррозионных свойствах масла судят по относительному изменению сопротивлений проволоки до и после выдержки.