Способ определения промывочных свойств масел и жидкостей Советский патент 1992 года по МПК G01N33/30 

Изобретение относится к способам определения промывочных свойств масел и жидкостей для очистки системы смазки двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть спользовано в нефтеперерабатывающей промышленности при технологическом контроле качества промывочных масел и жидкостей.

Известен способ определения растворяющей способности промывочных масел и жидкостей путем подачи испытуемого продукта на пластину, содержащую равномерный слой битума БН 90/10 с глубиной проникания иглы при 25°С (пенетрацией) (10-20) 0,1 мм и установленную под углом 45°С при температуре 50-60°С и скорости потока испытуемого продукта 950-1050 см /мин.

Недостатком данного способа является то, что он не дает количественной оценки диспергирующей и стабилизирующей способности, которые вместе с растворяющей

способностью определяют работоспособность промывочных масел в реальных условиях, и лишь частично моделирует условия промывки в реальных двигателях.

Целью изобретения является повышение д.остоверности определения промывочных свойств масел и жидкостей, предназначенных для удаления из системы смазки ДВС отложений, образовавшихся в процессе эксплуатации.

Способ согласно изобретению включает предварительную наработку имитирующих загрязнений на цилиндропоршневой группе (ЦПГ) и в системе смазки двигателя 2 ч 8,5/11 путем работы двигателя в течение 45-55 ч на растворе мазута топочного (ГОСТ 10585-75) в моторном масле М-11 (ТУ 101523-80) в концентрации 8-12 мас.% и тотиве нефтяном для газотурбинных установок (ТУ 38.101-858-80) или ГОСТ 10433-75, определение растворяющей способности испытуемого продукта известным способом

VJ 00

О О

о

по а.с. СССР № 1541511, но в реальных условиях работы двигателя, а также оценку его диспергирующей и стабилизирующей способности.

Имитирующие загрязнения, получаемые в контролируемых условиях работы двигателя и с использованием нефтепродуктов, состав и свойства которых нормированы требованиями ГОСТ и ТУ, имеют при этом наиболее близкие к нерастворимым компонентам реалБНых отложений физико- химические характеристики (табл. 1) и могут поэтому рассматриваться в качестве оптимальной модели нерастворимых компонентов реальных отложений и использоваться для определения свойств промывочных масел в условиях испытания на двигателе 2 ч 8,5/11.

Для осуществления способа из системы смазки дизельного двигателя 2 ч 8,5/11 удаляют фильтры тонкой и грубой очистки масла, вносят изменения в систему охлаждения, необходимая температура (20- 30°С) достигается за счет использования магистрального водопровода холодной воды, охлаждение ЦПГ производят по схеме: магистральный водопровод- гильза цилиндра - головка блока - сливной трубопровод, увеличивают зазор в замке (стыке) поршневых колец до 1,0-1,2 мм, снабжают крышку люка картера приспособлением для крепления металлических пластин и проводят наработку имитирующих загрязнений путем работы двигателя на растворе мазута топочного в базовом моторном масле в концентрации 8-12 мас.% и топливе нефтяном для газотурбинных установок в течение 45-55 ч поэтапно при циклическом изменении нагрузки в контролируемых условиях. Дополнительно к загрязнениям, образовавшимся в процессе работы двигателя, в полость картера помещают пластины с битумом и промывку системы смазки и ЦПГ ДВС осуществляют испытуемым образцом промывочного масла при работе двигателя на дизельном топливе (ГОСТ 305-82) в течение 1 ч при циклическом изменении нагрузки в контролируемых условиях.

Оценку свойств промывочного масла еедут потрем показателям:

растворяющей способности, которую оценивают по массовой доле битума, растворенного в испытуемом продукте;

диспергирующей способности, которую определяют по изменению массы поршневых колец до и после промывки;

стабилизирующей способности, которую оценивают по величине отношения загрязненности испытуемого образца

промывочного масла, прошедшего испытание, до и после центрифугирования.

Определение промывочных свойств промывочных масел проводят следующим

образом.

Готовят раствор мазута топочного 100 Ё базовом масле М-11 в концентрации 10 мас.%, для чего смесь 0,5 кг мазута и 4,5 кг масла подогревают в сушильном шкафу при

0 60-70°С в течение 1 ч при периодическом перемешивании. Полученный раствор заливают в картер двигателя. В качестве топлива используют топливо нефтяное для газотурбинных установок. Производят запуск дви5 гателя и проводят наработку имитирующих загрязнений в течение 50 ч повторяющимися этапами: I этап - 5 ч, 2-7 этапы по 7,5 ч. Каждые сутки двигатель работает по одному этапу при циклическом изменении нагруз0 ки. В процессе работы двигателя и при переходе с одного нагрузочного режима на другой осуществляют контроль за расходом топлива (кг/ч), частотой вращения коленчатого вала двигателя (), температурой

5 масла в картере (40-50°С), температурой охлаждающей воды на выходе из головки блока (20-30°С), давлением в масляной магистрали (0,15-0,30 МПа) и энергетическими характеристиками (напряжение, ток и

0 мощность генератора).

По окончании этапа наработки загрязнений масло из двигателя сливают, с помощью специального устройства (съемника) снимают поршневые кольца, ополаскивают

5 в нефрасе, сушат в течение 10 минут на воздухе и определяют массу с точностью до 0,0002 г, Затем двигатель собирают вновь, на крышке люка картера закрепляют пластины с нанесенным на них равномерным

0 слоем битума БН 90/10 с глубиной проникания иглы при 25°С (пенетрацией) (10-20) 0,1 мм, пластины при этом устанавливают в картере на различной высоте: нижние пластины располагают в зоне масла, средние - в зоне

5 капельной смазки, верхние - в зоне смазки масляным туманом, В двигатель заливают 5 кг предварительно подогретого до 60-70°С испытуемого образца промывочного масла, в качестве топлива используют дизельное

0 топливо и проводят промывку системы смазки и ЦПГ в течение 1 часа при циклическом изменении режима нагрузки, температуре воды на выходе из гбловки блока 80-90°С, температуре испытуемого образца

5 промывочного масла 40-50°С и давлении в масляной магистрали 0,15-0,30 МПа. По окончании промывки двигатель останавливают, сливают испытуемый образец из системы смазки, двигатель охлаждают в течение 2,0-2,5 ч. После этого проводят его

частичную разборку с целью извлечения поршневых колец и пластин с битумом. Поршневые кольца и пластины ополаскивают в нефрасе с целью удаления остатков масли, высушивают в течение 10 мин на воздухе и определяют их массу с точностью до 0,0002 г. После взвешивания поршневые кольца и пластины тщательно очищают от загрязнений путем кипячения в специальных растворах (ГОСТ 20303-74. ГОСТ 20457-75) в течение 2-3 ч, промывают в горячей воде. Остатки отложений удаляют механически (кистью, волосяной щеткой, хлопчатобумажной тканью, деревянными или медными скребками) и определяют массу чистых поршневых колец и стальных пластин с точностью до 0,0002 г.

Растворяющую способность испытуемого продукта рассчитывают по формуле: mi - ГП2

v

100,

mi - m0

где X - массовая доля перешедшего в раствор битума, мас.%;

mi - масса пластины с навеской битума до испытаний, г;

та - масса пластины с навеской битума после испытаний, г;

то - масса чистой пластины, г.

Диспергирующую способность оценивают по формуле: MI - М2

П

-100,

Mi -Mo

где П - массовая доля перешедших в промывочное масло загрязнений, % мае.;

Mi - масса комплектов поршневых колец после наработки загрязнений, г;

Ма - масса комплектов поршневых колец после промывки, г

Мо - масса комплектов пориневых колец, очищенных от загрязнений, г.

Стабилизирующую способность (С, %) определяют по формуле:

,

где ri и та - загрязненность испытуемого образца, соответственно до и после центрифугирования, определяемая сог/асно ГОСТ 24943-81 по формуле: 2.303 D i

Тg(

где D - оптическая плотность, определяемая на фотоколориметре ФЭК иг и КФК;

i - разбавление образца бензином (не- фрасом);

д - толщина кюветы, см

Центрифугирован е испытуемого образца после промывки проводят при факторе разделения 1300 ц в течение 15 мин. После чего оценивают стабилизирующую

способность испытуемого продукта по формуле, приведенной выше.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение четырех 5 последовательных определений.

Воспроизводимость способа характеризуется данными табл.2, полученными при статической обработке результатов 10-кратного измерения растворяющей, дисперги0 рующей и стабилизирующей способности двух образцов промывочных масел.

В табл.3 представлены результаты испытаний промывочного масла и жидкости, а также масла И-8А с различным содержани5 ем присадки А-92 50. Из результатов испытаний по способу-прототипу видно, что лучшую растворяющую способность имеет масло И-8А, однако, согласно данным испытаний по предлагаемому способу, это масло

0 не может обеспечить необходимого уровня промывки при эксплуатации, так как у него отсутствуют диспергирующие и стабилизирующие свойства. Поэтому для применения в эксплуатации следует рекомендовать про5 мывочную жидкость МПТ-2М, которая наряду с растворяющей способностью имеет хорошие диспергирующие и стабилизирующие свойства. Сопоставление результатов испытаний композиций масла И-8А с при-.

0 садкой А-9250 показывает, что наибольшую растворяющую способность имеет композиция масла с 1 % присадки и этот состав, по прототипу, должен быть выбран в качестве оптимального, однако по способу согласно

5 изобретению, оптимальным составом являются композиции масла И-8А с 5 и 10% мае. присадки А-9250, так как наряду с растворяющей способностью они обладают хорошими диспергирующими и стабилизирующими

0 свойствами.

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет одновременно определять растворяющую, диспергирующую и стабилизирующую способность промывоч5 ных масел и жидкостей с достаточной точностью, хорошо дифференцирует промывочные масла и жидкости по эффективности, что позволит производить более достоверный прогноз их эксплуатационных

0 свойств.

Формула изобретения Способ определения промывочных свойств масел и жидкостей путем циркуляции испытуемого продукта в замкнутой сис5 теме, содержащей имитирующие загрязнители, и определения растворяющей способности по массе смытого с пластин битума, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности определения, предварительно в течение 45-55 ч на

цилиндропоршневбй группе и в системе смазки двигателя нарабатывают имитирующие загрязнения с использованием раствора мазута топочного концентрации 8-12 мае % в моторном масле и нефтяного топлива для газотурбинных установок и дополнительно определяют диспергирующие

свойства испытуемого продукта по массе сМытых с поршневых колец цилиндропорш- невой группы имитирующих загрязнений и стабилизирующие свойства по величине отношения показателей загрязненности испытуемого продукта до и после центрифугирования.

Т а б л и it a 1

Сущность изобретения: в способе определения промывочных свойств масел и жидкостей предварительно проводят наработку имитирующих загрязнений на цилиндро- поршневой группе и в системе смазки при работе двигателя в течение 45-55 ч на растворе мазута топочного концентрации 8-12 мас.% в моторном масле и нефтяного топлива для газотурбинных установок. Оценку свойств проводят по трем показателям растворяющей способности, которую оценивают по массе смытого с пластин битума, диспергирующей способности, определяемой по массе смытых с поршневых колец имитирующих загрязнений, и стабилизирующей способности, определяемой по величине отношения показателей загрязненности испытуемого продукта до и после центрифугирования. 3 табл.

Физико-химические характеристики имитируюцих загрязнений и нерастворимьвс компонентов отложений, полученных в процессе эксплуатации ЛВС

Данные по воспроизводимости способа

Таблица2

Результаты испытаний промывочных масел и жидкостейтю предлагаемому способу и способу - прототипу

Та бл и цаЗ