Смазочные нефтяные масла

Смазка оборудования.

 

Правильный выбор смазочных материалов, своевременная и качественная смазка оборудования являются одним из основных условий, позволяющих увеличить его долговечность, повысить работоспособность и сохранить на длительный период технологическую точность машин. Образцовая организация смазочного хозяйства и рациональная смазка уменьшают износ деталей оборудования, удешевляет их ремонт, сокращают простои и способствуют снижению себестоимости выпускаемой продукции.

Для увеличения долговечности деталей и узлов машин важное значение имеет соблюдение рациональных режимов смазки, правильная загрузка рабочего оборудования, своевременная его чистка и контроль за работой смазочных устройств.

Смазочные нефтяные масла

Для смазки оборудования промышленных предприятий большое применение имеют минеральные масла, вырабатываемые из эмбинских, бакинских, балаханских, туймазинских и сураханских нефтей. Сорта и марки масел отличаются друг от друга своими физико-химическими свойствами.

Масла, как и всякая жидкость, состоят из частиц – молекул, связанных между собой внутренними силами, которые оказывают сопротивление внешним силам, стремящимся переместить их друг относительно друга. Вязкость и отражает эту способность масел сопротивляться сдвигу. Различают вязкость динамическую, кинематическую и условную.

Динамическая вязкость, или коэффициент внутреннего трения, выражает собой силу, затрачиваемую на перемещение верхнего слоя жидкости относительно нижнего со скоростью 1 см/сек, при площади каждого слоя 1 см² и расстоянии между ними 1 см. Указанная сила измеряется в динах (дин). За единицу динамической вязкости принимается пуаз (пз), имеющий размерность дин сек/см². Сотая часть пуаза носит название сантипуаз (спз).

Динамическая вязкость применяется при гидродинамических расчетах вязкости масел для смазки трущихся поверхностей, а кинематическая – для расчета прокачиваемости масла по трубопроводам. Динамическая и кинематическая вязкости выражаются в абсолютных единицах и поэтому называются абсолютными.

Условная вязкость является отвлеченным числом, выражающим отношение времени истечения из вискозиметра типа ВУ испытуемого масла в количестве 200 г ко времени истечения такого же количества дистиллированной воды при температуре 20°С. Условная, или относительная, вязкость, ранее обозначавшаяся в технической литературе градусами Энглера (°Е), выражается теперь в градусах ВУ₅₀ или ВУ₁₀₀. Индекс обозначает температуру масла при испытании, которая принимается равной 50°С, а для более вязких масел 100°.

Вязкость масел изменяется в зависимости от температуры: при повышении ее она уменьшается, при понижении – увеличивается. Это свойство масел имеет большое практическое значение, и для его оценки пользуются понятием индекс вязкости.

В стандартах вязкостно-температурная характеристика масла дается числовой величиной, получаемой от деления друг на друга числовых значений кинематической вязкости при двух температурах, 50 и 100°. Чем меньше величина этого отношения, тем выше индекс вязкости и лучше качество масла. Вязкость минеральных масел повышается с увеличением давления, это объясняется уменьшением расстояний между молекулами, которое, очевидно, является следствием повышения плотности сдавливаемого слоя. При повышении давления от 1 до 1000 amвязкость масел возрастает от 10 до 20 раз, кроме того, по мере нарастания давления она повышается все более интенсивно.

Температура вспышки – это та температура, при которой пары масла образуют с окружающим воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней пламени. Эта температура служит показателем испаряемости и огнеопасности масла. При сравнении двух масел примерно одинаковой вязкости лучшим считается то, которое имеет более высокую температуру вспышки. В случаях, когда возможна близость горячего пара или металла к маслу, как, например, в цилиндрах паровых машин, следует применять масла с высокой температурой вспышки. Испарение масла начинается при температуре на 65 – 85° ниже температуры вспышки.

Температура, при которой не только вспыхивают масляные пары при поднесении к ним огня, а загорается само масло и горит не менее 5 секунд, называется температурой воспламенения масла.

Температура застывания масла характеризует потерю его подвижности при низкой температуре, т.е. когда масло после наклонения стандартной пробирки под углом 45° остается неподвижным в течение 1 мин. Застывая, масло теряет подвижность, что приводит к сильному износу трущихся деталей, увеличивает расход электроэнергии и затрудняет холодный запуск машин. Практически же зимой масло не теряет подвижности при темпера туре на 15 – 20°С ниже установленной ГОСТом, особенно если оно прокачивается под давлением по маслопроводу большого диаметра.

Кислотное число выражает количество миллиграммов едкого кали, требующегося для нейтрализации 1 г масла, и характеризует содержание в маслах органических кислот, наличие которых сверх 0,35% может вызвать коррозию станков, двигателей и масляной аппаратуры.

Вода попадает в масла при небрежном хранении, транспортировке или из окружающего воздуха. Нефтеперерабатывающие заводы обычно выпускают масла, не содержащие воды. Присутствие даже «следов» воды в масле, при наличии в нем растворимых органических кислот, вызывает сильную коррозию металлов. Масло, содержащее воды более 0,05%, нельзя подавать к местам трения посредством фитилей и тампонов. Поэтому содержание воды в большинстве смазочных масел недопустимо.

Водорастворимые кислоты и щелочи в маслах не допускаются, так как они вызывают коррозию и разъедание металлов, с которыми соприкасается масло.

Зола характеризует наличие в маслах несгораемых веществ. Масла с повышенной зольностью увеличивают нагар и повышают его твердость, что вызывает сильный абразивный износ деталей двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, мыла, содержащиеся в масле и дающие при прокаливании твердый остаток в виде золы, способствуют повышенному окислению масла. Допускаемая зольность составляет для авиамасел – 0,003%, для индустриальных – 0,007% и для автолов – 0,025%.

Механические примеси и все твердые вещества, находящиеся в масле во взвешенном состоянии, вызывают повышенный износ станков и машин, засорение и закупоривание маслопроводов и контрольно-измерительных приборов. Механические примеси, даже в количестве, меньшем 0,007%, но по характеру напоминающие волокна ваты и волосовины, вызывают засорение фильтров и маслопроводов.

Коксуемость выражает в процентах вес кокса к навеске испытуемого масла. Используется коксуемость при определении степени очистки масла и приближенной зависимости между коксуемостью и количеством нагара, образующегося в двигателях. Из сравниваемых масел то лучше очищено, у которого числовое значение коксуемости меньше, такие масла могут находиться в циркуляционных системах более длительное время.

Консистентные смазки

Консистентные смазки представляют собой минеральные масла, загущенные мылами. Мыла изготовляются из растительных и животных жиров, а также из заменяющих их синтетических жиров, получаемых путем окисления парафина и петролатума. Жиры омыляются негашеной известью или едким натром. В зависимости от состава мыла консистентные смазки разделяются на кальциевые, натриевые и смешанного кальциево-натриевого основания и на смазки с металлической основой, загущенные алюминиевыми, магниевыми и другими подобными мылами.

Кальциевые смазки – солидолы – содержат свободную и связанную воду, в воде не растворяются. Это значит, что их можно применять в условиях влажной среды и в случае, когда не исключена возможность соприкосновения с влагой. Они не могут длительное время работать при температуре 55° и выше без пополнения свежими порциями. При плавлении кальциевые смазки теряют содержащуюся в них воду и начинают распадаться на масло и мыло. После охлаждения они уже не восстанавливают свои смазочные свойства и не дают необходимой мазеобразной структуры.

Натриевые смазки, например консталины, застывая после расплавления, вновь приобретают свои свойства и могут опять использоваться по назначению. Легко растворяясь в воде, особенно при высокой температуре, эти смазки выделяют свободные жирные кислоты и щелочи, вызывающие коррозию металлов; при смешении с водой они образуют эмульсию, легко смываемую с трущихся поверхностей. В исключительных случаях натриевые смазки можно применять при повышенной влажности, если производить частое пополнение и частую смену смазки.

Кальциево-натриевые смазки целесообразно применять при повышенной температуре и небольшой влажности.

В качестве немыльных загустителей применяются твердые углеводороды: парафин, церезин и петролатум. Смазки приборная АФ-70, пушечная, вазелин технический и т.п., приготовленные на таких загустителях, называются углеводородными, они плавятся при более низкой температуре, чем смазки, загущенные мылами.

Температура каплепадения – это та температура, при которой происходит падение первой капли смазки, нагреваемой в строго определенных условиях, в капсюле прибора. Эта температура выше рабочей температуры узла трения для углеводородных смазок на 10°, а для смазок, содержащих мыла, на 15 – 20°. Чем выше температура каплепадения смазки, тем она работоспособнее при высоких температурах.

Пенетрация характеризует степень густоты, или консистенции, смазки, ее плотность и определяется по глубине погружения стандартного конуса в смазку при температуре 25° в течение 5 сек. и выражается числом, указываемым стрелкой на шкале циферблата пенетрометра. Если число пенетрации смазки равно 200 – 250, то это понимается как глубина погружения в смазку конуса, равная 200 – 250 сотым долям сантиметра. По числу пенетрации можно приближенно заключить о пригодности смазки для выбранного способа ее подачи, учитывая при этом, что прокачиваемость смазок через мазепроводы улучшается при увеличении их числа пенетрации (о прокачиваемости смазок по мазепроводам лучше судить по их вязкости, определяемой на автоматическом капиллярном вискозиметре).

Вода для кальциевых смазок является обязательной составной частью, но количество ее не должно превышать 3%, для натриевых – не более 0,5%, в предохранительных смазках по техническим нормам воды не должно быть. Свободная вода в смазках, особенно в натриевых, структурно с ними не связанная и выделяющаяся в виде капель, не допускается.

Свободные щелочи в смазке – это щелочи, не связанные в виде мыла и окрашивающие фенолфталеин в спиртоводной среде в розовый цвет. Наличие свободной до 0,2% щелочи в смазках необходимо для предотвращения их окисления. В то же время избыток ее вызывает потемнение цветных металлов.

Механические примеси могут попасть в смазку во время вскрытия бочек и использования для изготовления смазок недоброкачественного сырья, например извести, содержащей мельчайшие нерастворившиеся абразивные частицы и песок. За содержание механических примесей в консистентных смазках принимается выраженное в процентах количество органических и неорганических веществ, не растворимых в петролейном эфире, десятипроцентной соляной кислоте и спиртобензольной смеси, т. е. в любом из названных веществ. В защитных и особенно в антикоррозийных смазках механические примеси нарушают целостность покрова смазки и служат причиной ржавления металлов.

Консистентные смазки условно обозначаются начальными буквами слов, указывающих область применения смазок и их свойства. Например: У – универсальная; И – индустриальная; Н – низкоплавкая; С – среднеплавкая; Т – тугоплавкая; В – водостойкая; М – морозостойкая; 3 – защитная; К – канатная, П – для | прокатных станов и т. д.