Индустриальные масла. Общего назначения

Вязкость масла в значительной степени зависит от давления. Это  имеет особое значение при смазывании механизмов, работающих с большими удельными нагрузками и высоким  давлением в узлах трения, что  должно учитываться при конструировании  в расчетах механизмов. Требуемый  уровень вязкости в рабочих условиях положительно сказывается на смазывающих  свойствах масла: между трущимися  поверхностями создается прочный  смазочный слой. Зависимость вязкости от давлениявыражается уравнением:

,

где и  - динамическая вязкость при давлении и атмосферном давлении, Пас; e- основание натуральных логарифмов; - пьезокоэффициент вязкости, Па^-1с^-1 (для нефтяных масел лежит в пределах 0,001-0,004).

При высоком давлении вязкость может возрасти настолько, что масло  потеряет свойства жидкости и превратится  в квазипластичное тело. При давлении >10¹⁵Па минеральное масло превращается в твердое тело. При снятии нагрузки первоначальная вязкость восстанавливается. Вязкость масел при всех температурах с увеличением давления растет неодинаково и тем значительнее, чем выше давление и ниже температура.

Индекс вязкости характеризует вязкостно-температурные свойства масел. Для перевода одних единиц вязкости в другие, для расчета вязкости смеси смазочных масел и для расчета изменения вязкости от температуры или определения индекса вязкости масел следует пользоваться соответствующими формулами, номограммами, таблицами и графиками. (ГОСТ 25371-82).

Индекс вязкости 85 и выше указывает на хорошие вязкостно-температурные  свойства. Для гидравлических систем современного оборудования необходимы масла с индексом вязкости >100 и загущенные масла с индексом вязкости 110-200. Этот показатель особенно важен для масел, применяемых в условиях, когда при изменении рабочих температур недопустимо даже незначительное изменение вязкости (например, для гидравлических систем, высокоскоростных механизмов, для гидродинамических направляющих скольжения и др). Как правило, индустриальные масла эксплуатируются при сравнительно низких температурах  (50-60), поэтому в соответствии с ГОСТ 4.24-84  нормирование индекса вязкости не обязательно.

Температура застывания определяется в критических условиях (в пробирке) и не характеризует надежно подвижность масла при низкой температуре в условиях эксплуатации. Характеристикой подвижности масел при низкой температуре служит вязкость при соответствующей температуре, верхний предел которой зависит от условий эксплуатации и конструкции механизмов. Применение присадок позволяет понизить температуру застывания масел. Данные по температуре застывания масел необходимы при проведении нефтескладских операций (слив, налив, хранение).

Температура вспышки – та температура,  при которой пары масла образуют с воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении к ней пламени. Характеризует огнеопасность масла и указывает на наличие в нем низкокипящих фракций. Ее определяют в приборах открытого и закрытого типа.  В открытом приборе температура вспышки минеральных масел на 20-25 выше, чем в закрытом.

Зольность – количество неорганических примесей, остающихся от сжигания навески масла, выраженное в процентах к массе масла. Высокая зольность масел без присадок указывает на недостаточную его очистку, т.е. на наличие в нем различных солей и несгораемых механических примесей и содержание зольных присадок в легированных маслах. Обычно зольность масел составляет 0,002-0,4% (масс).

Содержание  механических примесей, воды, селективных  растворителей и водорастворимых  кислот и щелочей. По этому показателю контролируют качество масел при их производстве, а также при определении срока службы масла для оценки пригодности его для дальнейшего применения (отсутствие или определенная норма в маслах загрязнений и веществ, агрессивных по отношению к металлическим поверхностям).

Цвет – показатель степени очистки и происхождения минеральных масел. Некоторые присадки, вводимые в масла, ухудшают их цвет. Изменения цвета масел в процессе эксплуатации косвенно характеризуют степень их окисления или загрязнения.

Кислотное число также характеризует степень очистки минеральных масел и отчасти их стабильность в процессе эксплуатации и хранения. Этот показатель не характерен для масел с присадками, так как в присутствии некоторых из них увеличивается кислотное число и в то же время повышается стабильность масел при длительной эксплуатации и хранении.

Содержание  серы зависит от природы нефти, из которой выработано масло, а также глубина его очистки. При применении процессов гидрооблагораживания содержание серы в масле указывает на глубину процесса гидрирования. В очищенных маслах из сернистых нефтей сера содержится в виде органических соединений, не вызывающих в обычных условиях коррозии черных и цветных металлов. Агрессивное действие серы возможно при высоких температурах , например при использовании масел в качестве закалочной среды, контактирующей с раскаленной поверхностью металла. Масла с присадками, в состав которых входит сера, содержат больше серы, чем базовые масла. Серосодержащие присадки вводят в масло для улучшения их смазывающих свойств.

Антиокислительная стабильность индустриальных масел в процессе эксплуатации и хранения – одна из важных характеристик их эксплуатационных свойств. По антиокислительной или химической стабильности определяют стойкость масла к окислению кислородом воздуха. Все минеральные масла, соприкасаясь с воздухом при высокой температуре, взаимодействуют с кислородом и окисляются. Недостаточная антиокислительная способность масел приводит к быстрому их окислению, сопровождающемуся образованием растворимых и нерастворимых продуктов окисления (органических кислот, смол, асфальтенов и др). При этом в масле появляются осадки в виде лака и шлама, нарушающие циркуляцию масла в системе и образующие агрессивные продукты, которые вызывают коррозию деталей машин. Срок службы масла без окисления значительно сокращается, повышается его коррозионность, ухудшается способность отделять воду и растворенный воздух. На окисление масла влияют многие факторы: температура, пенообразование, содержание воды, оргинических кислот, металлических продуктов износа и других загрязнений.

Химически стабильные масла, работоспособные при высокой  температуре, должны создаваться на использовании глубокоочищенных базовых масел с антиокислительными присадками. Современные легированные индустриальные масла для улучшения антиокислительной стабильности содержат специальные присадки. Особенно важны антиокислительные свойства для масел, работающих в узлах трения и механизмах при повышенной температуре и при интенсивной циркуляции и перемешивании.

Защитные (консервационные) свойства определяют способностьиндустриальных  масел предотвращать агрессивное  действие на детали машин органических кислот, содержащихся в маслах и  образующихся в результате окисления  при наличии влаги, попадающей в  масла в процессе эксплуатации (конденсация  из воздуха, охлаждающая вода и др), а также веществ, агрессивных  по отношению к некоторым металлам. Коррозия черных металлов возникает  при попадании в масло воды, а цветных металлов и сплавов вызывается действием органических кислот, образующихся при окислении масла и некоторых присадок. Вода, а также частицы продуктов коррозии стимулируют коррозионную агрессивность органических кислот. Кроме того, попадая в зону трения, частички продуктов коррозии действуют как абразив и повышают интенсивность изнашивания. Коррозия цветных металлов усиливается с повышением температуры. Защитные свойства улучшаются при введении в масло маслорастворимых ингибиторов коррозии, антикоррозионных присадок, которые препятствуют контакту металла с влагой и органическими кислотами.

Смазывающие свойства характеризуют способность масел улучшать работоспособность поверхности трения путем максимального уменьшения износа и трения. Они оцениваются показателем износа, антифрикционными и противозадирными свойствами. Смазывающие свойства масел позволяют судить об их способности предотвращать любой вид удаления материала с  контактирующих поверхностей ( умеренный износ, задир, выкрашивание, коррозионно-механический, абразивный и др). При работе узлов и механизмов в условиях гидродинамического режима трения требования по смазывающим свойствам обеспечиваются минеральными маслами соответствующей вязкости без присадок. При работе узлов и механизмов в условиях граничной смазки смазывающие свойства масел не обеспечиваются естественным составом минеральных масел. Учитывая, что при работе машин и механизмов имеет место как граничная (пуск, остановка), так и гидродинамическая (рабочие условия, например, гидравлической системы) смазка, к большинству индустриальных маселпредъявляют более жесткие требования по показателю износа, чем к маслам без присадок. Для предотвращения износа и заедания в масло вводят соответствующие присадки, которые на поверхности трения при определенных температурах создают защитные пленки.

В некоторых конструкциях лопастных насосов при высоких  скоростях вращения, нагрузках и  локальных температурах создаются  условия, при которых масляная пленка разрушается с образованием контакта металл – металл; наступает катострофический износ.

При использовании гидравлических масел с противоизносными присадками следует иметь в виду, что некоторые  из них, например, диалкилдитиофосфаты  цинка, способствуют повышенному коррозионному  износу деталей из медных сплавов. Это  необходимо учитывать при подборе  масел для насосов и других механизмов, детали которых выполнены  из определенных марок бронзы для  обеспечения минимального трения при  запуске. В этом случае следует применять  масла с антиокислительными и  антикоррозионными или противоизносными присадками, нейтральными по отношению  к сплавам из меди.

Антифрикционные свойства индустриальных масел не нормируют, но они являются косвенным показателем смазывающей  способности.

Противопенные свойства оценивают способность масел выделять воздух или другие газы без появления пены. Образование пены приводит к потерям масла, увеличению его сжимаемости, ухудшению смазывающей и охлаждающей способностей, вызывает более интенсивное окисление масла.  Способность противостоять вспениванию особенно важна для масел, используемых в гидравлических системах и для смазывания высокоскоростных механизмов, так как при их контакте с атмосферой при обычной температуре содержание растворенного воздуха достигает 8-9%. Большинство современных легированных масел содержат антипенные присадки, которые способствуют разрушению пузырьков пены на поверхности и предотвращают пенообразование.

Деэмульгирующие свойства свидетельствуют о способности масла обеспечивать быстрый отстой воды. Масла с плохими деэмульгирующими свойствами при обводнении образуют стойкие водомасляные эмульсии. При этом уменьшается вязкость масла, ухудшаются условия трения, металлические поверхности подвергаются коррозии, повышается температура застывания и т.д. Эти свойства минеральных масел улучшаются введением в них деэмульгаторов.

Содержание  активных элементов. Определение содержания цинка, фосфора, серы, хлора и других активных элементов служит для контроля за количеством вводимых в легированные масла присадок при производстве.

Для индустриальных масел  специального назначения дополнительно  нормируют такие показатели качества, как липкость, смываемость, эмульгируемость, стабильность вязкости загущенных масел, степень чистоты и др. В связи с ужесточением требований к эксплуатационным свойствам индустриальных масел нормируемые показатели их качества, очевидно, будут дополняться новыми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ассортимент индустриальных масел

Масла общего назначения

В эту группу входят минеральные  масла без присадок и с присадками (легированные) вязкостью при 50 от 2.2 до 190мм²/с, получаемые из малосернистых и сернистых нефтей. Такие масла служат для смазывания наиболее растпространенных узлов и механизмов оборудования в различных отраслях промышленности. К маслам без присадок не предъявляют особых требований, их эксплуатационные свойства обеспечиваются естественной минеральной природой масел. В группу легированных масел включены масла с определенным комплексом свойств, обеспечивающих универсальность их применения.

Таблица 4. Характеристики индустриальных масел общего назначения без присадок

Данные масла представляют собой очищенные дистиллятные или  смесь дистиллятных и остаточных минеральных масел. Применяют их при производстве масел с присадками в качестве базовых.

Масла И-5А, И-8А – дистиллятные, из малосернистых нефтей кислотно-щелочной очистки и из сернистых нефтей селективной очистки. Применяют в различных отраслях промышленности для смазывания наболее широко распространенных легконагруженных , высокоскоростных узлов и механизмов, замасливания волокон  и в производстве масел , смазок и резин. Кроме того, их применяют для жирования кож, изготовления паст, мастик, оконной замазки и др. Ряд отраслей народного хозяйства используют  эти масла в качестве рабочей жидкости для гидравлических  систем различных строительных машин.

Масло И-12А – дистиллятное из сернистых нефтей селективной очистки или малосернистых – кислотно-щелочной. Служит для смазывания втулок, подшипников веретен ровничных и других машин, узлов, котонных и кеттельных машин, шпинделей металлорежущих станков, работающих с частотой вращения до 5 тыс об/мин, для направляющих бабок фильерно-расточных, фильерно-полировочных и других станков, для подшипников маломощных электродвигателей с кольцевой системой смазки, в качестве рабочей жидкости в объемных гидроприводах, работающих в закрытом помещении и на открытом воздухе, для поршневой группы аммиачных компрессоров и для многих других видов оборудования. Используют также для изготовления масел с присадками, пластичных антифрикционных и консервационных смазок, эмульгируюющих составов, технологических смазок и жидкостей. В зависимости от требований его можно заменить смесью одного из масел И-20А или И-30А с маловязкими маслами И-5или И-8А.

Масло И-20А, И-30А, И-40А, И-50А – дистиллятные или смесь дистиллятного с остаточным из сернистых и малосернистых нефтей селективной очистки либоз малосернистых нефтей кислотно-щелочной очистки. Их употребляют в качестве рабочих жидкостей в гидравлических системах станочного обрудования, автоматических линий, прессов, для смазывания легко- и средненагруженных зубчатых передач, направляющих качения и скольжения станков, где не требуются специальные масла, и других механизмов. Наиболее широко применяют масло И-20А в гидравлических системах промышленного оборудования, для строительных, дорожных и других машин, работающих на открытом воздухе. Применение указанных масел в тех или иных механизмах зависит от их вязкости: по мере уу увеличения масла используют в более нагруженных и менее быстроходных механизмах. Указанные масла можно заменить легированными маслами ИГП-18, ИГП-30, ИГП-38, ИГП-49  (по У 38 101413-73) соответствующей вязкости.