Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОЦЕНКИ СЕДИМЕНТАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ - Патент РФ 2138047
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОЦЕНКИ СЕДИМЕНТАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ
СПОСОБ ОЦЕНКИ СЕДИМЕНТАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ

СПОСОБ ОЦЕНКИ СЕДИМЕНТАЦИОННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение предназначено для использования в исследованиях смазочных масел в нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности при прогнозировании сроков хранения моторных масел. В качестве информативных показателей используют щелочное число и кинематическую вязкость. Центрифугирование осуществляют в течение 8±0,5 ч с фактором разделения 20000±100 единиц, после чего осуществляют отбор проб из всех пробирок. Пробы смешивают, определяют щелочное число и кинематическую вязкость этой смеси. Седиментационную устойчивость оценивают по обобщенному показателю, определяемому как корень квадратный из произведения относительных скоростей изменения щелочного числа и кинематической вязкости за время центрифугирования. Применение способа позволяет оперативно и достоверно оценивать седиментационную устойчивость моторных масел при низкой себестоимости способа. 5 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2138047
Класс(ы) патента: G01N33/30
Номер заявки: 98106682/28
Дата подачи заявки: 13.04.1998
Дата публикации: 20.09.1999
Заявитель(и): 25-й Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей - ГосНИИ по химмотологии)
Автор(ы): Золотов В.А.; Чулков И.П.; Федоров М.И.
Патентообладатель(и): 25-й Государственный научно-исследовательский институт Министерства обороны Российской Федерации (по применению топлив, масел, смазок и специальных жидкостей - ГосНИИ по химмотологии)
Описание изобретения: Предлагаемое изобретение относится к области исследования смазочных масел, в частности к оценке седиментационной устойчивости моторных масел, и может применяться в нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности при прогнозировании сроков хранения моторных масел.
Седиментационная устойчивость - это устойчивость системы против снижения потенциальной энергии частиц при оседании их под действием силы тяжести /1 - Фридрихсберг Д.А.Курс коллоидной химии. -Л.: Химия. -1984. с.368 /.
Задачей исследования являлось - разработать оперативный способ с достаточной степенью достоверности определения седиментационной устойчивости.
Физическая и коллоидная стабильность характеризует способность масла сохранять в процессе хранения его в реальных условиях первоначальное физическое состояние.
Для экспрессной оценки физической и коллоидной стабильности масел с присадками существует ряд методов, основанных на визуальной и физико-химической оценке изменений, происшедших в масле после определенного срока хранения с применением термообработки и центрифугирования испытуемых образцов масел.
Известен способ испытания часовых смазок на коллоидную стабильность /2- ГОСТ 7934.4-74 Смазки часовые. Метод испытания на коллоидную стабильность./
Сущность метода заключается в определении устойчивости смазки к расслаиванию и выделению осадка. Для определения коллоидной стабильности применяется центрифуга лабораторная ЦЭ-3, обеспечивающая фактор разделения до 8000 единиц.
Центрифугу с установленными пробирками включают и выводят на скорость и время, предусмотренные в стандарте или другой научно-технической документации на испытуемую смазку. Определение проводят визуально на наличие расслаивания или выпадения осадка.
Основным недостатком способа является то, что он не дает количественной оценки изменения качественного состояния нефтепродукта после испытания.
Известен также способ оценки стабильности смазочных масел при хранении /3-Болгарский Государственный стандарт N 14348-77. Метод оценки стабильности масел при хранении/.
Сущность этого способа заключается в создании условий интенсивного старения масла путем его нагрева до 150oC, последующего центрифугирования после достижения комнатной температуры, охлаждения до температуры застывания и повторного центрифугирования после достижения комнатной температуры. После завершения этих операций масло хранится в стеклянной таре в течении 60 суток в темном месте при комнатной температуре. После испытания проводится визуальная оценка состояния масла на наличие осадка. Для испытаний применяется лабораторная центрифуга, обеспечивающая фактор разделения 1000 единиц.
Недостатками этого способа является то, что кроме отсутствия количественной оценки изменения качественного состояния масла, он также трудоемок и длителен.
Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению и взятым за прототип является способ квалификационной оценки физической стабильности трансмиссионных и редукторных масел /4 - Решение Госкомиссии по испытанию топлив, масел, смазок и спецжидкостей при Госстандарте N 23/1-79 от 17.03.80. Метод квалификационной оценки физической стабильности трансмиссионных и редукторных масел./.
Сущность этого способа заключается в выдерживании образца масла при температуре 100±5oC в течение 24 часов, охлаждении до комнатной температуры (18-22oC), выдерживании образца масла при температуре минус 20±2oC в течение 24 часов и последующем хранении в темном месте при комнатной температуре в течение 10 суток. После этого пробу масла центрифугируют в течение 30 минут при факторе разделения 5000±50 единиц и стабильность масла оценивается по изменению величины показателей (критическая нагрузка, нагрузка сваривания, диаметр пятна износа, индекс задира), характеризующих противозадирные и противоизносные свойства верхнего и нижнего слоев масла после центрифугирования.
Недостатками этого способа являются его длительность, трудоемкость и неприемлемость для моторных масел указанных оценочных показателей для оценки изменения их качественного состояния после испытаний.
Технический результат предлагаемого изобретения - оперативность, снижение трудозатрат без снижения точности.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения седиментационной устойчивости моторных масел по результату рассогласования информативных показателей, измеренных до и после центрифугирования образцов, помещенных в n пробирок согласно предлагаемому изобретению в качестве информативных показателей используют щелочное число и кинематическую вязкость, центрифугирование осуществляют в течение 8 (±0,5) часов с фактором разделения 20000±100 единиц, после чего осуществляют отбор проб из всех пробирок, смешивают эти пробы, определяют щелочное число и кинематическую вязкость этой смеси, а седиментационную устойчивость оценивают по обобщенному показателю, определяемому как корень квадратный из произведения относительных скоростей изменения щелочного числа и кинематической вязкости за время центрифугирования.
Суть способа заключается в следующем. Учитывая, что моторные масла различных классов вязкости и эксплуатационных групп трудно достоверно оценить по седиментационной устойчивости в связи с низкой скоростью седиментации в моторных маслах в обычных условиях, при лабораторных испытаниях с использованием центрифуги с большим фактором разделения, отбором проб масла из пробирок центрифуги с различных уровней и последующей оценкой по результату рассогласования исходных и измеренных после центрифугирования информативным показателям (щелочное число и кинематическая вязкость) достоверность оценки значительно возрастает.
В предлагаемом способе оценки седиментационной устойчивости моторных масел до центрифугирования определяют щелочное число (Що) и кинематическую вязкость ( υo ) исходного образца масла, помещают его в n пробирок, центрифугируют в течение 8 (±0,5) часов ( τ ) с фактором разделения центрифуги 20000 ± 100 единиц, после чего осуществляют отбор проб из всех пробирок с верхнего уровня, смешивают пробы, определяют щелочное число (Щс) и кинематическую вязкость υc смеси, а о седиментационной устойчивости масла судят по следующей зависимости:

где Kс - обобщенный показатель седиментационной устойчивости моторных масел;
Kщ - относительная скорость изменения щелочного числа, определяемая по формуле:

Kν относительная скорость изменения кинематической вязкости, определяемая по формуле:

Для испытаний была использована лабораторная центрифуга настольного типа Т-24 /Инструкция по обслуживанию центрифуги Т-24 производства фирмы "VEB MLW Zentrifugenbau Engelsdorf", 16.11.82 г./, обеспечивающая фактор разделения 20000 ± 100 единиц/пробирки к центрифуге емкостью 10 мл.
Отбор проб из пробирок (в количестве 12 шт.) производился в данном случае с верхнего уровня с помощью шприца.
Для обоснования оптимальных режимных параметров способа (времени центрифугирования ( τ ) и фактора разделения (Ф)) проводились исследования масла М-8Г2К, которое имеет в своем составе значительное количество присадок (до 10%) и обладает невысокой вязкостью (8±0,5 мм2/с).
Результаты испытаний приведены в табл.1 (см. в конце описания)
Из таблицы видно, что при увеличении значений фактора разделения более Ф= 20000±100 единиц и времени центрифугирования более τ = 0,8 ± 0,5 ч изменение Kс незначительно и, следовательно, эти значения параметров являются наиболее оптимальными для моторных масел.
Для проверки выбранных значений параметров испытаний провели исследования образцов товарных моторных масел различных эксплуатационных групп и групп вязкости. Результаты испытаний приведены в табл.2 и 3.
Из табл. 2 видно, что для всех исследуемых образцов масел наиболее оптимальным является режим центрифугирования с фактором разделения Ф = 20000 ± 100 единиц.
Из табл. 3 видно, что для всех исследуемых образцов масел наиболее оптимальным является режим центрифугирования в течение τ 8,0 ± 0,5 ч.
Таким образом, оптимальными режимными параметрами являются время центрифугирования τ =8(±0,5) часов на центрифуге, обеспечивающей фактор разделения Ф=20000±100 единиц.
Способ реализуется следующим образом.
Исследуемый образец масла - М-8Г2к в объеме 130 мл. Определяют щелочное число (Що=6,91 мг КОН/г) и кинематическую вязкость ( υo = 7,53 мм2/с) исходного образца. Заполняют n = 12 пробирок по 10 мл, помещают их в ротор центрифуги Т-24, обеспечивающей фактор разделения 20000±100 единиц, центрифугируют в течение 8 (±0,5) часов ( τ ), после чего осуществляют отбор проб (по 3 мл) из всех пробирок с верхнего уровня с помощью шприца, смешивают пробы, определяют щелочное число (Щс=6,73 мг КОН/г) и кинематическую вязкость ( υc = 7,46 мм2/с) смеси.
Определяют относительную скорость изменения щелочного числа:

Определяют относительную скорость изменения кинематической вязкости:

Определяют обобщенный показатель седиментационной устойчивости моторных масел:

Получив значение обобщенного показателя Кс данного образца масла М-8Г2к и сравнив его со значением Kс эталонного масла данной марки, можно судить о седиментационной устойчивости этого образца масла. Чем выше значение Кс, тем больше масло склонно к седиментации входящих в его состав присадок (выпадению их в осадок) и тем меньшее время масло может храниться.
Этим способом были исследованы образцы товарных моторных масел, результаты испытаний представлены в табл. 4 (см. в конце описания).
Из табл. 4 видно, что по полученным значениям обобщенного показателя Кс исследуемые масла можно различать в зависимости от их принадлежности к различным эксплуатационным группам (от А до Е) и группам вязкости (от 8 до 20 мм2/c). Чем выше значение Кс, тем масло имеет меньшую седиментационную устойчивость. Так масло М-16Г2ЦС (группа Г) более стабильно по отношению к маслу М-8Г2к (группа Г), имеющему меньшую вязкость, и к маслу М-16Др (группа Д), имеющему такую же вязкость, но содержащему большее количество присадок. Загущенные масла (М-63/10Б2, М-(63/10В) отличаются еще меньшей седиментационной устойчивостью по отношению к незагущеным маслам, в то же время в зависимости от принадлежности к эксплуатационной группе также различаются между собой по седиментационной устойчивости. Так, при одинаковой вязкости масло М-63/10B (группа В), содержащее большее количество присадок, чем масло М-63/10Б2 (группа Б), имеет значение Кс выше и, следовательно, меньшую седиментационную устойчивость.
Таким образом, исследовав значительное количество образцов товарных моторных масел, авторы заявляют:
- масла, имеющие одинаковую вязкость, с увеличением содержания в них количества присадок (принадлежность к более высокой эксплуатационной группе) имеют большее значение комплексного показателя Кс и, следовательно, меньшую седиментационную устойчивость;
- масла, принадлежащие к одной эксплуатационной группе (т.е. содержащие приблизительно одинаковое количество присадок), с увеличением вязкости имеют меньшее значение комплексного показателя Кс и, следовательно, большую седиментационную устойчивость;
- загущенные масла имеют большее значение комплексного показателя Кс, чем незагущенные и, следовательно, меньшую седиментационную устойчивость;
- сравнивая значение комплексного показателя Кс исследуемого образца моторного масла со значением комплексного показателя Кс масла той же марки, принятого за эталон, можно дать заключение о седиментационной устойчивости этого образца масла и возможности его длительного хранения.
Заявляемый способ кроме достоверности (табл. 4) позволяет снизить трудозатраты при оперативном определении седиментационной устойчивости моторных масел (табл. 5).
Сравнительный анализ результатов испытаний масла по заявляемому способу и по способу-прототипу представлен в табл. 5.
Из табл. 5 видно, что предлагаемый способ значительно превосходит способ-прототип по оперативности (в 29 раз), трудоемкости (меньшее количество операций) при значительном увеличении точности (в 2,5 раза).
Таким образом, заявляемый способ отвечает условиям патентоспособности:
- новизне (относительно прототипа имеет место новая взаимосвязь информативных показателей - щелочного числа и кинематической вязкости, характеризующих седиментационную устойчивость моторных масел);
- неочевидности (авторы при просмотре патентной информации и научно-технической литературы не обнаружили указанной выше совокупности существенных признаков - использование обобщенного показателя Kс, отражающего взаимосвязь щелочного числа и кинематической вязкости образца масла, замеренных до и после центрифугирования);
- промышленной применимости (способ прост, оперативен и реализуем, планируется его введение в межведомственную методику прогнозирования сроков хранения моторных масел в 1 квартале - 1998 года).
Применение изобретения позволит оперативно и достоверно оценивать седиментационную устойчивость моторных масел при низкой себестоимости способа.
Источники информации:
1.Фридрихсберг Д.А.Курс коллоидной химии. -Л.:Химия.-1984.- с.368.
2. ГОСТ 7934.4-74 Смазки часовые. Метод испытания на коллоидную стабильность.
3. Болгарский Государственный стандарт N 14348-77. Метод оценки стабильности масел при хранении.
4. Решение Госкомиссии по испытанию топлив, масел, смазок и спецжидкостей при Госстандарте N 23/1-79 от 17.03.80. Метод квалификационной оценки физической стабильности трансмиссионных и редукторных масел. (Прототип).
Формула изобретения: Способ определения седиментационной устойчивости моторных масел по результату рассогласования информативных показателей, измеренных до и после центрифугирования образцов, помещенных в n пробирок, отличающийся тем, что в качестве информативных показателей используют щелочное число и кинематическую вязкость, центрифугирование осуществляют в течение 8 ± 0,5 ч с фактором разделения 20000 ± 100 единиц, после чего осуществляют отбор проб из всех пробирок, смешивают эти пробы, определяют щелочное число Шс и кинематическую вязкость νc этой смеси, а седиментационную устойчивость оценивают по обобщенному показателю Ко, определяемому по формуле

где Кщ - относительная скорость изменения щелочного числа за время центрифугирования, определяемая по формуле

Kν - относительная скорость изменения кинематической вязкости за время центрифугирования, определяемая по формуле

Ш0, νo - значения щелочного числа и кинематической вязкости до центрифугирования;
τ - время центрифугирования.