Смазочные материалы виды, классификация и применение

Масляная революция тенденции отечественного рынка смазочных материалов — Спецтехника и нефтегазовое

Российский рынок смазочных материалов на данный момент является крупнейшим в Европе и одним из самых больших в мире: на него приходится 20 % от всего европейского спроса. По данным за 2016-2017 года, его объем был оценен в 1,6 млн т. На фоне ряда экономических и геополитических факторов, таких как девальвация рубля, санкционное влияние западных стран, вызвавшее ожидаемое ограничение импорта, в отрасли происходят существенные структурные изменения, которые не могли не отразиться не только на потребителях, но и на производителях.

Не роскошь, а необходимость

Если еще совсем недавно смазочные материалы расценивались многими пользователями спецтехники преимущественно в качестве только лишь обязательной дополнительной статьи расходов, то сейчас все чаще позиционируются как инструмент повышения эффективности автопарка. Многие компании на собственном опыте убедились, что срок службы и работа узлов любой машины определяются не только условиями эксплуатации, качеством комплектующих и уровнем обслуживания, но и используемыми смазками и маслами.

Как показывает практика, при современном подходе к применению смазочных материалов и регулярном анализе состояния автопарка предприятия могут сократить себестоимость 1 км пути более чем на 25 %. В свою очередь это позволяет им в значительной степени минимизировать регулярные расходы на замену масла, техническое обслуживание и капитальный ремонт машин, а также снизить время простоя транспорта. А учитывая, что в большинстве отраслей час бездействия машины подчас вливается в приличные суммы, экономия получается более чем существенной.

Немаловажную роль играет еще один фактор. Активное использование человеком транспортных средств во всех сферах жизни приводит к критическому обострению экологической обстановки, и сейчас, стараясь хоть как-то сгладить нанесенный и перспективный вред, автомобилестроительные компании главным приоритетом считают осуществление комплекса мер по защите окружающей среды путем снижения выбросов. И здесь смазочные материалы тоже занимают не последнее место. Научно доказано: в западных индустриально развитых странах за счет применения актуальных знаний из области трибологии, науки о трении, изнашивании и смазке, при смазывании трущихся элементов можно снизить энергозатраты на сумму, равную 0,4 % ВНП этих стран. Опыт соседей применим и к нашей стране, вопрос заключается лишь в технологической подкованности.

Но положительный результат достижим только при ответственном подходе, иначе смазочные материалы, призванные помогать пользователю техники, могут сыграть с ним злую шутку. Обратимся к цифрам и фактам. Согласно данным опроса, проведенным компанией «Шелл» среди сотрудников более чем 350 транспортных компаний в Европе, Америке и Азии, в течение последних трех лет более половины респондентов столкнулись с незапланированными простоями техники из-за некорректного подбора и использования смазочных материалов, в результате чего 32 % компаний понесли убытки, превышающие 6,5 млн рублей. По словам каждого четвертого опрошенного, потери бизнеса из-за остановок машин составили свыше 15 млн рублей. А ведь можно было избежать таких последствий, отнесясь внимательнее к выбору материалов.

Как по маслу

Рынок смазочных материалов для коммерческой, дорожной, строительной, складской, горной, лесозаготовительной техники и оборудования в настоящее время представлен различными гидравлическими, моторными, трансмиссионными маслами и различными видами смазок. На данный момент в России 53 % потребляемой продукции составляют моторные масла, 47 % – различные виды смазочных масел, используемых в промышленном производстве, в том числе 37 % из которых предназначены для гидравлических систем.

Одним из самых востребованных товаров в данном сегменте являются гидравлические жидкости, чья популярность обоснована универсальностью и функциональностью. Их задача – защищать узлы и агрегаты техники от преждевременного износа, коррозии и других негативных последствий.

Важнейшим критерием при выборе гидравлического масла является показатель вязкости. При показателях пониженной вязкости снижается уровень смазки деталей системы, в результате чего агрегаты и узлы машины изнашиваются в разы быстрее. Если показатель превышен, устройство начинает работать хуже, что в свою очередь тоже приводит к увеличению поломок.

Фактором, определяющим окислительную стойкость масла, является его эксплуатационный срок при работе в различных температурных режимах. При нарушении данного параметра происходит потеря вязкости и образование шлама в системе. Важно помнить, что при наличии в масле антикоррозийных присадок изменяется его способность к устранению коррозии и защите узлов системы.

В настоящее время в ассортименте всех ведущих отечественных игроков рынка присутствуют гидравлические масла, отвечающие существующим стандартам ГОСТа, обладающие отличными от конкурентов «фишками» для привлечения покупателей. Так, ПАО «ЛУКОЙЛкойл» накануне представила масло «Лукойл Гейзер СТ-32», представляющее собой эффективное решение для эксплуатации гидравлического оборудования в условиях интенсивных нагрузок. Данный продукт изготовлен из базового минерального масла с высоким индексом и пакетом присадок, что обеспечивает высокий уровень защиты от коррозии и преждевременного износа, а также благодаря высокофункциональным свойствам снижает эксплуатационные затраты.

Помимо гидравлических жидкостей, еще одним востребованным продуктом являются трансмиссионные масла. Они используются для смазки деталей и узлов коробок передач в целях защиты их от износа в процессе работы, а также ведущих мостов, раздаточных коробок, редукторов, цепных и зубчатых передач различных видов. На отечественном рынке наибольшим спросом пользуется продукция таких компаний, как Total, Shell, Mobil, «Лукойл».

Но по праву главной технической жидкостью в любой машине является моторное масло, предназначенное для снижения износа и силы трения между деталями двигателя, защиты их от коррозии, а также удержания в себе продуктов неполного сгорания топлива.

Учитывая тенденцию повышения экологичности и безопасности транспорта путем технологического усовершенствования двигателей внутреннего сгорания, ужесточаются требования и к моторному маслу. Оно должно обеспечивать чистоту, работу агрегатов, надежность, топливную экономичность и энергоэффективность. Точное соблюдение требований производителя к техническим характеристикам, регулярная замена отработанного масла – залог безаварийной и эффективной работы.

В связи с высокой конкуренцией и внедрению новых, передовых технологий рынок моторных масел в настоящее время многообразен как по ценовому критерию, так и по качеству исполнения. Все масла можно разделить на следующие типы: группа I – базовые минеральные масла, группа II – более ценные полусинтетические масла, группа III – синтетические масла с наибольшей степенью очистки.

В настоящее время среди потребителей наибольшим спросом пользуются полусинтетические и синтетические масла. Их стоимость, превышающая цену аналогов, обусловлена рядом существенных преимуществ. Во-первых, «синтетика» и «полусинтетика» обладают повышенной стойкостью к окислению, незначительной испаряемостью при высокой температуре и оптимальным значением вязкости в широком диапазоне температур. Во-вторых, за счет меньшего содержания примесей они эффективнее борются с образованием шлама, тем самым увеличивая срок эксплуатации двигателя. В-третьих, синтетические масла обеспечивают надежное смазывание при высоких нагрузках и температурах и невысокие потери на трение, что особенно важно при круглогодичной эксплуатации техники в российских сложных климатических условиях.

Повышение экологических требований к выбросам автомобильных двигателей и ужесточение условий эксплуатации современных ДВС требуют, помимо всего прочего, использовать разнообразные присадки к моторному топливу во все более широких масштабах.

Присадки используют в двух основных случаях:

  • При изготовлении топлив – для получения продукта, соответствующего требованиям установленных стандартов;
  • При использовании стандартных топлив – в целях улучшения их эксплуатационных, экологических и эргономических характеристик.

В последние годы за рубежом на рынок выпущен огромный ассортимент антидетонационных, цетаноповышающих, противоизносных, моющих, антинагарных присадок, а также депрессоров, диспергаторов. И если на данный момент на российском рынке масел отечественные компании отвоевали позиции, поставляя действительно качественный продукт, то в сегменте присадок еще существенно отстают от конкурентов. Впрочем, еще не вечер.

Импортное не значит лучше

Стереотипы – бич современного общества. Согласно одному из них, продукция, изготовленная за рубежом, априори качественнее и лучше, чем отечественная. Российские производители смазочных материалов амбициозно доказывают пользователям и миру обратное, что подтверждается многочисленными экспертными мнениями.

В свете последних тенденций экономического, экологического, геополитического характера для многих компаний приоритетным направлением работы стало увеличение производственных мощностей с целью выпуска высокотехнологичных и премиальных продуктов и глобализация бизнеса. Для того, чтобы вытеснить с отечественного рынка зарубежные моторные масла сортов II и III группы, российские предприятия активно инвестируют в модернизацию производственных мощностей, внедрение передовых разработок, наращивают объемы закупок импортных присадок для производства собственных современных, эффективных, качественных материалов, отвечающих самым высоким стандартам.

Читайте также:  Пропал с кан шины на cd opel

К слову, импортозамещение в сфере смазочных материалов – процесс далеко не новый, и начат он еще в середине 2000-х годов. На данный момент основными российскими производителями смазочных материалов являются крупные нефтяные компании: ПАО «ЛУКОЙЛ» (на его долю приходится порядка 45 % от общего объема российских смазочных материалов); ОАО «НК «Роснефть», представленное на рынке компанией ООО «РН-Смазочные материалы» (более 20 % рынка); ПАО «Газпром нефть», представленное подразделением «Газпромнефть-смазочные материалы» (порядка 15 %); а также концерн Shell с заводом в Торжке.

Производственные мощности ООО «РН-Смазочные материалы» по выпуску высококачественных смазочных материалов и присадок располагаются на площадках пяти крупных предприятий: Новокуйбышевского завода масел и присадок, Рязанской нефтеперерабатывающей и Ангарской нефтехимической компаний, ПАО «Роснефть-Московский завод «Нефтепродукт», ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез». Ассортимент реализуемых компанией материалов, включающий более тысячи позиций, позволяет в полной мере удовлетворять потребности как крупных промышленных предприятий и профессиональных покупателей, так и частных потребителей.

Концерн Shell является одним из лидеров не только в России, но и в мире. Завод, расположенный в Торжке, специализируется на выпуске широкой линейки высококачественных смазочных материалов, включая моторные масла, масла для судовых двигателей, промышленные смазочные материалы, гидравлические и трансмиссионные масла. В портфель завода входят следующие бренды: Shell Helix, Shell Rimula, Shell Spirax, Shell Tellus, Shell Omala.

Ассортимент продукции «Газпромнефть-смазочные материалы» включает около 500 наименований масел, выпускаемых на Омском заводе смазочных материалов и реализуемых под маркой «Газпромнефть», а также материалов под брендом G-Energy (производится в итальянском городе Бари). Занимая одну из лидирующих позиций на отечественном рынке, компания расширяет зону присутствия. Так, в 2016 году она вышла на рынки Вьетнама, Колумбии, Южной Кореи, ЮАР и Польши, при этом львиная доля экспорта приходится на Европу.

Идем на Восток. Или на Запад

Но не только «Газпромнефть-смазочные материалы» облюбовала зарубежные страны в качестве перспективной площадки сбыта. Выпуск в достаточных масштабах высокотехнологичной продукции, пользующейся спросом среди потребителей, позволяет лидерам отрасли удерживать конкурентные позиции не только в области импортозамещения, но и активно осваивать зарубежные рынки. Существенно расширить международный охват за последние годы ключевым компаниям помог ряд выгодных сделок по поглощению иностранных активов. К примеру, ПАО «ЛУКОЙЛ»» приобретены заводы в Финляндии, Австрии, Румынии и Турции. Принадлежавший австрийской компании OMV завод в венском пригороде Лобау стал плацдармом для продвижения масел «ЛУКОЙЛ» в страны Центральной и Западной Европы, а площадка в румынском городе Плоешти – идеальным «хабом» для завоевания рынков стран Восточной Европы и Балканского региона.

Еще одно привлекающее производителей направление – поставки масел первой заливки на предприятия автомобилестроения. И вновь немного вернемся в прошлое, а, если быть точнее, в середину 2000-х. В результате начавшегося в России в то время автостроительного бума в стране «прописался» ряд ведущих международных производителей, таких как Toyota, Nissan, Ford, Renault, Volkswagen, Hyundai. Параллельно были открыты заводы по производству двигателей в Калуге (Volkswagen), Тольятти (Renault), Елабуге (Ford). И пусть в настоящее время сегмент конвейерной заливки незначителен и составляет приблизительно лишь 3 % от общего объема реализуемых в стране моторных масел, заинтересованность в нем производителей основана в первую очередь на перспективах последующего вхождения в гораздо более крупный сегмент сервисной заливки, который в свою очередь по объемам в разы превышает «конвейер».

Так, все тот же «ЛУКОЙЛ» не так давно подписал контракт на поставку масел в адрес сборочных и сервисных предприятий местного подразделения немецкого концерна МАN Truck & Bus RUS, производящего тягачи и автобусы, а также заключчил соглашение на сервисную заливку на автозаводах MAN в Чехии, Словакии и Венгрии, первую заливку в двигатели и трансмиссии концерна MAN на заводах в Нюрнберге и Мюнхене. В компании также сообщили о планах поставки масел первой и сервисной заливок для белорусско-немецкого СП «МАЗ-МАН». Сдается нам, что на этом нефтяной гигант не остановится.

Согласно данным экспертов, в ближайшем будущем в связи с увеличением доли в автопарках компаний современных машин последнего поколения возрастет спрос на высокотехнологичные масла и присадки премиум-сегмента. В таком случае российские производители, которые сейчас инвестируют в модернизацию производства и выпуск инновационной продукции, отвечающей запросам потребителей и мировым стандартам качества, получат все карты в руки. Глядишь, и набивший оскомину термин «импортозамещение» потеряет свою актуальность хотя бы в одной отрасли, ибо заменять уже ничего и не надо будет: все свое, родное.

Топливо, смазочные материалы и технические жидкости

Топливо

В автотракторных двигателях применяют жидкие и газообразные топлива, Топливо этих видов в зависимости от сырья, из которого его получают, может быть нефтяного и ненефтяного происхождения. Жидкие топлива (бензин и дизельное) получают из нефти путем ее прямой перегонки или крекинг-процессом.

Газообразные топлива как естественного происхождения, так и искусственные, полученные газификацией твердых топлив или другими способами, применяют в автотракторных двигателях в сжиженном и сжатом состоянии. К сжиженным газовым топливам относятся газы, способные при относительно низких давлениях (до 2 МПа) и нормальной температуре (20°С) переходить в жидкое состояние. Сжатые газы при нормальной температуре не переходят в жидкое состояние даже при высоком давлении (до 20 МПа), поэтому их используют в газообразном состоянии.

Расширенное применение газообразных топлив обусловлено их преимуществами:

  • меньшей стоимостью
  • способностью к лучшему смесеобразованию
  • полным сгоранием в цилиндрах
  • отсутствием разжижения моторного масла

Автомобильные бензины для карбюраторных двигателей должны удовлетворять следующим требованиям:

  • иметь высокие карбюрационные и антидетонационные свойства
  • давать минимальное количество нагара
  • не вызывать коррозии
  • обладать высокой стабильностью при хранении

Товарные сорта бензинов получают смешиванием дистиллятов бензина прямой перегонки и термического крекинга, к которым добавляют с целью повышения их антидетонационной стойкости моторный бензол, алкилбензол, бензин каталитического крекинга, технический изооктан и др. С точки зрения антидетонационной стойкости наиболее желательны в бензине ароматические углеводороды, однако при сгорании они образуют канцерогенные вещества, в частности, 3,4 бензпирен. Поэтому нормами Европейского Союза содержание ароматических углеводородов в бензине не должно превышать 10%.

Ранее по ГОСТ 208467 бензин выпускался следующих марок: А-76, АИ-93 и АИ-98. Для первой из указанных марок октановое число определялось моторным методом, а для двух последующих — исследовательским методом. Сейчас для неэтилированных бензинов в зависимости от октанового числа, определенного исследовательским методом, установлены следующие марки бензинов: «Нормаль-80», «Регуляр-92», «Премиум-95» и «Супер-98». Октановое число этих бензинов, определенное моторным методом, равно соответственно 76 — 83 — 85 — 88. Стандарт разрешает применение для этих бензинов марганцевых антидетонаторов.

Дизельные двигатели имеют меньший удельный эффективный расход топлива — 170…180 г/элсч по сравнению с карбюраторными — 220…250 г/элсч ввиду большей степени сжатия. В конце сжатия, когда давление составляет 30 — 35 атм и температура 500…550°С, за 15…25° до ВМТ начинается и через 6…10°после ВМТ заканчивается впрыск топлива, которое сгорает, обеспечивая работу двигателя.

Дизельное топливо должно удовлетворять следующим эксплуатационным требованиям:

  • обладать хорошими низкотемпературными свойствами, не содержать механических примесей и воды
  • обеспечивать хорошее смесеобразование и испарение, для чего иметь оптимальную вязкость и фракционный состав
  • обладать хорошей воспламеняемостью, т.е. обеспечивать легкий запуск, мягкую работу двигателя и полное бездымное сгорание, что зависит от вязкости, химического и фракционного составов
  • не вызывать нагаро- и лакообразования
  • не содержать коррозийных продуктов

Дизельные топлива получают смешением в основном трех дистиллятов прямой перегонки: керосинового, газойлевого и частично солярового, с добавлением элементов каталитического крекинга. В зависимости от требующегося сорта дизельного топлива изменяют пропорцию при смешении компонентов. Например, соляровый дистиллят вводится лишь в летнее дизельное топливо, а арктическое дизельное топливо почти целиком состоит из керосинового дистиллята.

Автотракторное дизельное топливо вырабатывается трех сортов:

  • Л (летнее), применяемое при температуре окружающего воздуха 273 К (0 оС) и выше
  • З (зимнее) — для эксплуатации при температуре 253 К (-20 °С) и выше
  • А (арктическое), используемое при температуре 223 К (-50 °С) и выше

Смазочные материалы для автомобилей

Для обеспечения надежного смазывания и длительной работы механизмов в масла вводят присадки, которые улучшают эксплуатационные качественные показатели масел. Присадки представляют собой металлоорганические и другие сложные химические соединения. Их классифицируют в зависимости от выполняемых ими функций в масле.

Читайте также:  Новые требования к автомобильным шинам на 2020 год — штраф за остаточную глубину протектора, разные

Моторные масла

Классификация моторных масел в соответствии с ГОСТ 17479-72 предусматривает выпуск их с вязкостью от 6 до 20 сСт при 100°С с интервалом через 2сСт. По эксплутационным свойствам масла делят на шесть групп (А, Б, В, Г, Д, Е), отличающиеся количеством и эффективностью введенных присадок. Поэтому в марке указывается значение кинематической вязкости при 100°С и буква, которая позволяет выбрать масло для двигателей различной степени теплонапряженности.

Масла группы А не содержат присадок и в настоящее время не выпускаются. В масла группы Б вводили до 5% присадок и использовали их в малофорсированных карбюраторных двигателях старых марок.

Масла группы В предназначены для работы в среднефорсированных двигателях и содержат до 8 % присадок, а масла группы Г для форсированных двигателях содержат до 14 % присадок.

Масла групп Б, В, Г делятся на 2 подгруппы:

  • 1 — для карбюраторных двигателей
  • 2 — для дизелей

Эти индексы указываются в марке. Для работы теплонапряженных двигателей с наддувом предназначены масла группы Д.

Масла группы Е предназначены для малооборотных стационарных дизелей и в сельском хозяйстве не применяются.

Буква М в маркировке масла указывает на то, что масло моторное. Например, масло М-4з/8В2, моторное, класс вязкости 4, имеет вязкость 8 сСт при 100°С, содержит загущающую присадку и предназначено для среднефор- сированных двигателей.

Зимой применяются масла с вязкостью 8 сСт, а летом — 10 сСт. Для среднефорсированных двигателей грузовых автомобилей применяются масла М-8В1 и М-10Вь Для высокофорсированных двигателей автомобилей применяются масла М-8Г1 и М-10Г1.

Масло М-8В2 и М-10В2 применяется для среднефорсированных двигателей тракторов устаревших марок. Для двигателей тракторов К-700, К-701, Т-150К и ДТ-175С применяются только масла группы Г — М-8Г2 и М-10Г2 .

Для автомобилей КАМАЗ предназначено масло М-8Г2к и М-10Г2к, имеющие улучшенные моюще-диспергирующие, вязкостно-температурные свойства и более низкую зольность по сравнению с другими маслами группы Г. Это масло рекомендуется к использованию также для тракторов К-700 и К-701.

Для обеспечения эксплуатации высокофорсированных дизелей с наддувом выпускается в ограниченном количестве масло М-10Дм, имеющее улучшенные моющие и антиокислительные свойства.

Масла МС-14, МС-20, и МК-22 используются в поршневых авиационных двигателях, а цифра в их маркировке указывает вязкость в сСт при 100°С. Эти масла могут использоваться в высокофорсированных тракторных двигателях.

Принято следующее обозначение масел для двигателей различного назначения. Оно состоит из групп знаков:

  • первая буква М (моторное)
  • вторая — цифры, характеризующие класс кинематической вязкости
  • третья — прописные буквы (А, Б, В, Г, Д, Е), означающие принадлежность к группе масел по эксплуатационным свойствам

Масла различных групп различаются эффективностью и содержанием присадок.

В марках масел, предназначенных для карбюраторных двигателей, указывают индекс 1, а для дизелей — индекс 2. Универсальные моторные масла, предназначенные для использования как в дизелях, так и в карбюраторных двигателях одного уровня форсирования (обозначаемые одинаковыми буквами), индекса в обозначении не имеют. Масла, принадлежащие к разным группам, имеют двойное обозначение, в котором первая буква характеризует качество масла при применении в дизелях, а вторая — в карбюраторных двигателях.

Примеры обозначения:
М — 8 — Вь где М — моторное масло; 8 — вязкость при 100 оС, мм2/с; В1 — для среднефорсированных карбюраторных двигателей;
М — 61/10 — Гь где 6 — класс вязкости, для которого вязкость при 255 К (-18 оС) находится до 10400 мм2/с; з (в индексе) — наличие загущающей (вязкостной) присадки, вследствие чего масло может быть использовано в качестве как зимнего, так и всесезонного; 10 — вязкость при 373 К (100 °С); T -для высокофорсированных карбюраторных двигателей.

Трансмиссионные масла

Трансмиссионные масла используют для смазывания агрегатов и механизмов трансмиссий тракторов, автомобилей и других машин.

Трансмиссионные масла по вязкости делят на четыре класса (9, 12, 18 и 34), а по эксплуатационным свойствам — на пять групп (1…5) и маркируют следующим образом:

  • ТМ — трансмиссионное масло
  • первая цифра — группа масла
  • вторая — класс кинематической вязкости

Пример обозначения: ТМ-5-123(рк), где ТМ — трансмиссионное масло; 5 — наличие противозадирной высокоэффективной присадки многофункционального действия; 12 — класс вязкости (1100… 1399 мм2/с); з — наличие загущающей присадки; рк — обладает рабочеконсервационными свойствами.

Пластичные смазки представляют собой мазеобразные продукты, состоящие из минерального или синтетического масла (основы), загустителя, наполнителя, стабилизатора и присадок.

Технические жидкости

В качестве охлаждающих жидкостей в автотракторных двигателях применяют воду и низкозамерзающие жидкости (антифризы).

Антифризы представляют собой смесь этиленгликоля (двухатомного спирта) с водой и антикоррозионной присадкой. Промышленность выпускает антифризы марок 40 и 65. Эти антифризы предназначены для эксплуатации двигателей в холодное время года при температуре до 233…208 К (- 40…- 65 оС).

Низкозамерзающая жидкость «Тосол» предназначена для использования всесезонно в двигателях легковых (ВАЗ, ГАЗ и др.) и грузовых (ЗИЛ-4331, КамАЗ) автомобилей, тракторов К-701. Выпускают три марки этой жидкости: АМ, А-40 и А-65. «Тосол» марки АМ представляет собой концентрат, при разбавлении которого на 50 % дистиллированной водой получают антифриз с температурой застывания 238 К (- 35 °С). При соответствующем разбавлении «Тосола» марки АМ дистиллированной водой получают марку А-40 с температурой замерзания 233 К (- 40 °С) или А-65 с температурой замерзания 208 К (- 65 °С).

Тормозные жидкости предназначены для использования в гидравлическом приводе тормозов и сцеплений легковых и грузовых автомобилей. Выпускают несколько марок тормозных жидкостей, например: БСК, ГТЖ-22М, ГТЖА-2 («Нева»), «Томь» и «Роса».

Современные методы анализа масел и смазочных материалов

Авторы: С.Ю. Зубкова, Р.А. Романов (ООО «Балтех»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №9/2018

Для уменьшения расхода энергии и снижения износа трущихся поверхностей в роторных машинах и динамическом оборудовании необходимо их смазывать. Для этого ежегодно в мире производятся миллионы тонн смазочных материалов самого различного назначения, среди которых более 95% приходится на смазочные масла, остальное – пластичные смазки. Трудно переоценить влияние качества смазочных масел на износостойкость работающих механизмов.

В настоящее время существует две идеологии анализа масла: анализ масла при производстве (входной контроль) и анализ эксплуатационного масла. Эти две идеологии в корне отличаются друг от друга. Так, при производстве, а также при входном контроле необходимо, чтобы показатели качества попадали в заданные, заранее известные пределы, определенные стандартами и техническими условиями. При диагностическом контроле необходимо следить не столько за абсолютными значениями тех или иных показателей качества, сколько за изменением этих величин во времени. Такой подход часто называют анализом трендов. Однако, какую бы идеологию мы не рассматривали, важно правильно выбрать наиболее удобные методы анализа интересуемых показателей. К таким показателям относятся вязкость, температура вспышки, содержание присадок, общее кислотное/щелочное число, содержание воды, сажи, общее содержание ферромагнитных и других частиц износа, нитрование, сульфирование и многие другие.

Начнем рассмотрение аналитических методов, используемых при анализе масла, с основного диагностического показателя масла – вязкости. Вязкость любого смазочного масла должна быть достаточной для создания пленки, разделяющей трущиеся поверхности. Ее значение обычно указано в технической документации производителя оборудования, и применяемое масло должно точно соответствовать данным требованиям. Изменение вязкости свидетельствует о деградации или загрязнении масла и является сигналом для принятия неотложных мер. Для определения вязкости в настоящее время используются вискозиметры двух типов:

  • вискозиметры истечения, в которых измеряется кинематическая вязкость по скорости свободного течения (времени вытекания). Для этой цели классически применяется стеклянный капиллярный вискозиметр, отличающийся простотой и точностью определения. Также можно встретить использование сосудов с калиброванным отверстием на дне – вискозиметры Энглера, Сейболта и Редвуда;
  • ротационные вискозиметры, в которых определяется динамическая вязкость по крутящему моменту с установленной частотой вращения ротора или по частоте вращения ротора при заданном крутящем моменте.

Следует отметить, что в настоящее время наблюдается тенденция к переходу от ручных методов, когда необходима пробоподготовка образца, использование дополнительных реактивов, растворителей, а также наличие хорошо оборудованной лаборатории и специалистов химиков-аналитиков, лаборантов, к полуавтоматическим или даже автоматическим методам, когда от работника требуется только введение пробы масла в прибор. При этом часто желательно, чтобы анализ мог быть выполнен непосредственно на рабочем месте оборудования, т.е. анализирующий прибор должен быть портативным.

Читайте также:  Установка сигнализации с автозапуском в Ижевске

Примером такого вискозиметра может служить портативный вискозиметр 3050, поставляемый компанией «БАЛТЕХ» в составе своих минилабораторий серии BALTECH OA. Данный вискозиметр позволяет определять кинематическую вязкость масла в диапазоне 1…700 сСт при температуре 40 и 100°С – основным температурах, при которых она нормируется в технических условиях на смазочные масла. Вискозиметр 3050 требует для работы только введения 60 мкл масла, что может быть выполнено любым техническим персоналом любого предприятия. Он может использоваться как для входного, так и для эксплуатационного контроля.

Рассмотрим еще один из наиболее важных показателей состояния смазочного масла – содержание твердых микрочастиц. Частицы, размеры которых сопоставимы с размерами зазоров между трущимися поверхностями, могут вызывать интенсивное абразивное изнашивание деталей. Содержание таких частиц можно оценить двумя способами: по массе и путем подсчета. Определение частиц по массе – классический метод определения содержания механических примесей в масле по ГОСТ 6370–59. Но этот метод длительный и трудоемкий. Кроме того, для мониторинга состояния масел предпочтителен второй способ, дающий информацию не только об общем содержании частиц, но и об их распределении по размерам. Эту информацию можно получить двумя способами: подсчетом частиц в разных диапазонах их размеров под микроскопом, с помощью оптических счетчиков частиц, работающих на различных принципах подсчета. Первый способ самый доступный, но и самый трудоемкий. Для его реализации нужен только измерительный микроскоп, однако время обработки одной пробы измеряется часами.

Во втором способе используется принцип затенения света, обычно от лазерного источника. Тень от частицы, попадающей в луч лазера, регистрируется фотодатчиком, и полученный сигнал автоматически пересчитывается в размер частицы. Путем подсчета теней разной протяженности можно легко разнести проходящие через световой канал частицы по размерам. Этот способ получил наиболее широкое распространение. Счетчики частиц, работающих на этом принципе, выпускают несколько фирм. Результат определения получается за считанные минуты. Недостаток их состоит в возможном получении ложных положительных результатах: за механические частицы могут быть ошибочно приняты пузырьки воздуха, капли воды, а также мягкие лакообразующие частицы, не опасные для трущихся поверхностей, а также в необходимости сильного разбавления темных и очень загрязненных масел.

Более современными и лишенными подобных недостатков являются счетчики частиц серии LNF 200, работающие по принципу «лазерной сети». В них тени от частицы, попадающей в луч лазера, регистрируются в виде множества фотографий, которые потом обрабатываются специально разработанной программой, которая позволяет не только определить количество и размер частиц, но и произвести их классификацию на следующие типы: частицы, полученные в результате резания, старения, скольжения, неметаллические частицы и капли воды. Они также идентифицируют пузырьки воздуха и не учитывают их при подсчете. Кроме того, счетчики частиц LNF 230, поставляемые в составе минилабораторий BALTECH OA-5300 и BALTECH OA-5400, позволяют определить другой важный показатель при эксплуатационном контроле – общее содержание ферромагнитных частиц и их размер. Этот показатель служит количественной характеристикой степени механического износа металлических деталей. Он определяется встроенным в данный счетчик частиц магнитометром и выдается либо в виде концентрации (ppm) ферромагнитных частиц и их размеров.

Компания «БАЛТЕХ» может также поставить отдельно магнитометр FerroCheck 2100, который кроме возможности определения общего содержания ферромагнитных частиц в масле позволяет определять их содержание в смазке. Оба прибора являются портативными, переносными и не требуют использования никаких дополнительных реактивов и растворителей.

Однако магнитометр дает информацию лишь об общем загрязнении масла/смазки такими намагничиваемыми металлами, как железо и никель. Если необходимо более глубокое понимание процессов изнашивания и загрязнения, происходящих в машине, важно иметь максимально полную информацию об элементном составе пробы масла. Сегодня данную информацию получают с помощью двух основных методов: атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП) либо атомно-эмиссионной спектрометрии на вращающемся дисковом электроде (АЭС-ВДЭ). Каждый из этих методов позволяет одновременно определять содержание более 20 химических элементов в пробе. Первый метод более известен в современной аналитической химии и широко используется, например, в экологии для определения металлов в воде. При этом пробу образца распыляют в аргоновую плазму и измеряют интенсивность характеристических полос излучения атомов исследуемых элементов. Недостаток этого метода для анализа масел – ограничение по размеру твердых частиц в пробе. Слишком крупные частицы (более 3…5 мкм) не до конца сгорают в плазме, и результат определения элементного состава будет занижен. Кроме того, необходима длительная пробоподготовка масла, которая может быть выполнена только в специализированной лаборатории химиком-аналитиком. Второй метод позволяет анализировать пробы масла с частицами размером до 8…10 мкм. В этом методе элементы атомизируются в дуговом разряде на дисковом графитовом электроде, который при вращении увлекает пленку анализируемого масла. Примером подобного прибора может служить элементный анализатор 120С анализирующий масло «как есть», без пробоподготовки и не требующий использования инертных газов и охлаждения. Для его работы необходимо только наличие электричества, поэтому он может использоваться в передвижных мобильных лабораториях.

Следует также обратить внимание на такие хорошо известные при анализе масла показатели, как кислотное и щелочное число. Кислотное число (КЧ, TAN) является мерой общего содержания кислых веществ, накапливающихся в масле в процессе его эксплуатации. Щелочное число (ЩЧ, TBN), напротив, – это мера способности масла нейтрализовать попадающие в него кислотные загрязнители и продукты окисления самого масла. Оба эти показателя выражаются в миллиграммах гидроксида калия на 1 г масла (что иногда вызывает путаницу, так как КЧ определяют титрованием щелочью, а ЩЧ – титрованием кислотой). В процессе эксплуатации масла (в частности, моторного) его КЧ увеличивается, а ЩЧ снижается. Баланс этих показателей служит хорошим критерием остаточного ресурса масла. Классическими методами определения КЧ и ЩЧ являются титрационные методы с использованием стеклянных бюреток или современных полуавтоматических/автоматических титраторов.

В последнее время все более популярным становится использование инфракрасной спектроскопии для анализа химического состояния масла: КЧ (TAN), ЩЧ (TBN), окисление, нитрование и сульфирование, а также содержание некоторых присадок. Спектр масла в средней инфракрасной области (600…4000 см–1) содержит обширную информацию о составе масла. По характерным полосам поглощения в спектре можно определять содержание некоторых присадок и загрязнителей. Если вычесть из спектра работающего масла спектр свежего масла, то разность будет представлять собой спектр того, что накопилось и израсходовалось в масле за время работы. Но для комфортного использования данного метода следует иметь калибровочные кривые (калибровки) для каждого типа интересующего масла и необходимых показателей. Портативный ИК-анализатор 1100 поставляется с библиотекой калибровок на 540 типов масел. Кроме того, он так же, как и все приборы, входящие в минилаборатории серии BALTECH OA, позволяет проводить анализ масла «как есть». Кроме состояния масла ИК-анализатор 1100 позволяет определить такие загрязнители, как вода, сажа, и наличие гликоля или топлива в масле.

Содержание воды – один из важнейших индикаторов состояния смазочного масла. Попадая в масло, вода вызывает коррозию металлических деталей машин, гидролиз и вымывание присадок, приводит к нарушению целостности масляной пленки и, как следствие, к ускоренному изнашиванию механизмов. Своевременное обнаружение попадания в масло воды и принятие мер по ее удалению может многократно продлить жизнь машины.

Наиболее распространенным для определения содержания воды методом является титрование по Карлу Фишеру, осуществляемое в автоматических титраторах. Данный метод дает наиболее полное представления о содержании всех форм воды в масле (растворенной, диффундированной и свободной). Однако использование небольшой пробоподготовки образца масла в виде интенсивного перемешивания и специальной калибровки позволяет ИК-анализатору 1100 определять полную воду с точностью, характерной методу Карлу Фишеру.

Из изложенного следует, что современные методы анализа масла и предназначенное для этого оборудование позволяют быстро, легко и просто на месте эксплуатации оборудования определить все необходимые показатели, необходимые как для производственного, так и эксплуатационного контроля. И хотя данное оборудование, как правило, сложное и наукоемкое, оно предназначено для работы любого технического персонала промышленных предприятий, специализированных лабораторий, автомастерских и автотранспортных компаний.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector