Масла и смазки
Федеральное
Агентство по Образованию
Государственное
Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования
Башкирский
Государственный Университет
АКБП при
БашГУ
Кафедра
Спец-ть:
Управление Качеством
РЕФЕРАТ
«МАСЛА
И СМАЗКИ»
Выполнил:
студент
Группы
УК-01-06 III курса
Орленко
В.А.
Уфа, 2009
Производство
минеральных масел
Переработка минеральных
базовых масел состоит из нескольких стадий. Во-первых, это - атмосферная
дистилляция. Вначале нефть нагревается до температуры около 350°C. Тут она
частично испаряется и, в зависимости от летучести своих компонентов,
разделяется на слои, которые отбираются с различных пластин колонны. Фракции
возникающие в ходе процесса (сверху вниз дистилляционной колонны):
o
Газ
o
Бензин
o
Керосин
o
Дизельное топливо
o
Атмосферный
остаток (мазут),который используется для изготовления масел и битума.
Затем следует вакуумная
дистилляция. В атмосферном остатке(мазуте) после отгонки легких фракций
содержатся три основных компонента: парафины, нафтены, ароматические
соединения. Они отправляются в колонну вакуумной перегонки, где углеводороды
испаряются при более низких температурах, позволяющим избежать их повреждения.
В верхней части колонны собирается вакуумный дистиллят; вакуумный остаток -
внизу. Три или четыре слоя фракций, находящиеся между этими двумя, удаляются;
они подвергаются дальнейшей переработке для удаления ненужных продуктов, прежде
чем их можно использовать в качестве смазочных масел. После чего приступают к деасфальтизации.
Во время этой операции удаляются асфальты. Это осуществляется в экстракционной
колонне с пропаном. Получающееся масло очень густое с высоким содержанием
аромат соединений, а это значит, что оно подвержено окислению. Растворитель. В
настоящее время для получения масел из нефтяных фракций применяются такие новые
технологии как, например, гидроочистка. Полученные таким путем минеральные
масла известны как "non-conventional" (нетрадиционные), потому что их
технические характеристики сходны с техническими характеристиками синтетических
масел. После второго выделения, очищенный продукт имеет высокое содержание
линейных парафинов со слишком высокой температурой застывания. Проводят депарафинизацию.
Масло смешивается с растворителями, затем охлаждается при этом кристаллы
парафина выпадают в осадок. В качестве растворителя применяется метилэтилкетон
(МЕК). Окончательная обработка Окончательная обработка направлена на
повышение стойкости масла, подвергшегося различным тепловым обработкам во время
процесса очистки, особенно во время дистилляции и экстракции растворителями. Гидроочистка
Гидроочистка - сравнительно новая технология, впервые описанная в 1960 году.
Рабочие условия суровые: температура - около 400°C, давление - от 150 до 180
бар. В этом процессе аромат соединения не удаляются, а преобразуются путем
каталитического крекинга линейных цепей.
Полусинтетика – это смесь минеральных и
синтетических базовых масел, и может содержать в своем составе от 20 до 40
процентов «синтетики». Специальных требований к производителям
полусинтетических смазочных материалов в отношении того, какое количество
синтетического базового масла (синтетического компонента) должно быть в готовом
моторном масле - нет. Также нет никаких предписаний, какой синтетический
компонент (базовое масло группы III или группы IV) использовать при
изготовлении полусинтетического смазочного материала. По своим характеристикам
эти масла занимают промежуточное положение между минеральными и синтетическими
маслами, т.е. их свойства лучше обычных минеральных масел, но хуже
синтетических. По цене же эти масла значительно дешевле синтетических.
Синтетическое моторное
масло
- субстанция, полученная
в результате синтеза. Что же вызвало необходимость такого синтеза и зачем
вообще нужно было изобретать синтетику?
Дело в том, что условия,
в которых работает любой двигатель не стабильны. После остановки мотор
остывает, после запуска прогревается, во время эксплуатации двигатель также
постоянно изменяет свой режим работы – меняются обороты, температура, скорость
трения и прочее. Поэтому идеальным моторным маслом для двигателя внутреннего
сгорания (ДВС) могло бы быть такое масло, свойства и характеристики которого не
изменялись бы при изменениях вышеперечисленных условий. Но это невозможно –
при остывании любая субстанция становится гуще, при увеличении скорости трения
– перегревается и так далее. Поэтому на определенном этапе развития
моторостроения вопрос обеспечения максимальной стабильности свойств моторного
масла при разных условиях стал особо актуальным. А поскольку минеральная основа
моторного масла имеет свои ограничения в плане обеспечения такой стабильности,
ученые, путем синтеза молекул, получили синтетическую основу, которая
значительно менее подвержена влиянию внешних факторов и свойства которой более
стабильны в процессе длительной эксплуатации. Впервые синтетическое моторное
масло было применено в авиации, когда встала необходимость запуска
двигателей при очень низких температурах (-40 и ниже). Минеральное масло при
таких температурах просто замерзало. Понятно, что себестоимость синтетического
масла была в те времена очень высокой, что не позволяло массово применять его в
двигателях автомобилей. Со временем синтетические моторные масла стали более
дешевыми в производстве и начали применяться в автомобильной промышленности. Синтетические масла обладают исключительно удачными
вязкостно-температурными характеристиками. Это, во-первых, гораздо более
низкая, чем у минеральных, температура застывания (-50°С, -60°C) и очень
высокий индекс вязкости, что существенно облегчает запуск двигателя в морозную
погоду. Во-вторых, они имеют более высокую вязкость при рабочих температурах
свыше 100°C - благодаря этому масляная пленка, разделяющая поверхности трения,
не разрушается в экстремальных тепловых режимах. К прочим достоинствам
синтетических масел можно отнести повышенную стойкость к деформациям сдвига
(благодаря однородности структруры), высокую термоокислительную стабильность,
то есть малую склонность к образованию нагаров и лаков (лаками называют
откладывающиеся на горячих поверхностях прозрачные, очень прочные, практически
ничем не растворимые пленки, состоящие из продуктов окисления), а также
небольшие по сравнению с минеральными маслами испаряемость и расход на угар.
По классификации
Американского института нефти (API) базовые масла подразделяются на пять
категорий:
·
Группа I -
базовые масла, которые получены методом селективной очистки и депарафинизации
растворителями (обычные минеральные)
·
Группа II-
высокорафинированные базовые масла, с низким содержанием ароматических
соединений и парафинов, с повышенной окислительной стабильностью (масла,
прошедшие гидрообработку- улучшенные минеральные)
·
Группа III-
базовые масла с высоким индексом вязкости, полученные методом каталитического
гидрокрекинга (НС-технология). В ходе специальной обработки улучшают
молекулярную структуру масла, приближая по своим свойствам базовые масла группы
III к синтетическим базовым маслам IV группы. Не случайно масла этой группы
относят к полусинтетическим (а некоторые компании даже к синтетическим базовым
маслам).
·
Группа IV–
синтетические базовые масла на основе полиальфаолефинов (ПАО).
Полиальфаолефины, получаемые в результате химического процесса, имеют
характеристики единообразной композиции, очень высокую окислительную
стабильность, высокий индекс вязкости и не имеют молекул парафинов в своем
составе.
·
Группа V – другие
базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы. В эту группу входят другие
синтетические базовые масла и базовые масла на растительной основе.
Классификация смазок
В России выпускается
более 100 видов гсм, смазок.
В бывшем СССР до 1979
года наименования смазок устанавливали произвольно. В результате одни гсм,
смазки получили словесное название, другие номер, третьи - обозначение
создавшего их учреждения. В 1979 году был введен ГОСТ 23258-78 (действующий в
настоящее время в России), согласно которому наименование смазки должно
состоять из одного слова и цифры.
Гсм, смазки
классифицируют по консистенции, составу и областям применения:
По консистенции гсм,
смазки разделяют на полужидкие, пластичные и твердые. Пластичные и полужидкие
смазки представляют собой коллоидные системы, состоящие из дисперсионной среды,
дисперсной фазы, а также присадок и добавок. Наибольшее применение пластичные
смазки получили в подшипниках качения и скольжения, шарнирах, зубчатых,
винтовых и цепных передачах, многожильных тросах.
Наиболее существенными,
влияющими на эффективность применения пластичных гсм, смазок, являются
следующие факторы:
·
особенности узлов
трения и условия и условия эксплуатации гсм, смазок - температура, нагрузка,
скорость перемещения трущихся пар;
·
совместимость
гсм, смазок с конструктивными материалами;
Твердые гсм, смазки до
отвердения являются суспензиями, дисперсионной средой которых служит смола или
другое связующее вещество и растворитель, а загустителем -дисульфид молибдена,
графит, технический углерод и т.п. После отвердения (испарения растворителя)
твердые гсм, смазки представляют собой золи, обладающие всеми свойствами
твердых тел и характеризующиеся низким коэффициентом сухого трения.
По составу гсм, смазки
разделяют на четыре группы.
1. Мыльные гсм, смазки,
для получения которых в качестве загустителя применяют соли высших карбоновых
кислот (мыла). В зависимости от аниона мыла гсм, смазки одного и того же
катиона разделяют на обычные и комплексные (кальциевые, литиевые, бариевые,
алюминиевые и натриевые. В отдельную группу выделяют гсм, смазки на смешанных
мылах, в которых в качестве загустителя используют смесь мыл (литиево -
кальциевые, натриево - кальциевые и др.: первым указан катион мыла, доля
которого в загустителе большая). Мыльные гсм, смазки в зависимости от
применяемого для их получения жирового сырья называют условно синтетическими
(анион мыла - радикал синтетических жирных кислот) или жировыми (анион мыла -
радикал природных жирных кислот), например, синтетические или жировые солидолы.
2. Неорганические гсм,
смазки, для получения которых в качестве загустителя используют термостабильные
с хорошо развитой удельной поверхностью высокодисперсные неорганические
вещества. К ним относят силикагелевые, бентонитовые, графитные, асбестовые и
другие гсм, смазки.
3. Органические гсм,
смазки, для получения которых используют термостабильные, высокодисперсные
органические вещества. К ним относят полимерные, пигментные, полимочевинные,
сажевые и другие гсм, смазки.
4. Углеводородные гсм,
смазки, для получения которых в качестве загустителей используют высокоплавкие
углеводороды (петролатум, церезин, парафин, озокерит, различные природные и
синтетические воски).
В зависимости от типа их
дисперсионной среды различают гсм, смазки на нефтяных и синтетических маслах. По
области применения в соответствии с ГОСТ 23258-78 смазки разделяют на:
·
Антифрикционные
(снижение износа и трения сопряженных деталей);
·
Консервационные
(предотвращение коррозии металлических изделий и механизмов при хранении,
транспортировании и эксплуатации)
·
Уплотнительные
(герметизация зазоров, облегчение сборки и разборки арматуры, сальниковых
устройств, резьбовых, разъемных и подвижных соединений, в том числе вакуумных
систем)
·
Канатные
(предотвращение износа и коррозии стальных канатов).
Антифрикционные
К антифрикционным гсм,
смазкам общего назначения относят солидолы - наиболее дешевые пластичные гсм,
смазки. Они водостойкие, хорошо защищают металлы от коррозии, имеют достаточно
хорошие противоизносные свойства. У них, однако, низкие температуры плавления и
механическая стабильность При температурах выше 60 - 70°С используются Na и Са-
гсм, смазки. В настоящее время их выпуск сокращается в связи с применением в
большинстве узлов трения многоцелевых смазок.
Гсм, смазки общего
назначения
Солидол-С Область
применения: относительно грубые узлы трения механизмов и машин, транспортных
средств, сельскохозяйственной техники; ручной и другой инструмент, шарниры,
винтовые и цепные передачи, тихоходные шестеренчатые и т.п. Хорошие
водостойкость, коллоидная стабильность, защитные свойства, узкий диапазон
рабочих температур и низкая механическая стабильность (Тр= -30…+65С)
Солидол-Ж Область
применения: смазывание узлов трения, качения и скольжения различных машин и
механизмов (Тр= -25…+65С)
Графитин Область
применения: тяжело - нагруженные тихоходные механизмы-рессоры, подвески
тракторов и гусеничных машин, открытые шестереночные передачи, резьбовые соединения
и др. (Тр= -20…+60С)
Графитная-Ж Предназначена
для смазывания грубых тяжело - нагруженных механизмов ( открытых шестеренчатых
передач, резьбовых соединений, ходовых винтов, домкратов, рессор и др. ).
Допускается применять смазку при температуре ниже -20°С в рессорах и
аналогичных устройствах. Смазка работоспособна при температурном интервале
применения от -20 до 60°С.
Гсм, смазки общего
назначения для повышенных температур
Смазка-1.13 Смазывание
узлов трения качения и скольжения механизмов и машин. Применяется для
подшипников электродвигателей, ступиц колес автомобилей и др.
Литин-2 Применяется для
смазывая игольчатых подшипников карданных шарнирах и других узлов автомобилей.
Работоспособна при температуре -40…+120°С.