Спецможливості
Техніка та обладнання

Обережно: можливі підробки!

15.07.2008
244
Обережно: можливі підробки! фото, ілюстрація
Бензин в каністрах

Для того щоб виявити підробку, а це не так легко, насамперед потрібно знати, яке паливо виробляють в Україні, його основні фізико-хімічні властивості та як його різновиди впливають на роботу двигунів.

За відчутного зростання цін на нафтопродукти, передусім на рідкі види пального для автотракторної техніки, деякі приватні малі підприємства, зацікавлені в одержанні власних прибутків, почали готувати суміші різних вуглеводнів (найчастіше на основі газових конденсатів), що з’явилися на заправках поряд зі стандартними видами палива, які виготовляють нафтопереробні заводи.
Автомобільні бензини в Україні виготовляють відповідно до ДСТУ 4063–2001 (після скасування в Україні ГОСТ 2084–77) та ГСТУ 320.00149943.015–2000.
За стандартом ДСТУ 4063–2001 (чинний від 01.07.2002), автомобільні бензини неетиловані призначені для карбюраторних автомобільних і мотоциклетних двигунів, а також двигунів іншого призначення. Залежно від октанового числа, встановлено такі марки бензинів:
 А-76 — з октановим числом за моторним методом не менше 76 та А-80, А-92, А-95 і А-98 — з октановими числами за дослідним методом, відповідно, не менше 80, 92, 95 і 98.

За галузевим стандартом України ГСТУ 320.00149943.015–2000 з базових компонентів та високооктанової кисневмісної добавки (ВКД) виробляють бензини моторні сумішеві неетиловані.

До властивостей бензинів, що якнайповніше відповідають усім експлуатаційним вимогам, належать: сумішоутворюючі (випарність і фракційний склад) властивості, детонаційна стійкість.

Випарність бензину — здатність переходити з рідкого стану в газоподібний — лежить в інтервалі температур від 30 до 215°С. Автомобільні бензини повинні мати таку випарність, щоб забезпечувати легкий пуск і швидке прогрівання двигуна, в тому числі й за низьких температур, повністю згоряти під час роботи прогрітого двигуна, а також унеможливлювати утворення парових пробок у системі живлення. У стандартах випарність нормується фракційним складом і тиском насиченої пари. Фракційний склад — показник, що характеризує склад пального й показує кількісний склад фракцій, які википають у певних температурних межах, залишок і втрати під час перегонки. У бензинах визначають температури, за яких починається перегонка (кипіння) (tпк), переганяється 10% (t10%), 50% (t50%), 90% (t90%) пального і настає кінець кипіння (tкк), а також залишок і втрати. У деяких випадках фракційний склад визначається кількістю палива (в % об.), що переганяється за температур 70°С (V70, або Е70), 100°С (V100, або Е100) і 180°С (V180, або Е180).

За температурою перегонки 10% бензину роблять висновок про наявнiсть у ньому пускових (головних) фракцiй, вiд яких залежить легкiсть пуску холодного двигуна. Що нижча ця температура, то легше й швидше можна запустити двигун, оскiльки бiльша кiлькiсть бензину надходитиме в цилiндр у виглядi пари. Важливо, щоб температура t10% була невисокою для бензинiв, якi використовують за низьких температур повiтря.
 За високої температури перегонки 10% бензину ускладнюється пуск хо-лодного двигуна, тому що основна частина бензину подається в цилiндр у рiдкому станi. Такий бензин розрiджує оливу, змиваючи її зі стiнок цилiндрiв, що призводить до пiдвищеного спрацювання деталей двигуна.
 Якщо бензин має дуже низьку температуру t10%, то на прогрiтому двигунi, особливо в спеку, пiд капотом у системi живлення можуть випаровуватись легкокиплячi вуглеводнi, утворюючи пари, об’єм яких у 50–200 разiв бiльший за об’єм бензину. При цьому вони порушують подачу пального з паливного бака до бензонасоса, тому це явище одержало назву “парової пробки”.

Кiлькiсть легкокиплячих вуглеводнiв у бензинах обмежується й температурою tпк, яка для автомобiльних бензинів, призначених для використання влітку, має бути не нижчою за 30°С. За такої умови зменшуються втрати легкокиплячих вуглеводнiв вiд випаровування під час зберiгання в разі нагрiвання резервуарiв сонцем.
Використання бензину з високим вмiстом легкокиплячих фракцiй, крiм утворення парових пробок, може призвести (за пiдвищеної вологостi) до обледенiння карбюраторiв унаслiдок відчутного зниження температури у впускнiй системi.

У системах впорскування бензину небезпеку виникнення парових пробок практично унеможливлено, бо пальне подається до форсунок спецiальним насосом, розмiщеним не пiд капотом, а бiля паливного бака.
Пiсля пуску двигуна iнтенсивнiсть його прогрiвання та прийомистiсть (iнтенсивнiсть розгону автомобiля до певної швидкостi пiсля рiзкого вiдкриття дросельної заслiнки) залежать здебільшого вiд температури перегонки 50% бензину. Що нижча ця температура, то легше випаровуються середнi фракцiї бензину, забезпечуючи стiйку роботу двигуна в режимi холостого ходу й добре його прийняття.
Але використання бензину з низькою температурою t50% може спричи-нити зниження коефiцiєнта наповнення й потужностi двигуна. Тому температура перегонки 50% палива для більшості автомобiльних бензинiв становить 100...115°C.

За температурою перегонки 90% i температурою кiнця кипiння роблять висновок про iнтенсивнiсть i повноту згоряння робочої сумiшi, про наявнiсть у бензинi важких (хвостових) фракцiй. За наявностi важких фракцiй пальне випаровується не повнiстю, що призводить до нерiвномiрного розподiлу горючої сумiшi мiж цилiндрами, розрiдження оливи пальним, пiдвищення спрацювання двигуна й витрати пального. Що менший iнтервал температур вiд t90% до tкк, то вища якiсть палива.
За величиною втрат під час перегонки бензину роблять висновок про здатнiсть його до випаровування під час транспортування та зберiгання. Бензин, який характеризується пiдвищеними втратами під час перегонки, iнтенсивно випаровується в спеку.

Тиск насиченої пари характеризує випарнiсть головних фракцiй бензину i насамперед їх пускових властивостей. Що бiльший тиск насиченої пари бензину, то легше вiн випаровується, а отже, швидше прогрівається й запускається двигун. Дуже високий тиск насиченої пари провокує утворення “парових пробок”, зменшення наповнення цилiндрiв, а відповідно, і зниження потужностi. Тому тиск насиченої пари бензинiв допускається не вище 79,9 кПа.

На утворення однорiдної горючої сумiшi, крiм названих вище властивостей, впливає ще й вмiст механiчних домiшок i води.
Механiчнi домiшки в бензинi недопустимі, оскільки вони засмiчують паливні фiльтри, паливопроводи, жиклери, що порушує нормальну роботу двигуна. А ще, потрапляючи в двигун, механiчнi домiшки прискорюють спрацювання його цилiндро-поршневої групи.

Вода в бензинi теж недопустима. Вона небезпечна передусім за температури нижче 0°С, позаяк, замерзаючи, утворює кристали льоду, якi можуть припинити доступ бензину. Крiм того, вода сприяє окисленню бензину, бо в нiй розчиняються стабілізатори — протиокисні присадки, — вона є основною причиною корозiї деталей системи живлення. Тому воду та осад потрiбно регулярно зливати з паливних баків.

Октанове число (ОЧ) автомобільних бензинів характеризує їх детонаційну стійкість. Детонація — вибухове згоряння робочої суміші через самозаймання незгорілої її частини, в результаті чого різко підвищується температура згоряння та утворюється ударна хвиля, що поширюється з надзвуковою швидкістю. Тривала експлуатація двигунів із детонацією спричиняє руйнування його деталей: прогорання поршнів і клапанів, руйнування ізоляції свічок, шатунних вкладишів.
Найчастіше визначають октанові числа на спеціальній одноциліндровій установці двома стандартними методами, які, зазвичай, входять у маркування бензину: моторним і дослідним. Режим роботи установки за моторного методу жорсткіший і наближений до роботи двигуна вантажного автомобіля; за дослідного — легший, тому наближений до роботи двигуна легкового автомо-біля під час його руху в умовах міста. Як наслідок, октанові числа за дослідним методом вищі, ніж за моторним. Процес визначення октанових чисел стандартними методами потребує великих матеріальних витрат і часу, та й установок сертифікованих лабораторій в Україні не так багато. Визначити ж марку бензину за кольором (як це можна було зробити для етилованих бензинів) неможливо, оскільки вони без кольору або блідо-жовті. Тому нині увага багатьох дослiдникiв прикута до створення безмоторних методiв оцiнки детонацiйної стiйкостi бензинiв, якi б дали змогу визначати октановi числа безпосередньо в процесi виготовлення товарного бензину та в умовах його застосування (в господарствах). Із великої кількості таких приладів можна виокремити три типи: октанометри, індикатори марки бензину, портативні експрес-октанометри.

Октанометри мають мікропроцесорний блок керування з цифровим дисплеєм, транспортний футляр, інструкцію з експлуатації, комплект елементів живлення. Принцип їхньої дії полягає в оцінці інтегрального складу й середньої температури кипіння бензину вимірюванням діелектричної проникності з урахуванням температурної похибки зразка.
Індикатори марки бензину (ІМБ) призначені для напівавтоматичного експрес-контролю детонаційної стійкості (октанового числа) неетилованих бензинів. Насамперед ІМБ служить для контрольного вимірювання октанових чисел досліджуваного бензину порівняно з маркою бензину, яка прийнята за еталон.

Експрес-октанометри. Їхній принцип дії побудовано на вимірюванні параметрів теплового ефекту реакцій холодного плазмового окислення вуглеводневого палива в струмені повітря та однозначного взаємозв’язку цих параметрів з детонаційною стійкістю пального. Для цього досліджувану пробу вводять через інжектор у випарник, де вона випаровується й підігрівається до певної температури. Потім перемішується зі струменем повітря, що подається компресором через повітряний фільтр, пари пального потрапляють у реактор. У реакторі підтримується температура, за якої відбувається реакція холоднополуменевого окислення. Тепловий ефект реакції фіксує термоелемент, електричний сигнал з термоелемента підсилюється, нормується й перетворюється в цифровий код блоком обробки та нормування сигналу. Елементи параметричної стабілізації підтримують незмінними температуру випарника, початкову температуру реактора, тиск у реакторі, витрату повітря. Діаграма теплового ефекту реакції холоднополуменевого окислення (залежно від часу) у вигляді цифрового коду передається в обчислювальний модуль, де відповідним чином обробляється. Через інтерфейсні схеми результат обробки у вигляді виміряного октанового числа видається на індикатор, а в разі потреби — на комп’ютер.

Із наведених трьох типів приладів останній найточніше відбиває детонаційну стійкість бензину, бо за складом автомобільні бензини являють собою суміш компонентів, які отримують унаслідок різних технологічних процесів: прямої перегонки нафти, каталітичного риформінгу, каталітичного крекінгу та гідрокрекінгу, вакуумного газойлю, ізомеризації прямогонних фракцій, алкілування, ароматизації термічного крекінгу. Одна й та сама марка бензину, який випускають різні підприємства, може мати різний компонентний склад, що зумовлено неоднаковим набором технологічного обладнання на цих підприємствах.

За відсутності приладів октанове число за дослідним методом приблизно можна визначити за формулою:
ОЧ = 120 — 2 (tср — 58)/5r20,
де: tср — середня температура розгонки палива; r20 — густина пального за температури 20°С.
Середню температуру розгонки пального визначають за формулою
tср = (tпк+ tкк)/2,
де: tпк, tкк, — відповідно, — температури початку та кінця кипіння, °С.

Колір — показник, що характеризує чистоту пального. Визначається візуально або за шкалою ЦТН. Бензини мають бути чистими та прозорими. Помутніння може спричинити наявність механічних домішок і води. Зміна кольору під час зберігання — від жовтого до світло-коричневого — свідчить про його осмо-лення. Якщо колiр i запах бензину викликають пiдозру щодо вмiсту в ньому смол, можна відразу ж провести такий експрес-аналiз: на фiльтрувальний (або промокальний) папiр капнути кiлька крапель бензину. За великої кiлькостi смол пiсля випаровування на паперi залишаться кiльця жовто-коричневого кольору. Таке пальне можна використовувати, тiльки попередньо розвівши його 1:2 чистим бензином.

Показник “колір” не є бракувальним для бензинів, що тільки-но надійшли до споживача й не зберігалися, оскільки стандарт допускає під час виробництва бензинів уведення присадок і добавок, допущених у встановленому порядку, які можуть змінювати колір. Крім того, ВАТ “Лисичанськнафторгсинтез” дозволено забарвлювати бензини барвником “Судан-синій-673”, за чинними нормативними документами, в концентрації не більше як 40 мг/кг бензину. Тому нині визначити за кольором: стандартний бензин чи підроблений, — неможливо.

Бензини, вироблені за державними стандартами та галузевими стандартами, характеризуються підвищеною температурою кінця кипіння — до 215°С. Користувачам цю особливість потрібно обов’язково враховувати, оскільки за непрогрітого двигуна можливе неповне згоряння пального, внаслідок чого підвищується його витрата, знижуються економічність і потужність двигуна. Крім того, частина пального, що не згоріла, стікаючи по стінках циліндрів, змиває плівку мастильного матеріалу, спричинюючи збільшене спрацювання деталей двигуна й погіршення якості моторної оливи. Для цієї групи бензинів на період від 1 жовтня до 1 квітня показник “Температура початку перегонки” не нормується.

Гарантійний термін зберігання бензинів, виготовлених за ДСТУ, — три роки.
Дизельне паливо — прозора, в’язкіша, нiж бензин, масляниста рiдина вiд жовтуватого до свiтло-коричневого кольору густиною 780–860 кг/м3. Одержують дизельне паливо прямою перегонкою нафти з додаванням до 20% продуктiв каталiтичного крекiнгу.

Паливо повинно мати: добру прогонність, особливо за низьких темпера-тур; оптимальний фракцiйний склад i вiдповiдну в’язкiсть, щоб забезпечувати якiсне сумiшоутворення й надiйно змащувати деталi системи живлення; вiдповiдну cамозаймистiсть, яка забезпечить м’яку, бездимну та економiчну роботу двигуна у рiзних режимах.
Надiйнiсть подавання дизельного палива залежить вiд прогонності (здатність проходити) через елементи системи живлення, здебільшого через фiльтри очищення. В разі порушення їхньої роботи зменшується, а iнодi й зовсiм припиняється циклове подавання палива, падає тиск його впорскування. На характер надходження палива через систему живлення двигуна впливають його в’язкість i низькотемпературнi властивостi, а також забрудненiсть механiчними домiшками та водою.

Якщо паливо має високу в’язкiсть, його фiльтрацiя ускладнена, що може призвести до порушення подавання палива насосом. За малої в’язкостi порушується дозування палива внаслiдок просочування його мiж плунжером i гiльзою насоса високого тиску. Крiм того, дизельне паливо є мастильним матерiалом для прецизiйних деталей системи живлення, тому показники мiнiмальної й максимальної його в’язкості регламентуються.
В’язкiсть i низькотемпературнi властивостi палива взаємопов’язанi та негативно впливають на його прогонність, особливо за низьких температур.

Подавання палива за низьких температур може порушитися через забивання фiльтрiв кристалами парафiну. Такий стан палива визначається температурою помутнiння. Це температура, в разі охолодження до якої паливо втрачає прозорiсть унаслiдок видiлення мiкрокристалiв парафiну, церезину та льоду. Для надiйного подавання палива в двигун узимку ця температура має бути на 3...5°С нижчою за температуру навколишнього середовища.

Низькотемпературнi властивостi палива характеризує й температура застигання, за якої паливо втрачає свою текучiсть.
Застигання палива настає за зниження температури на 5...15°С пiсля його помутнiння. Температура застигання — важливий показник дизельного палива — визначає можливiсть його використання за певної температури та входить в умовне позначення зимових дизельних палив.

Але температури помутнiння i застигання дизельного палива не завжди вiдтворюють реальну картину поведiнки дизельного палива в зимових умовах його використання, вони слугують лиш орiєнтиром для визначення можливостi використання палива за низьких температур.

Точнiше характеризує прогонність палива за низьких температур гранична температура фiльтрованостi палива. Це температура, за якої паливо, пiсля охолодження в певних умовах, здатне ще проходити через фiльтр із установленою швидкiстю.Визначають граничну температуру фiльтрованостi за допомогою спецiального приладу.
 Дослiдження свідчать, що гранична температура фiльтрованостi дизельного палива, зазвичай, буває нижчою за температуру помутнiння, але вищою за температуру застигання. Однак перебування її в цьому iнтервалi температур може бути рiзним і залежатиме від вуглеводневого складу палива.

Збiльшення в’язкостi палива спричиняє збiльшення краплин у факелi, що значно погiршує розпилювання й випаровування палива. Паливо з великою в’язкiстю догорає в кiнцi такту розширення, знижуючи економiчнiсть i пiдвищуючи димнiсть вiдпрацьованих газiв.

З іншого боку, паливо з малою в’язкiстю теж погiршує процес сумiшоутворення. Під час його розпилювання утворюються дрiбнi краплi, швидкiсть яких у стисненому повiтрi швидко падає, утворюючи укорочений факел. Унаслiдок цього не весь об’єм камери згоряння використовується для приготування однорiдної сумiшi i не все повiтря бере участь у сумiшоутвореннi, що спричиняє надлишок палива й неповне його згоряння.

Густина дизельного палива впливає на сумiшоутворення приблизно так само, як i в’язкiсть. Із пiдвищенням густини збiльшується довжина факела, знижується економiчнiсть i зростає димнiсть вiдпрацьованих газiв.
Дизельне паливо повинно мати цiлком певний фракцiйний склад. Використання палива як важкого, так i легкого фракцiйного складу призводить до порушення роботи двигуна. У першому варіанті внаслiдок його незадовiльного випаровування вiдбувається невчасне самозаймання i неповне згоряння, що призводить до змивання оливи зі стiнок цилiндрiв, збiльшення нагару, розрiдження оливи в картерi. У другому — ускладнюється пуск двигуна, збiльшується жорсткiсть його роботи. Вплив фракцiйного складу палива на сумiшоутворення рiзних типiв двигунiв неоднаковий. Двигуни з вихорокамерним сумiшоутворенням, унаслiдок сприятливіших умов згоряння, менш чутливi до фракцiйного складу палива, нiж двигуни з безпосереднiм впорскуванням.

Стандартом передбачається визначати температури перегонки 50 і 96% палива (90% — у палива народногосподарського призначення), де: t50% — впливає на його пусковi властивостi, t96% і t90% — є температурами кiнця перегонки i свiдчать про наявнiсть важких фракцiй, якi погiршують сумiшоутворення.
Згідно з ДСТУ 3868–99, чинним від 01.09.1999 року, для швидкохідних дизелів автотракторної техніки виготовляють такі марки дизельного палива:
Л — літнє, рекомендується для використання за температури повітря не нижче мінус 5°С. За згодою із користувачем допускається виробляти дизельне паливо з температурою застигання не вище 0°С , за мінімальної температури повітря на місці застосування не нижче 5°С;
З — зимове, рекомендується для використання за температури повітря не нижче мінус 15°С. За згодою з Міноборони України допускається виробляти й застосовувати паливо з граничною температурою фільтрованості не вище мінус 25°С.
За вмістом сірки дизельні палива розподіляють на чотири види, а за температурою спалаху в закритому тиглі — на дві групи.

Умовне позначення дизельного літнього палива з масовою часткою сірки до 0,10% і температурою спалаху в закритому тиглі не нижче 40°С — Паливо дизельне Л-0,10–40 за ДСТУ 3868–99.

Умовне позначення дизельного зимового палива з масовою часткою сірки до 0,20% і температурою застигання не вище мінус 25% — Паливо дизельне Л-0,20-(-25) за ДСТУ 3868–99.

З огляду на зростання потреб у дизельному паливi з’явилися палива, які мають підвищену температуру кінця кипіння. Для цих палив наявність важ-ких фракцій обмежується показником: 90% палива переганяють за температури не вище 360°С. Відтак можна збiльшити ресурси дизельного палива на 3–4% завдяки глибшому вiдбору з нафти прямогонних фракцiй із температурою википання, на 25...30°С вищою за температури википання стандартного літнього дизельного палива. Палива з пiдвищеною температурою кiнця кипiння називають народногосподарськими.
Паливо дизельне народногосподарське, згідно з ТУ У 22340203.019–2000, готують змішуванням прямогінних фракцій нафти і середньодистилятних фракцій вторинних процесів переробки нафти. Паливо призначене для високофорсованих дизельних двигунів наземної техніки. Основні фізико-хімічні показники, за якими це паливо різниться з паливами, виготовленими за ДСТУ 3868–99.

Залежно від умов застосування, виробляють дві марки палива:
Лнг — літнє, рекомендується для застосування за температури повітря не нижче 5°С;
Знг — зимове, рекомендується для застосування в регіонах, де температура повітря не нижче мінус 5°С.
За вмістом сірки паливо поділяють на підгрупи (див. табл 4). Паливо підгрупи ІІІ має допуск для вироблення до 01.07.2005 
Приклади позначення палива літнього з масовою часткою сірки до 0,10% і температурою спалаху в закритому тиглі не нижче 40°С:
Паливо дизельне народногосподарське Лнг-0,10-40 за ТУ У 22340203.019–2000;
палива зимового з масовою часткою сірки до 0,50% і температурою застигання не вище мінус 15°С:
Паливо дизельне народногосподарське Знг-0,50-(-15)  за ТУ У 22340203.019–2000.

Якщо під час виготовлення сурогатів автомобільних бензинів щось потрібно “хімічити”, то з дизельними паливами все значно простіше. Промисловість випускає паливо, яке за більшістю показників подібне до дизельного, але значно дешевше за нього — це паливо пічне побутове (ППП).

Паливо пічне побутове виготовляють із дистилятних фракцій прямої перегонки нафти й дистилятів термічного, каталітичного крекінгу i коксування. Характеристику палива, відповідно до ГСТУ 320.00149943.010–98.

За зовнішнім виглядом це легкорухома малосмолиста рідина від світло-коричневого до чорного кольору. ППП є найпоширенішим паливом у сільському господарстві для теплогенеруючих установок (парові та водогрійні котли, зерносушарки тощо)

Основні показники ППП наближають його до дизельного палива, за ви-нятком зовнішнього вигляду, цетанового числа й фактичних смол. Крім того, ППП має ширший фракційний склад порівняно з дизельним паливом.

Для палива, яке поставляють у роздрібну торгівлю населенню, встановлюють показники якості: 96% переганяється за температури не вище 360°С; в’язкість кінематична — не більше 6,0 мм2 /с .

Робота дизельних двигунів на ППП, як свідчить практика, призводить до інтенсивного осмолення деталей системи живлення, внаслідок чого виходять із ладу форсунки й паливні насоси (були випадки навіть заклинювання плун-жерів насосів). Крім того, якщо двигун працює на паливі з вмістом сірки 1,1%,  інтенсивніше спрацьовуватимуться присадки моторної оливи, а тому термін її роботи в двигуні потрібно зменшити вдвічі, інакше двигун вийде з ладу.
Щоб уникнути всіх цих неприємностей, треба в разі найменшої підозри (це стосується насамперед кольору) провести аналіз палива. Лабораторний аналіз для висування претензій нафтопостачальним організаціям щодо якості нафтопродуктів можна зробити в лабораторіях навчальних закладів, науково-дослідних організацій або машинно-випробувальних станцій за заявками підприємств і організацій сільського господарства.

 

А. Окоча, доцент НАУ

Інтерв'ю
Олександр Ярещенко, заступник директора з наукової роботи Інституту садівництва НААН
Ягідництво називають однією із найперспективніших галузей АПК. Саме сюди і початкуючі, і досвідчені аграрії  вкладають великі суми грошей. Про те,  за якими критеріями слід обирати культури
Ольга Насонова, ресторанний експерт, концептолог і аналітик
В Європі та Америці вже давно цінується все, що відрізняється від масового продукту в маркетах, так званий hand made, до якого відносяться в тому числі і продукти, вирощені на приватних фермерських

1
0