Як контролюється якість паливно-мастильних матеріалів?

Вміст механічних домішок і води можна визначити відстоюванням середньої проби. Для цього потрібно мати відстійник об’ємом 100 мл. Він являє собою скляну місткість (рис. 3), яка в нижній частині переходить у вузьку трубку. Трубка проградуйована до 10 мл через 0,5 мл, за цими поділками визначають кількість води й механічних домішок. Середню пробу малов’язкого палива старанно перемішують, швидко наливають у відстійник до рівня 100 мл і витримують 25–30 хв у вертикальному положенні. Процентний вміст дорівнює об’єму осаду, за наявності води осад складається з двох частин: верхня — вода, нижня — механічні домішки. Більш в’язке паливо для прискорення відстоювання ставлять у гарячу (50…60°С) воду. Оливу, позаяк у ній домішки осідають дуже повільно, розводять бензином. Для цього середню пробу оливи наливають у відстійник до рівня 25 або 50 мл і додають чистий бензин до рівня 100 мл. Суміш старанно перемішують, потім відстійник опускають у теплу воду. Процентний вміст механічних домішок визначають, помноживши їх кількість у мілілітрах на 4, якщо взято 25 мл оливи; або на 2, якщо взято 50 мл. Наявність абразивних домішок в оливі можна визначити так: на чисте сухе плоске скло наносять одну-дві краплі середньої проби оливи та накривають другим таким самим склом і, щільно притискуючи, переміщають їх одне відносно одного; якщо в оливі є абразив, чути характерний різкий звук; дослід повторюють 3–4 рази, щоразу з новою пробою. У разі виявлення абразивних домішок оливу використовувати не можна. Активні сірчисті сполуки. Сірчисті сполуки за корозійною активністю поділяють на активні та неактивні. Сірководень, меркаптани та вільна сірка належать до групи активних речовин, що спричиняють корозію металів. Решта сірчистих сполук є неактивними, вони становлять основну їх частину і менш шкідливі. Тому дуже важливо за експлуатації двигуна на паливі з високим вмістом сірки підтримувати оптимальний тепловий режим (рис. 4), оскільки в зоні високих температур проявляється газова корозія, а в зоні низьких температур — рідинна корозія. За роботи двигунів на паливі з високим вмістом сірки утворюється більше твердого і щільного нагару, частинки якого, потрапляючи в оливу, прискорюють спрацювання циліндро-поршневої групи. Для визначення наявності активних сірчистих сполук відполіровану пластинку з чистої електролітичної міді занурюють в паливо і витримують три години за температури 50°С або 24 години за кімнатної температури. Якщо на пластинці з’явилися чорні плями або темно-сірий наліт, то у паливі наявні активні сірчисті сполуки (його використовувати не можна). Водорозчинні (мінеральні) кислоти й луги. Одна з основних вимог до нафтопродуктів — мінімальна корозія металів, з якими вони контактують (корозія зумовлена наявністю в нафтопродуктах хімічно активних речовин, які можуть потрапити під час транспортування, зберігання, а також унаслідок послабленого контролю за процесом очищення). Органічні кислоти за корозійною активністю значно слабші за водорозчинні, спричиняють корозію тільки кольорових металів, тому наявність їх у нафтопродуктах допускається та обмежується у паливах показником “кислотність”, а у мастильних матеріалах — “кислотне число” (див. нижче). Для визначення наявності водорозчинних кислот і лугів у ділильну лійку наливають приблизно однакову кількість нафтопродукту і гарячої дистильованої води, старанно перемішують протягом 3–4 хв і дають відстоятися. Через кран нижній водний шар (витяжку) зливають у дві пробірки. В одну додають одну-дві краплі фенолфталеїну. Якщо витяжка забарвлюється в рожевий або малиновий колір, то в продукті є луги. У другу пробірку додають одну-дві краплі метилового оранжевого індикатора. Поява рожевого або червоного забарвлення свідчить про наявність кислоти; в нейтральному або лужному середовищі забарвлення жовто-рожеве. Нафтопродукт придатний до використання, якщо реакція водної витяжки нейтральна. Смоли в паливі. Смолисті речовини — складні сполуки вуглецю, водню, кисню, іноді сірки. Вони надають нафтопродуктам темного кольору. Наявність смолистих речовин у паливі призводить до підвищеного нагароутворення, а в оливах — до утворення липких осадів на деталях двигунів. Фактичні смоли — це смолисті речовини, які є в нафтопродуктах, і вміст їх нормується стандартами. Для визначення вмісту фактичних смол піпеткою 1 мл бензину поміщають на сферичне скло і підпалюють (пробу дизельного палива розводять такою самою кількістю безкольорового бензину, що не містить смол). Після згоряння залишаються жовті або коричневі кільця. Що більше смол у паливі, то темніший залишок і більший діаметр плями. Приблизне співвідношення діаметра (мм) і кількості смол (мг/100 мл):6/4, 8/11, 10/20, 12/32, 14/43, 16/56, 18/70, 20/85, 22/102, 24/120. За відсутності у паливі смол на склі залишаються малопомітні світлі кільця. В’язкість. В’язкість — одна з найважливіших характеристик нафтопродуктів, це властивість рідини чинити опір взаємному переміщенню її шарів під дією зовнішньої сили. Підвищення в’язкості дизельного палива ускладнює подачу і розпилювання, а зниження — призводить до збільшення спрацювання паливної апаратури та до втрат. В’язкість оливи впливає як на режим змащування, так і на експлуатаційні характеристики механізмів: крутний момент, надійність пуску тощо. На практиці для оцінки нафтопродуктів використовують кінематичну в’язкість — питомий коефіцієнт внутрішнього тертя, відношення динамічної в’язкості до густини за тієї самої температури (м2/с, частіше мм2/с). Для цього використовують польовий віскозиметр ПВ-3 (рис. 5). У віскозиметрі розміщено п’ять пробірок з еталонними оливами, в’язкість яких за температури 100°С дорівнює 4,6,10,16 і 22 мм2/с. Останню пробірку заповнюють зразком, який досліджують. Усі пробірки мають сталеві кульки та розміщені в металевій оправі, закручені пробками. Дія польового віскозиметра грунтується на порівнянні в’язкості підконтрольної оливи з еталонною з використанням швидкості опускання металевих кульок. Найефективнішим способом підвищення мийно-диспергувальних властивостей олив (здатності забезпечувати належну чистоту деталей, запобігати утворенню великих часток продуктів окислення, а за їх появи — руйнувати їх, нейтралізувати кислі продукти неповного згоряння палива й окислення оливи) є застосування однойменних присадок. Одним із показників, за яким можна судити про наявність цих присадок в оливі, є лужне число. Лужне число — кількість лугу КОН (мг), еквівалентна кількості соляної кислоти, витраченої на нейтралізацію лугів у 1 г оливи. Кислотне число, як зазначалося, характеризує наявність в оливі органічних кислот — кількість лугу КОН (мг), що потрібна для нейтралізації кислот в 1 г оливи. Суть спрощеного визначення лужного й кислотного чисел полягає в розведенні розчинником проби оливи та обробці отриманої суміші спиртовим розчином соляної кислоти (їдкого калію) для нейтралізації сполук лужного (кислотного) характеру. Різниця між кількістю кислоти (лугу), взятої для обробки оливи і кількістю екстрагованої водою кислоти (лугу) еквівалентна вмісту лужних (кислотних) сполук в оливі. Якість мастил можна визначити за кольором, водостійкістю, масною плямою тощо. У Графітного мастила колір чорний або чорно-зелений; у Консталінів, 1–13 жирове — жовтий; № 158 — синій. Водостійкість: мастила Літол — 24; Солідоли та Уніоли — водостійкі й не омилюються; Консталіни, 1–13 жирове, ЯНЗ–2 — не водостійкі й у воді “намилюються”. Визначення температури крапання за допомогою масної плями проводять так: грудочку мастила діаметром 5 мм кладуть на фільтрувальний папір і підігрівають на електроплиті або іншому джерелі тепла. Мастила низькотемпературні — Гарматне, вазелін ВВТ-1 — за температури 60…70°С розплавляться зовсім, залишаючи рівну світло-жовту або коричневу пляму. Солідоли утворюють пляму з м’яким світло-коричневим залишком у середині фільтра. Зазвичай залишок жирових солідолів світло-коричневий, а синтетичних — коричневий. Високотемпературні мастила: Літол-24, Уніоли, 1–13 жирове — не розплавляються, але залишають навколо грудочки масну пляму. Під час транспортування та зберігання палива та оливи можуть змінювати свою якість внаслідок змішування, обводнення і забруднення механічними домішками. Змішування може бути в разі заливання у резервуар неоднакових сортів паливно-мастильних матеріалів, і воно пов’язане з неякісним обслуговуванням і станом резервуарів. Доступний і простий метод зневоднення палив та олив — відстоювання. Цим методом можна вилучити з нафтопродуктів більшу частину води й механічних домішок. Відстоювання застосовують як самостійний процес відновлення якості нафтопродуктів і як попередній перед фільтруванням. Бензин відстоюють за звичайної температури, а дизельне паливо, для прискорення зневоднення, попередньо підігрівають до 50…60°С, потім відстоюють і фільтрують. Оливи зневоднюють, підігріваючи їх до температури 70…80°С упродовж кількох годин і відстоюють. Якщо вода в оливі залишилась і після цих операцій, її слід підігріти до 105…110°С і витримати за такої температури до повного випаровування води. При цьому слід пам’ятати, що обводнена олива за нагрівання понад 100°С сильно піниться, внаслідок чого можливий її викид. Механічні домішки із палив та олив видаляють, як зазначалося, відстоюванням із дальшим фільтруванням у чистий резервуар. Для прискорення відстоювання оливи її можна підігрівати до 60…80°С (залежно від в’язкості). Поряд із фільтруванням у практиці широко застосовують відцентрове очищення (сепарацію). Нафтопродукти, що різняться за якісними показниками від норм стандартів понад величину допустимих відхилень, не можуть застосовуватися в техніці, тому їх потрібно поправляти (коригувати). Коригування якості палив та олив за такими показниками, як в’язкість, густина, вміст сірки й фактичних смол, октанове (метанове) число проводиться змішуванням із продуктом тієї самої марки, але що має запас якості за відповідним показником. Співвідношення продуктів, потрібних для змішування, визначають за формулою М1=(К—К2)/(К1—К) х М2,Де М1 — кількість продукту, що має запас якості, кг; М2 — кількість нафтопродукту, що виправляється, кг; К — значення показника, який слід одержати після виправлення нафтопродукту; К1 — значення показника продукту, що має запас якості;К2 — значення показника некондиційного продукту. Під час змішування палива спочатку в резервуар закачують продукт більшої густини, потім у нижню частину — меншої густини. Для перемішування суміш не менш як тричі перекачують за схемою: резервуар — насос — резервуар. Змішування закінчують, коли суміш у різних шарах буде однорідною й аналіз підтвердить відповідність вимогам стандарту або ТУ. Аналіз проводять через 3–4 год після змішування. Оливи змішують у змішувачах, попередньо підігрівши їх до температури 60…80°С, і цю температуру витримують протягом усієї операції змішування та 2 год опісля. Потім перевіряють її однорідність і відповідність стандарту або ТУ. Якщо суміш неоднорідна, змішування повторюють. Значення фізико-хімічних показників суміші продуктів, за винятком в’язкості й температури спалаху, можна визначити за формулою: Х=(Х1М1+Х2М2/)/(М1+М2,)де Х — значення показника, яке слід одержати в результаті змішування; Х1 і Х2 — значення показника продукту до змішування і того, що додається; М1 і М2— кількість продукту, якість якого виправляється, і того, що додається. Нафтопродукти — суміші, що довго не зберігаються, тому їх слід відразу ж використати.

А. Окоча, Я. Білоконь, доценти НАУ