Cтраница 4
Нефтяные масла представляют собой сложную смесь парафиновых, нафтеновых, ароматических и наф-тено-ароматических углеводородов, а также кислородных, сернистых и азотистых производных. При работе двигателя масла подвергаются глубоким химическим превращениям - окислению, полимеризации, алки-лированию, разложению и др. При этом образуются кокс, смолистые, асфальтовые и другие вещества, от латающиеся на поршне, поршневых кольцах, канавках двигателя и вызывающие их выход из строя и поломку. В процессе длительной работы двигателя образовавшиеся вещества ухудшают положительные свойства масел, в результате чего повышается износ двигателя и снижается его мощность и моторесурс. Продукты окисления масел вызывают также коррозию деталей двигателя. [46]
Механические загрязняющие примеси попадают в масло из окружающей среды или в условиях эксплуатации ( двигатели внутреннего сгорания, металлорежущие станки) и снижают качество масла при их накапливании. Сажистые продукты, образующиеся при сгорании топлива, повышают вязкость масла при накоплении в нем и ухудшают отвод тепла маслом от трущихся поверхностей. Металлические или прочие твердые загрязнения могут привести к повреждению узлов трения. Отложения и коллоидно диспергированные продукты окисления масла, а также присадки, подвергнутые термическим или окислительным изменениям, вместе с тонко диспергированными механическими примесями и водой представляют собой особый тип твердых веществ. Они могут забивать фильтры, маслопроводы и смазочные канавки или осаждаться на стенках цилиндров двигателя и вследствие этого препятствовать отводу тепла. При режиме смешанного трения образуются мелкие металлические частицы. Процесс старения приводит к потемнению масла и увеличению вязкости. Последнее может быть также вызвано испарением летучих компонентов масла в условиях воздействия высоких температур. [47]
В трансформаторах, снабженных расширителями, все же не удается полностью избежать окисления и увлажнения масла. Уже после нескольких лет эксплуатации трансформатора приходится принимать меры к регенерации масла, тем не менее в течение 10 - 15 лет работы происходит существенное увлажнение изоляции обмоток вследствие поглощения влаги из масла. Для дальнейшего замедления процесса увлажнения и окисления масла применяют воздухоосушители и термосифонные фильтры. И тот и другой представляют собой сосуды, заполненные силикагелем - веществом, поглощающим влагу и продукты окисления масла. Воздухоосуши-тель присоединяют IK расширителю таким образом, чтобы в него поступал только осушенный воздух. Термосифонный фильтр присоединяют с помощью труб к нижней и верхней частям бака. [48]
Образование на металлической поверхности пленок компонентами масла происходит в условиях конкуренции за место на поверхности между различными веществами, обладающими химической или полярной активностью. Эта конкуренция действует, по-видимому, в основном во время хемосорбции, и в ней могут принимать участие как активные элементы присадки, так и компоненты базового масла. Иногда им может оказаться вещество с высокой полярной, но слабой антизадирной эффективностью, например антиокислительная или антикоррозионная присадка или продукты окисления масла. В результате эффективность антизадирной присадки может быть снижена. [49]
Нагар образуется из лакообразной пленки, представляющей собой загустевшее после испарения легких фракций масло. Откладываясь на металлических частях и подвергаясь окисляющему действию горячего воздуха, масляные отложения карбонизируются, образуя в конечной стадии своего превращения соединения типа асфальтенов и твердых углистых образований - карбоидов. Таким образом, образование нагара вызывается окисляемостью масла. Сказанное подтверждается исследованием нагаров воздушных компрессоров, показавшим, что основную их массу ( до 50 о) составляют асфальто-геновые кислоты, представляющие продукты окисления масла. Вносимая воздухом пыль отлагается вместе с нагаром, способствуя окислению масла и затвердеванию нагара. [50]
Большой практический интерес представляет влияние среды на тепловое старение бумажной изоляции. Следует иметь в виду, что исследование этого вопроса, несмотря на кажущуюся простоту, на самом деле является далеко не простым с методической точки зрения. Дело в том, что при исследованиях теплового старения в разных средах, например в жидких диэлектриках, необходимо учитывать ряд условий, без чего получаемые результаты могут быть обесценены, так как не может быть установлена причинная связь в процессах теплового старения и вызванных последним изменениях характеристик материала. В процессе теплового воздействия может происходить старение - окисление самой жидкой среды, например нефтяного масла, с появлением кислых продуктов, каталитически влияющих как на дальнейшее, более углубленное старение самого масла, так и на старение находящейся в нем бумажной изоляции. Материалы разной плотности будут по-разному сорбировать продукты окисления масла, что также может повлиять на результаты старения. Большое значение имеют при старении бумаги условия доступа воздуха и удаление летучих продуктов термоокислительной деструкции. [51]
Исследованные присадки к маслам характеризуются нами главными спектроскопическими признаками: положением, интенсивностью и формой полос ИК-поглощения. Для характеристики присадок в масле, то есть в растворе, используется метод компенсационных ИК-спектров. ИК-спектроскопия применяется для исследования масел и их окисления сравнительно давно. Однако вследствие чрезвычайной сложности состава окисленного масла возникло ошибочное мнение о нецелесообразности применения ИКС для изучения таких систем. Это неверное мнение особенно укрепилось, когда было установлено, что продукты окисления масла с присадками, существенно изменяющие его эксплуатационные характеристики, образуются в нем в сравнительно небольших количествах ( от 0 01 до I вес. Действительно, в обычном ИК-спектре окисленного масла ( см. рис Л, спектры I и 2) поглощение столь малого количества продуктов окисления было таким незначительным, что ИК-спектр окисленного масла почти во всем исследованном диапазоне спектра практически не отличался от ИК-спектра масла до окисления. Только в области около 1700 смГ1, где поглощение свежего масла незначительно, в спектре окисленного масла появляется сильная полоса, относящаяся к валентным колебаниям карбонильной группы. [52]
Тонкую очистку масла обеспечивают фильтры, обладающие способностью задерживать мельчайшие частицы, содержащиеся в масле. Фильтры тонкой очистки имеют относительно малую пропускную способность. Чтобы не допустить прекращения подачи масла в масляную магистраль для смазки двигателя, фильтры тонкой очистки включаются на ответвлении основного потока, через которое проходит 10 - 15 % масла основного потока. Отфильтрованное масло из фильтра тонкой очистки стекает в картер двигателя. Элемент тонкой очистки задерживает абразивные частицы механических примесей, прошедшие через элементы щелевых фильтров, а также продукты окисления масла - смолы, асфальтепы, карбены. Благодаря этому масло значительно улучшает свои свойства, снижается абразивный износ трущихся поверхностей двигателя и уменьшается нагаро - и лакообразова-ние на цилиндро-поршневой группе. [53]