Тема 13. Контроль качества моторных масел.

 

13.1 Браковочные показатели моторных масел.

 

Наименование показателя	Предельное значение
Вязкость кинематическая при 100°С	± 20% от вязкости свежего масла при его разбавлении топливом; ± 30% от вязкости свежего масла при отсутствии в нем топлива
Температура вспышки, определяемая в открытом тигле, °С, не ниже
Щелочное число, мг КОН на 1г масла, не менее для масел: М10В2(С) М10Г2(ЦС) М14Г2(ЦС) М16Г2(ЦС) М14ГД(ЦЛ20) М14Д(ЦЛ30)	1,0 3,0 3,0 3,0 9,0 15,0
Массовая доля нерастворимого осадка, %	Для крейцкопфных дизелей 1,0 для масла М10В2(С) 3,0; для всех остальных двигателей 4,0
Массовая доля воды, %	Для дизелей с многослойными тонкостенными вкладышами 0,3; для всех остальных дизелей 0,5
Диспергирующая способность (капельная проба)	0,3 усл. ед.

В процессе эксплуатации двигателя происходит естественное ухудшение качества масла (часто называемого старением), интенсивность которого зависит от режима работы, технического состояния двигателя, качества сжигаемого топлива, эффективности средств очистки масла, емкости циркуляционной системы и пр. При аварийных ситуациях происходит резкое изменение одного или нескольких показателей масла, что вызывает необходимость срочной его замены. Смена масла по аварийным обстоятельствам, главным образом из-за попадания в масло воды или топлива, происходит намного чаще, чем в результате старения масла. В малооборотных дизелях, благодаря особенностям их конструкции и обслуживания, масло в циркуляционной системе работает 50÷60 тысяч часов и более, и смена его производится чаще всего в связи с аварийными ситуациями.

Изменение вязкости может происходить вследствие испарения из масла легких фракций накопления механических примесей, попадания топлива, воды и образования эмульсий.

Накопление механических примесей (нерастворимого осадка) происходит в результате окислительных процессов, поступления продуктов износа, нагара и др. Основная роль в очистке масла от механических примесей отводится сепарации.

Температура вспышки масел лежит в пределах 200÷230°С. Её уменьшение связано с попаданием топлива в масло, так как температура вспышки топлива значительно ниже, чем у масла. Понижение температуры вспышки служит сигналом возможного взрыва паров масла в картере, из-за чего установлен нижний предел температуры вспышки 170°С.

В условиях эксплуатации общее щелочное число (ОЩЧ) масла сначала резко понижается (до 60÷70% первоначального), затем стабилизируется и может оставаться постоянным на протяжении длительного времени. Это объясняется неизменностью содержания серы в топливе и расхода смазочного масла. На общее щелочное число масла влияют температура стенок цилиндров и расход масла. Понижение температуры стенок цилиндров влечет за собой снижение щелочности масла за счет повышенного расхода щелочи на нейтрализацию неорганических кислот.

Понижение ОЩЧ до определенного предела обеспечивает защиту ЦПГ от коррозионного износа, но его может оказаться недостаточно для предотвращения нагароотложений. При увеличенных отложениях нагара на деталях ЦПГ следует повысить ОЩЧ, особенно при использовании тяжелого топлива.

Вода в масло может поступать вследствие конденсации влаги на стенках цистерн, протечек в паровых обогревательных змеевиках, нарушения герметичности систем охлаждения, после неправильной сепарации и пр. Содержание воды в масле приводят к ряду нежелательных явлений. Ухудшаются защитные свойства масла, из-за истощения моющее-диспергирующих и других присадок водой, вследствие чего возрастают износ и коррозия деталей, ускоряется загрязнение двигателя, укрупняются загрязняющие частицы, которые осаждаясь в технологических отверстиях и застойных зонах.

Вода в смазочном масле может находится в трех стадиях и фазах. Первая фаза известна как растворенная или абсорбированная вода, она характеризуется дисперсным растворением молекул воды по всему объему масла.

Как только количество воды превышает максимальный уровень ее растворимости, масло становится насыщенным. В этом случае вода в масле находится во взвешенном состоянии в виде микроскопических капель известных как эмульсия.

Добавление большого количества воды в водомасляную эмульсию ведет к разделению двух фаз с образованием слоя свободной воды и эмульсии.

Основными источниками загрязнения смазочного масла водой являются:

Абсорбция. Масло до определенной степени гигроскопично, т. е. может абсорбировать влагу напрямую из окружающей среды. Количество абсорбированной влаги зависит от относительной влажности воздуха и точки насыщения масла растворенной в нем водой. Абсорбированная вода всегда растворяется в масле, но затем может вследствие изменения температуры или давления сконденсироваться в свободное или эмульгированное состояние

Конденсация. Влажный воздух, проникающий в места хранения масла, обычно служит причиной конденсации влаги на стенках и потолке над уровнем масла. Частые циклические колебания температуры могут значительно повысить скорость конденсации. В итоге, конденсат собирается в крупные капли и стекает по стенкам на дно, формируя слой свободной воды.

Теплообменные аппараты. Корродированные или негерметичные теплообменники являются обычным источником загрязнения смазочного масла водой. В аварийных случаях, повреждение теплообменника служит причиной попадания большого количества воды во внутренний объем механизма.

Сгорание (окисление), нейтрализация. Одним из побочных продуктов сгорания топлива в дизелях является вода. Она объединяется с влагой принесенной продувочным воздухом. Вода может также образовываться в масле как продукт химической реакции в результате определенных типов коррозионных и окислительных процессов. В моторных маслах вода также формируется в процессе нейтрализации продуктов сгорания щелочными присадками масла.

 

13.2 Отбор проб моторных масел из циркуляционной системы смазки

 

1. Для контроля за изменениями физико-химических показателей моторных масел в процессе эксплуатации дизеля и сопоставления этих величин с показателями предельного состояния должны отбираться пробы из циркуляционной системы смазки.

2. Отбор проб производить по следующим интервалами:

- масел со сроком смены менее 2000 часов через каждые 200 часов работы;

- для масел со сроком смены от 2000 до 4000 часов через каждые 500 часов работы;

- для масел со сроком смены от 4000 до 10000 часов и выше через каждые 1500 часов работы;

- за 1-2 суток до прихода в порт.

Для контроля в судовых условиях за показателями «Содержание воды и температура вспышки» отбор проб производится через каждые 250 часов работы.

Отбор проб масел для теплотехнической лаборатории производится в случае аварии дизелей, обводнения масла, обнаружения повышенных износов или коррозии, окончания обкатки двигателя после его ремонта, если не производится замена масла.

3. Отбор проб производить непосредственно из циркуляционного трубопровода до средств очистки только во время работы двигателя в пробоотборник судовой лаборатории или унифицированную тару для отбора проб. Для этой цели можно использовать и стеклянные бутылки вместимостью 0,5л. Емкости для отбора проб должны быть тщательно вымыты, просушены. Объем отбираемый пробы должен составлять не менее 400мл.

4. Перед отбором пробы следует вытереть пробный кран и выпустить из него вдвое больше масла, чем застоялось в кране и в подводящей к нему трубе. Тара с отобранной пробой закупоривается пробкой и снабжается информационной картой с указанием:

- наименование судна;

- марки и номера двигателя;

- место отбора пробы;

- марки масла;

- марки топлива и массовой доли серы в нем;

- времени работы масла с момента заливки его в систему;

- периодичности и продолжительности сепарации;

- дата отбора пробы;

- фамилии и должности отобравшего пробу.

5. Для закупорки бутылок не следует применять резиновый пробки.

6. Отбор проб свежих моторных масел из цистерн, танков при бункеровке производится в соответствии с ГОСТ 2517.

Более конкретные сведения об организации контроля качества для данной конструкции двигателя указываются в инструкции по эксплуатации завода-изготовителя, рекомендацей которого следует неукоснительно руководствоваться.

 

Вопросы для самопроверки:

1. Назвать браковочные показатели моторных масел.

2. Назвать основные источники загрязнения масла водой.

3. Как изменяется вязкость масла в процессе эксплуатации двигателя?

4. Периодичность отбора моторных масел в процессе эксплуатации.

5. Как производится отбор проб?