Авиамасла. Получение и очистка авиационных масел. Урок 5

1.

Урок 5
Авиамасла
Получение и очистка
авиационных масел

2.

В двигателях и других механизмах масло
выполняет следующие функции:
• уменьшение износа трущихся деталей;
• снижение мощности, затрачиваемой на трение;
• отвод тепла от нагретых деталей машин;
• защита деталей от коррозии;
• очистка пространства между трущимися
поверхностями от продуктов износа и
механических примесей;
• уплотнение зазоров между деталями;
• используются в качестве рабочих жидкостей
гидроустройств.

3.

Вопрос 1
Получение минеральных масел
• Сырьем для получения смазочных масел является мазут.
• Основным способом переработки мазута на смазочные масла
является фракционная перегонка.
• Температура кипения при атмосферном давлении большинства
масляных фракций лежит выше температуры их расщепления
(крекинга), поэтому перегонку мазута проводят в вакууме ( 40-50
мм.рт.ст.) в присутствии водяного пара.
• Мазут нагревают в трубчатой печи до температуры 425 С и в
вакуумной ректификационной колонне разделяют на фракции.
• В верхней части колонны отбирается газойлевый (соляровый)
дистиллят, идущий на приготовление дизельного топлива и
частично загустевшего масла (приборного, трансформаторного и
масел для ТРД). В средней части колонны – индустриальные
масла, автол. Эти масла получили название дистиллятных.

4.

Получение дистиллятных масел
мазут

5.

• После отгона из мазута масляных дистиллятов
в остатке получают гудрон, при менее
глубоком отборе масляных фракций –
полугудрон.
• Гудрон или полугудрон – смесь вязких
углеводородов с асфальтосмолистыми
веществами. Они используются для
приготовления масел для авиационных ПД и
трансмиссионных масел.
• Такие масла называются остаточными и
отличаются высокой смазывающей
способностью и вязкостью.

6.

Вопрос 2
Очистка масел
• Масляные дистилляты и остаточные масла являются
полупродуктами, т.к. содержат кислородные, сернистые и
азотистые соединения. Необходимо освободить эти полупродукты от
вредных примесей.
• Способы очистки
Кислотно-контактная очистка (очистка масел
серной кислотой и отбеливающими глинами)
применяется для удаления из масел непредельных углеводородов,
асфальтосмолистых веществ, нафтеновых кислот, азотистых
соединений.
Кислотно-щелочная очистка заключается в обработке масляного
полупродукта концентрированной серной кислотой (96 – 98 %), а
затем щелочью. Щелочь нейтрализует остатки кислоты и
органические кислоты. Нейтрализацию кислого масла щелочью
нередко заменяют обработкой отбеливающими глинами. Глина
адсорбирует на своей поверхности асфальто-смолистые вещества,
остатки серной кислоты и кислого гудрона. После этого глину
отделяют с помощью фильтров.

7.

• Масла, очищенные таким способом, называются маслами
контактно-кислотной очистки.
• В названии таких масел ставится буква «К», например,
МК-22, МК-8, МК-6.
В настоящее время такой способ очистки не применяется.
Селективная очистка (очистка масел
избирательными растворителями )
применяется для удаления из масел различных нежелательных
компонентов.
Метод основан на подборе растворителей, обладающих при
определенной температуре и соотношении количества растворителя
и очищаемого масла разной растворяющей способностью к
нежелательным и полезным компонентам масла. При отстаивании
смеси масла и растворителя она расслаивается на слой масла, из
которого удалены нежелательные компоненты, и экстрактный слой,
представляющий собой раствор удаленных из масла компонентов
(экстракта) в растворителе.
В качестве селективных растворителей используют фурфурол,
фенол, нитробензол.

8.

• Масла, очищенные селективным способом, называются
маслами селективной очистки.
• В названии таких масел ставится буква «С», например,
МС-20, МС-8, МС-14.
Депарафинизация используется для понижения
температуры застывания масел, удаления из них
высокоплавких парафиновых углеводородов.
Деасфальтизация масел производится для
удаления из них асфальтосмолистых веществ, если в
составе полупродуктов их достаточно много и основные
способы очистки (селективный и кислотноконтактный)оказываются неэффективными.

9.

Вопрос 3
Синтетические смазочные материалы
• Развитие авиатехники связано, в первую очередь, с
увеличением скоростей движения, удельных нагрузок
на детали машин, повышением температур.
• В дальнейшем нефтяные смазочные масла будут
совершенно непригодны для условий их применения.
• Наибольший интерес представляют четыре класса
синтетических неуглеводородных масел:
на основе сложных эфиров,
полиалкиленгликолевые,
полисилоксановые,
фторуглеродные и хлорфторуглеродные
Практически все синтетические масла являются токсичными и
имеют достаточно высокую стоимость.

10.

Вопрос 4
Требования к свойствам смазочных
масел
• Для обеспечения надежной и долговечной работы двигателей и
других механизмов и узлов ВС смазочные масла должны
обладать следующими свойствами:
- хорошей смазывающей способностью;
- возможно меньшей вязкостью, но достаточной для создания
надежного жидкостного слоя в узлах с гидродинамической
смазкой при максимальной рабочей температуре;
- пологой ВТХ;
- противозадирными свойствами при высоких температурах;
- высокой термоокислительной стабильностью;
- низкой коррозионной активностью;
- низкой температурой застывания;
- высокой температурой вспышки;
- физической однородностью (отсутствием механических
примесей, воды, склонности к пенообразованию);
- малой токсичностью.

11.

Вопрос 5
Основные свойства масел
• Вязкость смазочного масла – одно из важных его
эксплуатационных свойств.
• От нее зависят надежность работы двигателя, износ его
деталей, потери мощности на трение, легкость запуска
двигателя и прокачиваемость масла по системе смазки.
• Вязкость минеральных масел указывается в марке
масла при следующих температурах:
масла для ТРД при +50 оС, например, МС-8П;
масла для ПД и ТВД при +100 оС, например,
МС-20, СМ-4,5
Для синтетических масел вязкость указана в паспорте,
как правило, при температуре +100 оС

12.

Вязкость масел зависит как от химического состава, так и от внешних
факторов: давления, температуры. Желательно применять масла с
пологой вязкостно–температурной зависимостью.
Чем меньше масло меняет свою вязкость в зависимости от
температуры, тем выше его качество, так как масло при высоких
температурах сохранит вязкость на уровне, необходимом для смазки
горячих и нагруженных деталей двигателя, а при низких не будет
загустевать настолько, чтобы ухудшилось прокачиваемость масла и
запуск двигателя.
Наиболее пологая вязкостно-температурная характеристика (ВТХ) у
легких дистиллятных и синтетических масел.
Пример различных ВТХ
1-натуральное нефтяное масло;
2- загущенное масло при маловязкой
основе (точка пересечения кривых 1 и 2 –
потребная вязкость при 100°С);
3-масловязкая основа

13.

• Коксуемость масел
• Коксовое число – количество твердого остатка,
полученного при прокаливании определенного
весового количества масла без доступа воздуха,
выраженное в процентах по отношению к
взятому количеству масла.
• Коксуемость масла зависит от химического
состава и степени очистки масла. С
повышением вязкости масел, одинаковых по
происхождению и очистке, коксуемость
возрастает.

14.

• Температура застывания масла –
температура, при которой масло теряет подвижность и,
будучи налито в пробирку стандартного диаметра, при
наклоне ее на угол 45 не изменяет своего уровня в
течение одной минуты.
• Температура застывания масла зависит от его химического состава,
в основном от содержания в масле парафиновых углеводородов.
По температуре застывания
судят о прокачиваемости
масла по системе смазки и
способности обеспечить
нормальную смазку при
различных температурах

15.

• Термоокислительная стабильность –
способность масла противостоять окислению при
повышенных температурах. Чем стабильнее масло, тем
меньше оно дает загрязнений – осадков, лаковых
пленок, нагара.
• Исходя из термоокислительной стабильности масла
устанавливают предельную температуру его
работоспособности и время стабильной работы (ресурс
до замены).
• Чтобы удлинить срок службы двигателя и срок работы
масла в двигателе, стараются замедлить окисление
масла путем добавления в него различных
антиокислительных (например, ионола),и моющих
присадок.

16.

• Содержание механических примесей и
воды в масле
• К механическим примесям относятся все инородные тела,
находящиеся в масле во взвешенном состоянии или в осадке
(пыль, песок, продукты износа и т.п.).
• В свежих маслах механические примеси и вода должны
отсутствовать.
Определение механических примесей в масле
Качественная проба: Наличие механических примесей также
можно определить на глаз в тонком слое проверяемого масла,
нанесенного на пластинку из бесцветного стекла, или путем
растворения 20 – 30 г масла в равном по объему в количестве
бензина. Если такое растворение производится в цилиндре из
бесцветного стекла, то на дне цилиндра будут видны примеси.
Количественная проба: образец масла разбавляют бензином и
фильтруют через высушенный и взвешенный бумажный фильтр.
После этого фильтр высушивают и взвешивают, полученное
количество механических примесей выражают в весовых
процентах к маслу.

17.

Определение воды в масле
Качественная проба: метод потрескивания или вспенивания (для
свежих масел)
Количественная проба: 100 мл масла смешивают со 100 мл
лигроина, смесь нагревают, испарившиеся частицы воды
конденсируют в холодильнике и собирают в стеклянном приемнике
(для отработанных масел ).
1 – колба со смесью масла и
лигроина;
2 – ловушка;
3 - холодильник