Xreferat.com » Рефераты по военной кафедре » Технические и экологические требования к горючесмазочным материалам

Технические и экологические требования к горючесмазочным материалам

и квалификации операторов (лаборантов), правила отбора проб масел, атмосферные условия отбора проб и т. п. Учитывая это, можно предполагать, что рассматриваемая точность оценки в данном случае ниже. Реальную точность можно определить по данным опытного хранения моторных масел.

Таблица 3.2 - Показатели качества моторных масел в условиях опытного длительногоного хранения

Показатель качества моторных масел

Относительная

погрешность

Коэффициент

регрессии

Характер

нормирования

Информативность,
Вязкость кинематическая при 1000 С, мм2/с 0,02

0,00886

мм2 /с в год

От - до 10
Зольность сульфатная, % 0,09

0,00036

% в год

Не более 100
Щелочное число, мг КОН/г 0,08

-0,01172 мг

КОН/г в год

Не менее 14
Массовая ДОЛЯ механических примесей, % 0,79

-0,00013

% в год

Не более 14
Температура вспышки в открытом тигле,0С 0,03

0,04797

0С в год

Не ниже 50
Температура застывания, 0С 0,11

0,16023

0С В год

Не выше 5
Степень чистоты (количество осадка), мг/100 г 0,38

0,88905

мг/100 г в год

Не более 50
Моющий потенциал, % 0,30

0,25350

% в год

Не менее 50
Величина отложений по методу ПЗВ, балл 0,45

0,01189

балла в год

Не более 10

В табл.3.2 приведены значения относительных погрешностей в оценке, показателей качества моторных масел. Известно, что показатели с погрешностью определения выше 0,3 неприменимы для какой-либо оценки, так как низка их информативность. Поэтому включение в номенклатуру, характеризующую сохраняемости качества моторных масел, таких показателей, как массовая доля механических примесей, степень чистоты, количество осадка, моющий потенциал и величина отложений по методу ПЗВ неоправданно и при водит к повышению частоты случаев выхода показателей за пределы норм.

Второй аспект анализа - направленность изменения показателей качества масел в процессе хранения. Браковать масло можно лишь в случае, если характер нормирования качества совпадает с направленностью его изменения. В табл. 3.2 приведены значения скорости изменения показателей качества масел при хранении и характер их нормирования. Сопоставляя эти данные, можно видеть, что изменение массовой доли механических примесей (уменьшение) противоречит характеру нормирования (не более): доля примесей никогда не превысит норму. Однако случаи выхода показателей за пределы норм могут иметь место из-за случайных погрешностей оценки, что приведет к неоправданному бракованию масел.

Третий аспект анализа - информативность, под которой понимается способность показателя значимо фиксировать изменение качества. Показатель информативен, если его изменение за реальный срок хранения превышает ошибку измерения, и неинформативен, если изменение находится в пределах ошибки. Наглядно критерий информативности выглядит как отношение ошибки измерения к скорости изменения показателя. В этом случае численное значение информативности характеризует продолжительность хранения, в течение которой изменения отсутствуют.

В табл. 3.2. приведены значения информативности показателей. Видно, что использование в оценке показателей качества масел значений зольности сульфатной, температуры вспышки, степени, чистоты и моющего потенциала реального вклада в оценку сохраняемости масел не приносит. В то же время наличие случайных ошибок может привести к неоправданному бракованию масел. В обобщенном виде характеристика показателей качества моторных масел сведена в табл. 3.3, где знаком "+" обозначен благоприятный случай, знаком " - " противоречивый. Видно, что только два показателя - вязкость кинематическая и щелочное число полностью удовлетворяет всем перечисленным требованиям. Анализ данных опытного хранения показывает, что при определении именно этих показателей надежность оценки сохраняемости масел повышается: число выходов показателей за пределы норм снижается в 2-3 раза.

Таблица 3.3 - Показатели качества моторных масел при хранении их на складах и на базах горючего

Показатель качества Направление оценки

точность информативность

соответствие

нормированию

Вязкость кинематическая при 1000 С + + +
Зольность сульфатная + - +
Щелочное число + + +
Массовая доля механических примесей - + -
Температура вспышки в открытом тигле + - -
Температура застывания + + -
Степень чистоты - - +
Моющий потенциал - - -
Величина отложений по методу ПЗВ - + +

Результаты проведенной научно-исследовательской работы позволили технически апробировать методику прогнозирования сроков хранения масел в РВ и А и объективно обосновать необходимость увеличения допустимых сроков хранения. Использование разработанной методики позволит увеличить сроки хранения моторных масел на складах и базах горючего.

В отношении прочих показателей следует сказать, что их определение вполне правомочно и необходимо для контроля правильности хранения моторных масел, а не для оценки сохраняемости качества масла как его индивидуального свойства.


3.2 Разработка критериев работоспособности масел в агрегатах трансмиссии военной техники


Среди смазочных материалов, применяемых в автомобильной технике в РВ и А, трансмиссионные и редукторные масла занимают важное место от их качества и рационального использования зависят надежность и долговечность работы машин и механизмов.

В большинстве случаев сроки смены масел установлены без учета их качества и условии эксплуатации техники. При практически одинаковых условиях работы агрегатов (удельных нагрузках в зацеплении зубьев, скоростях скольжения, температурах масла в объеме, качестве конструкционных материалов и др.) сроки смены масел в них различны, что связано с субъективными факторами. Некоторые специалисты считают [16], что чем чаще происходит смена масла, тем лучше работает агрегат трансмиссии. Такое мнение не совсем верно. Так, свежие трансмиссионные масла, как правило, неблагоприятно воздействуют на большинство изделий из резины, в результате чего приходят в негодность уплотнения [17]. Кроме того, снижается технический коэффициент готовности машин в период смены масла и увеличивается опасность загрязнения окружающей среды, так как в состав масел входят присадки, содержащие серу, фосфор, хлор [15].

Поэтому, исходя из выше изложенного, была поставлена задача, разработать научно обоснованные критерии работоспособности трансмиссионных масел, на основе которых можно прогнозировать сроки их службы.

Критерии работоспособности масел были выбраны с учетом предельно допустимых значений вероятности изменения показателей их надежности при наиболее значимых характеристиках, снижение которых приводит к катастрофическому износу трущихся деталей агрегатов трансмиссий.

При выборе критериев работоспособности масла были условно разделены на две группы.

К первой группе относятся масла, разработанные для применения в трансмиссиях автомобильной техники. Они имеют контролируемый при их производстве заданный уровень смазывающих и других эксплуатационных свойств. Для этих масел на основании проведенной работы были установлены величины критериев, определяющие их работоспособное состояние (табл. 3.4).

Таблица 3.4 - Номенклатура критериев работоспособности трансмиссионных масел

Номенклатура критериев Предельное значение

Критический показатель противозадирных свойств:

снижение показателя противозадирных свойств относительно начального значения

Не более 25%

Критический показатель кинематической вязкости (при рабочей температуре):

понижение вязкости для масел, содержащих загущающую присадку

повышение вязкости


Не более 30%

Не более 30%

Критический показатель динамической вязкости (при минимальной температуре эксплуатации): механические вальные трансмиссии гусеничной техники

механические вальные трансмиссии автомобильной техники, имеющей колесную формулу: 4х2

4х4 и 6х2

6х6

12х 12и 14х 12

гидромеханические передачи


Не более 1000 Па. с

Не более 600 Па. с

Не более 500 Па. с

Не более 400 Па. с

Не более 300 Па. с

Не более 12 Па. с

Критический показатель накопления в масле частиц загрязнений (продуктов износа, коррозии, разложения компонентов масла, загрязнений из вне):

содержание частиц размером 25-50 мкм от общего количества механических примесей

Не более 40%

Критический показатель содержания воды:

механические передачи

гидромеханические передачи


Не более 4%

Не более 1%


Ко второй группе относятся все другие масла (моторные, индустриальные, гидравлические и др.). Масла первой группы с добавлением топлива или пластичных смазок относятся ко второй группе масел. Оценку состояния работавшего масла по критериям работоспособности целесообразно проводить в определенной последовательности.

В первую очередь выявляют наиболее значимые критерии, которые, как показывает опыт эксплуатации, являются первостепенными. К ним относятся:

1. Критический показатель противозадирных свойств. Нормальное функционирование агрегатов трансмиссий автомобильной техники обеспечивается отсутствием процессов и явлений, возникающих при трении и износе - схватывания, переноса металла, заедания, задира, отслаивания, царапанья, выкрашивания (питтинга).

Преобладающим для зубчатых и гидромеханических передач являются питтинг, задир и износ. Конструктивные особенности цилиндрических, конических, спирально-конических и гипоидных зубчатых передач автомобильной и гусеничной техники лимитируются главным образом скоростью изменения уровня противозадирных свойств трансмиссионных масел во время эксплуатации. В табл.3.5 приведены нормы смазывающих свойств трансмиссионных масел, оцененные на шестеренчатой машине IAE по квалификационному методу [17].


Таблица 3.5 - Нормы смазывающих свойств товарных трансмиссионных масел, оцененные на шестеренчатой машине IAE по квалификационному методу

Группа

масел

Смазывающие свойства

Противозадирные, МПа противоизносные, мкм противопиттинговые, млн. циклов
ТМ-1 До 1800 Не более 25 03-1,0
ТМ-2 1800-2100 Тоже Тоже
ТМ-3 2100-2500 Не более 20 05-1 5
ТМ-4 2700-3000 Не более 15 05-20
ТМ-5 Более 3000 Не более 10 Более 0,5

Как показывает опыт эксплуатации автомобильной техники, снижение уровня противозадирных свойств масла на 25% от начального значения является предельным, так как дальнейшее снижение его обычно ведет к нарушениям в нормальной работе агрегатов трансмиссии [16].

2. Критический показатель вязкости температурных свойств. Минимальный уровень кинематической вязкости, обеспечивающий неразрывность масляного слоя, предотвращающий износ, питтинг и задир рабочих поверхностей зубчатых зацеплений, составляет 5-7 мм/с при 1000 С, является критическим для масел, используемых в агрегатах трансмиссий автомобилей [6].

Существующие конструкции сальниковых уплотнений автомобильной техники способны удерживать в агрегатах масло с вязкостью не ниже 5 мм2/с (для гидромеханических и гидрообъемных передач - 3,5 мм2/с) при установившейся температуре эксплуатации.

Опыт эксплуатации автомобильной техники на загущенных маслах показал, что снижение кинематической вязкости за счет деструкции полимерной присадки не должно превышать 30%. Повышение кинематической вязкости в процессе эксплуатации наблюдается у незагущенных масел.

На основании данных, полученных при проведении работ по изучению работоспособности трансмиссионных масел, установлено, что значение критерия предельной величины кинематической вязкости составляет 30% от начального уровня. При превышении этого значения трансмиссионное масло подлежит смене.

На основании проведенных исследований и накопленного опыта разработки и применения трансмиссионных масел установлены допустимые уровни динамической вязкости, при которых обеспечивается свободное строгание машин в зависимости от колесной формулы без нарушения функционирования агрегатов.

Предельно допустимые значения критических показателей динамической вязкости масел, применяемых в агрегатах трансмиссий, приведены в табл. 3.4. Они могут быть скорректированы расчетным или экспериментальным путем применительно к конкретному типу автомобильной техники, имеющей коробки отбора мощности, редукторы для привода механизмов, не входящих в ходовую часть машины.

3. Критический показатель накопления в масле частиц загрязнений. Установлено, что абразивный износ деталей, имеющих фрикционный контакт, достигает максимума при увеличении содержания в масле частиц абразивного характера размером 25-30 мкм (продукты износа и коррозии деталей, оксиды металлов присадок, почвенные и атмосферные загрязнения и др.) [5, 6]. Предельное содержание частиц абразивного характера указанного размера не должно превышать 40% от общего количества загрязнений.

4. Критический показатель содержания воды в масле. Появление воды в работавшем масле главным образом обусловлено конденсацией ее паров из воздуха при температуре ниже точки росы. Масло в этом случае представляет собой эмульсию типа "вода в масле". При содержании в трансмиссионном масле более 4% воды происходит резкое снижение противозадирных свойств при работе зубчатых передач. Отказы в работе гидромеханических коробок передач наблюдаются при содержании воды более чем 1%.

Установленные нормы критериев работоспособности масел, приведенные в табл. 3.4, представляют собой среднестатистические величины, полученные на основании многолетнего опыта исследований и испытаний работавших трансмиссионных масел. Ресурс работы масла в агрегатах трансмиссии можно установить по пробегу, при котором достигается предельное значение одного из критериев. Параллельно с оценкой работоспособности масла проводится оценка технического состояния агрегатов трансмиссии.

Далее сравниваются полученные результаты с установленными нормами (табл. 3.4), максимально допустимой величиной износа и другими нормами на техническое состояние агрегатов. На основании полученных данных определяется минимальный уровень работоспособности масла, который адекватен сроку допустимой бессменной работы, измеряемой по пробегу техники.

В табл. 3.6 приведен минимальный ресурс работоспособности масел в агрегатах трансмиссии автомобильной техники, установленный с помощью разработанных критериев.

Таблица 3.6 - Минимальный ресурс работоспособности масел в агрегатах трансмиссии автомобильной техники

Группа

масел

Тип масла (марка)

Периодичность смены масел

в агрегатах, тыс. км



автомобили

гусеничные

машины

ТМ-1 Минеральные масла без присадок 6 2
ТМ-2 Моторные масла на минеральной основе 12 4
ТМ-3

Трансмиссионные масла типа:

ТАп-15В и ТСп-l0

ТСп-15К

24-34

64-80

6

12

ТМ-4

Трансмиссионные гипоидные

масла типа:

ТСп-14mп

ТСз-9гип

48

32

-

-

ТМ-5

Универсальные

трансмиссионные масла типа:

ТАД-17и

Минеральные масла для гидрообъемных передач типа:

МГЕ-25Т

Марка Р


96


6

6


4

4


Следует отметить, что рекомендации по периодичности смены масел не могут быть использованы при эксплуатации коробок отбора мощности и редукторов лебедок. Таким образом, на основании проведенной работы, с учетом выбранных критериев работоспособности трансмиссионных масел были разработаны рекомендации по увеличению в 1,5-2 раза сроков смены масел в агрегатах трансмиссии автомобилей УРАЛ, ГАЗ, ЛуАз, УАЗ и гусеничных машинах.


4. Способы утилизации некондиционных компонентов топлив, специальных жидкостей, отработанных масел и технические методы экспериментальной оценки их эксплуатационно-экологических свойств


4.1 Способы утилизации некондиционных компонентов топлив, специальных жидкостей, отработанных масел


В связи с сокращением Вооруженных Сил и снижением их потребности в горючем и смазочных материалах в частях и на базах горючего накапливаются запасы продуктов, качество которых после истечения гарантийных сроков хранения не соответствует установленным требованиям. В случае невозможности восстановления качества таких продуктов на местах применения, регенерации или утилизации в промышленности служба горючего вынуждена затрачивать значительные силы и средства на содержание их запасов. Часть некондиционных продуктов является токсичными веществами, что значительно обостряет экологическую обстановку в местах их хранения.

Поэтому актуальны экологически безопасные и экономичные способы утилизации таких некондиционных продуктов, как горючее ТГ-02, децилин, изонит, противоводокристаллизационная жидкость (ПВКЖ) жидкость "И" (этилцеллозольв технический), отработанные моторные масла (ММО) и индустриальные масла (МИО).

Горючее ТГ-02, представляющее собой смесь технического триэтиламина и изомерных ксилидинов, в процессе хранения выходит по качеству за пределы установленных требований в основном из-за интенсивного влагопоглощения из воздуха и частичного испарения более низкокипящего компонента триэтиламина.

Известно, что ароматические амины (ксилидин, анилин, экстралин) в 40- 50-е годы достаточно широко использовались как антидетонаторы к автомобильным и авиационным бензинам, пока их не вытеснил более эффективный и дешевый тетраэтилсвинец [11].

В настоящее время допущен к применению и широко используется в районах Сибири и Крайнего Севера газоконденсатный бензин с добавкой 1,3% масс. экстралина. Учитывая изложенное, а также то обстоятельство, что в некондиционном горючем ТГ-02(н) содержится около 50% ароматических аминов (изомерных ксилидинов), было исследовано влияние добавок некондиционного горючего ТГ-02(н) в различной концентрации на эксплуатационные, в том числе токсикологические, свойства товарных бензинов и состав отработавших газов двигателя при использовании таких бензинов.

Результаты токсикологических, и гигиенических исследований показали, что автомобильный бензин А-76, содержащий в своем составе до 8% ТГ-02(н), является малоопасным продуктом и по степени воздействия на организм человека относится к веществам 4-го класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76), то есть соответствует товарным бензинам.

На основании результатов лабораторных исследований были приготовлены образцы бензина А-76 и А-72 с добавкой 5% об. ТГ-02(н). Образец горючего ТГ-02(н) характеризовался следующими значениями показателей качества, выходящими за нормы требований по плотности при 200 С – 860 кг на 1м3 при норме 835-855 кг на 1м3; по массовой доле триэтиламина и диэтиламина - 46% масс. при норме 48-52% масс.; по массовой доле воды - 3% масс. при норме не более 0,5% масс.; по массовой доле механических примесей - 0,01% масс. при норме не более 0,005% масс. Результаты испытаний бензинов А-76 и А-72 с добавкой 5% об. ТГ-02(н) по показателям ГОСТ 2084-77 и комплекса методов квалификационной оценки, в том числе методов испытания бензинов с синтетическими компонентами и добавками не нефтяного происхождения, показали, что испытанные образцы полностью соответствуют установленным требованиям (табл. 4.1). При этом следует отметить, что добавка в бензин 5% об. ТГ -02(н) способствовала увеличению его детонационной стойкости более чем на 4 единицы, как по моторному, так и по исследовательскому методу.


Таблица 4.1 - Физико-химические и эксплуатационные свойства бензинов А-72 и А-76 с добавкой ТГ-02(н)

Показатель Требования ГОСТ 2084-77 к бензину А-76 Испытуемые образцы бензинов


А-72 летнего вида

А-72 с 5%

об. ТГ -02 (н)

А-76 летнего вида А-76 с 5% об. ТГ -02 (н)
Детонационная стойкость октановое число моторным методом Не менее 76 72,6 78 76,8 80,5

Фракционный состав:

температура начала перегонки,0С

10% перегоняется,0С

50% перегоняется,0С

90% перегоныется,0С

конец кипения,0С

остаток и потери, %


Не ниже 35

Не выше 70

Не выше 115

Не выше 180

Не выше 195

Не более 4


40

70

109

156

185

3,5


40

70

112

166

195

3,5


38

60

98

155

184

3,0


39

61

99

165

192

2,5

Давление насыщенных паров, кПа (мм рт. ст.)

Не более 66,66

500

57,19

(430)

53,86

(405)

57,85

(435)

51,87

(390)

Кислотность, мг КОН на 100 см3 Не более 3 0,2 0,18 0,3 0,32
Концентрация фактических смол, мг на 100 см3 Не более 10 5 9,8 3,5 9,4
Плотность при 2000 С, кг на м3 - 738 744 743 748
Коэффициент распределения детонационной стойкости по фракциям бензина Не менее 0,8 0,94 0,8 0,95 0,8
Содержание ароматических углеводородов, % об. Не более 45 20,1 22,4 40,4 42
Содержание олефиновых углеводородов, % об. Не более 25 10,2 9,4 8,0 6,5
Потери от испарения, % масс. Не более 3,0 для бензина летнего вила 2,0. 1,5 1,8 1,2
Склонность бензина к образованию паровых пробок: температура при соотношении пар-жидкость равном 200 С Не менее 60 62 73 65 76
Химическая стабильность: сумма продуктов окисления, г на 100 см3 бензина Не более 100 35 90,5 30,5 88
Коррозионная активность в условиях конденсации воды: изменение массы стальной пластины, г на 1 м2 Не более 5 2,2 2,4 1,8 2,5
Склонность к образованию отложений во впускной системе: массовое количество образовавшихся отложений, мг Не более 100 52 74,5 35,5 60,4
Октановое число по исследовательскому методу - 75 81,5 81,4 85,5
Фазовая стабильность: температура помутнения,0 С Не более -25

Ниже

-69

Ниже

-60

Ниже

-60

Ниже

-60

Совместимость с резинами:

набухание, %

вымывание, %

концентрация фактических смол в бензине после контакта с резиной, мг на 100 см3


Не нормируется

Не нормируется

Не нормируется


12,4

8,2

6,2


13,5

6,6

6,8


14,6

5,8

6,0


14,8

7-,5

8,1


Иными словами, с помощью добавки ТГ-02(н) можно перевести бензин А-72 в бензин А-76 [2]. Исследования также показали, что в бензинах зимнего вида содержание TГ-02(H) не должно быть больше 3% об., так как в противном случае температура конца кипения бензина превышает установленную норму до 1850 С, а давление насыщенных паров бензина, наоборот, понижается за пределы требований (не ниже 500 мм рт. ст.). Отмеченные явления связаны с относительно высокой температурой конца кипения ТГ-02(н), составляющей для разных образцов от 2100 до 2120 С. Результаты исследования выбросов отработавших газов автомобильных двигателей при работе на бензине с добавкой 5% об. ТГ -02(н) показали, что концентрация токсичных компонентов в этих выбросах значительно ниже уровня предельно допустимых концентраций, соответствующих требованиям ГОСТ 37.001.054-86 (табл. 4.2). Учитывая, что состав ТГ-02(н) представлен алифатическими и ароматическими аминами, в процессе сгорания в двигателе бензина с добавкой ТГ-02(н) возможно образование кроме обычных продуктов сгорания (СО, СИ, NOx) также нитрозоаминов, которые характеризуются канцерогенной активностью. Поэтому дополнительно к испытаниям опытных бензинов с добавками ТГ-02(н) в объеме требований ГОСТ 37.001.054-86 была проведена работа по определению содержания в отработавших газах двигателя нитрозоаминов.


Таблица 4.2 - Результаты испытаний по определению состава отработавших газов двигателя при использовании бензина А-72 с 5% об. ТГ -02(н)

Бензин Условия проведения испытания Выбросы вредных веществ, г /исп. Расход топлива, л /l00 км


CO CH NOx CH + Ox
А-76 товарный Горячий цикл 11,33 2,82 4,08 СН NOx

Холодный цикл 14,19 3,79 5,28 9,07 -

А-72 с 5%

об. ТГ -02 (н)

Горячий цикл 13,57 3,8 8,65 12,45 13,6

Холодный цикл 21,1 4,13 8,13 12,26 -

Требования

ГОСТ 37.001.054-86

- Не более 76 - - Не более 23,5 -

Испытания по определению концентрации нитрозоаминов в отработавших газах двигателя проводились в стендовых условиях с отбором проб газов на режимах холостого хода и максимальной мощности двигателя. В отработавших газах двигателя, как в случае использования товарного бензина А-76, так и при применении бензина с добавками ТГ-02(н) присутствуют нитрозодиметиламин (НДМА) и нитрозодиэтиламин (НДЭА). Концентрация НДЭА в составе отработавших газов настолько незначительна, что не имеет гигиенического значения. Концентрация НДМА при работе двигателя на товарном бензине оказалась выше по сравнению с образцами бензина, содержащими в своем составе 3 и 5% об. ТГ-02(н), что, возможно, связано с блокирующим действием добавок на образование нитрозоаминов при сгорании смеси бензина и аминов, о чем имеются сведения в материалах изобретений различных стран.

Таблица 4.3 - Результаты определения содержания нитрозоаминов в отработавших газах

Бензин Содержание НДМА, мкг/м3 Содержание НДЭА, мкг/м3

Полная нагрузка Холостой ход Полная нагрузка Холостой ход
А-76 неэтилированный 11,8 103,9 2-4 2-4
А-72 с 5% об. ТГ -02(н) 79,7 56,6 7,9 6,3
А-76 с 3% об. ТГ -02(н) 57,3 55,2 2-4 2-4

Учитывая несколько более низкое значение теплотворной способности ТГ -02(н) по сравнению с товарными бензинами (40708 кДж/кг и 43500 кДж/кг соответственно) были проведены параметрические испытания двигателя "Москвич-412" на бензинах с добавками ТГ -02(н) по сравнению со штатным бензином. Результаты испытаний показали, что по контролируемым параметрам опытные образцы бензинов характеризуются по сравнению со штатными увеличением минимального удельного расхода топлива, а также снижением максимального крутящего момента и мощности до 4%, что укладывается в пределы точности измерений. Специальное углеводородное топливо децилин, получаемое путем нефтехимического синтеза полициклических нафтеновых углеводородов, обладает высокими энергетическими характеристиками, хорошими низкотемпературными и вязкостными свойствами, а также температурными пределами выкипания, характерными для нефтяных керосиновых фракций [12]. Значительное снижение в последние годы потребности горючего децилин послужило причиной накопления на складах и базах горючего его значительных сверхнормативных запасов. Поэтому проведены исследования с целью обоснования возможности эффективной и экологически чистой утилизации децилина путем его использования в качестве высокоэнергетической добавки к дизельным топливам. В результате изучения влияния добавок децилина на физико-химические, эксплуатационные, моторные, токсиколого-гигиенические свойства дизельных топлив, а также на состав и дымность отработавших газов дизельных двигателей определены оптимальные концентрации добавок децилина в летних и зимних марках товарных дизельных топлив. В процессе исследований установлено, что добавка к дизельным топливам децилина способствует улучшению их низкотемпературных свойств (понижению температуры застывания), одновременно ухудшая воспламеняемость топлива, что выражается в понижении его цетанового числа (рис. 4.1). Учитывая полученные результаты, проведены параметрические испытания двигателя КамАЗ-740 на дизельном топливе с максимально возможной добавкой децилина 10% с оценкой дымностии токсичности отработавших газов двигателя. Результаты испытаний показали, что указанная добавка практически не оказала влияния на экономические и мощностные характеристики работы двигателя (рис. 4.2). По дымности и содержанию вредных веществ в отработавших газах двигателя товарное дизельное топливо без добавки децилина и содержащее 10% децилина оказались практически идентичны.


Технические и экологические требования к горючесмазочным материалам

Рисунок 4.1 - Характер изменения показателей качества дизельного топлива, наиболее склонных к изменению при добавлении в топливо децилина. Содержание в топливе децилина, % об.: 1- топливо Л Ряз. НПЗ, 2 -топливо Л Моск. НПЗ, 3- топливо 3 Яросл. НПЗ, 4 - топливо 3 Кир. НПЗ, 5 - топливо Л Яросл. НПЗ

Проведенная технико-экономическая оценка способа утилизации децилина путем использования его в качестве добавки к дизельному топливу показала, что практическая реализация данного способа экономически целесообразнее транспортирования отдельных партий децилина из отдаленных районов РФ к месту его переработки, организация которой возможна через 5 лет при наличии финансирования строительства соответствующего производства. Кондиционный этилцеллозольв добавляется в реактивные топлива в качестве противоводокристаллизационной (ПВК) жидкости в целях исключения образования кристаллов льда в топливе при понижении температуры в топливных баках в условиях их эксплуатации. Для этилцеллозольва характерны такие отрицательные эксплуатационные свойства, как интенсивное поглощение влаги из окружающего воздуха и склонность к окислению при хранении в жарких климатических условиях.


Технические и экологические требования к горючесмазочным материалам

Рисунок 4.2 - Внешние скоростные характеристики двигателя КамАЗ-740 при работе на топливе Л (ГОСТ 305-82) и этом же топливе с добавкой 10% децилина


Учитывая значительные организационные, технические трудности и затраты при регенерации некондиционного этилцеллозольва, была исследована возможность его утилизации на местах хранения путем добавки в автомобильный бензин и дизельное топливо в концентрациях, не оказывающих отрицательного влияния на физико-химические и эксплуатационные свойства топлив.

Результаты соответствующих исследований и испытаний показали, что при выполнении этого требования содержание в товарных автомобильных бензинах и дизтопливах некондиционного может достигать 3% об. [12], для испытаний был выбран образец жидкости "И" после длительного хранения с наибольшими отклонениями по своему качеству от требований ГОСТ 8113-88: массовая доля воды 2,1% масс. при норме не более 0,5% масс.; массовая доля кислот 0,018% масс. при норме не более 0,006% масс.; температура начала перегонки 1200С при норме не ниже 1300 С; число омыления 1,7 мг КОН на 1г продукта при норме не более 0,5 мг на 1 г продукта. Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что бензин и летнее дизельное топливо, содержащие до 3% об. некондиционной жидкости "И" по своим физико-химическим и эксплуатационным свойствам практически не отличаются от базовых топлив и полностью соответствуют требованиям стандартов и нормам комплекса методов квалификационной оценки (КМКО). Как положительный факт следует отметить значительное снижение температуры застывания топлива при добавлении некондиционной жидкости "И".

Результаты исследований также показали, что в зимнее дизельное топливо некондиционный по содержанию этилцеллозольв добавлять нельзя, так как при этом значительно повышается температура помутнения топлива, что недопустимо при эксплуатации техники в зимний период. При этом помутнение топлива происходит не вследствие выпадения кристаллов парафина, а в результате образования в объеме топлива при снижении температуры ассоциатов из молекул этилцеллозольва и капель микроэмульсионной воды.

Одним из реальных источников загрязнения окружающей среды являются отработанные моторные и трансмиссионные масла, которые при их смене в двигателях и агрегатах автомобилей, тракторов, судов часто сливаются прямо на грунт или в водоем. В лучшем случае на складах горючего отработанные масла собираются в специальные емкости, из которых они периодически отбираются и с большим трудом вывозятся на нефтебазы для дальнейшей утилизации или регенерации. При всех этих операциях происходит дополнительное загрязнение окружающей среды за счет проливов масел.

Одной из основных причин неудовлетворительной организации сбора отработанных масел в частях, на базах речного и морского флота является слабая экономическая заинтересованность в этом.

В настоящее время регенерация отработанных масел производится на некоторых масло перерабатывающих предприятиях промышленности в основном путем удаления из масел механических загрязнений и воды. Предприятия, принимающие отработанные масла на регенерацию, смешивают их с ловушечными продуктами, используемыми как добавки к печному топливу, а предприятия нефтепродуктообеспечения отработанные масла в основном поставляют за рубеж по очень низким ценам.

За рубежом основная масса отработанных масел (до 90%) используется в качестве добавки к дизельным топливам, что дает значительно больший экономический эффект, чем сбор и регенерация их. Поэтому доля регенерируемых масел от объема их производства составляет всего лишь: в Японии- 5%, в США - 4%, в Англии - 10%.

Причина ограниченного вторичного использования отработанных масел заключается в высоких расходах на их регенерацию, технических трудностях этого процесса, вызывающего загрязнение окружающей среды отходами производства, ростом требований к качеству товарных масел.

Было исследовано влияние добавок отработанных масел к летнему дизельному топливу Л-0,5-40 ГОСТ 305-82 на его основные свойства, оцениваемые стандартными и квалификационными методами.

Результаты испытаний свидетельствуют о том, что добавление к топливу 5% об. отработанных масел вызывает изменение большинства показателей его качества. Особенно повышаются концентрация фактических смол, зольность и коксуемость 10% остатка.

Коксуемость 10% остатка исследованных смесей превысила на 30-100% установленную норму. Особенно заметно влияние на этот показатель топлива добавки отработанного моторного масла. Отмечено некоторое понижение температуры застывания смеси, которое, очевидно, связано с депрессорным эффектом добавок масла при сохранении предельной температуры фильтруемости. Повышения склонности топливных смесей к образованию отложений на форсунках двигателя не обнаружено.

Таким образом, добавление к дизельному топливу Л-0,5-40 5% об. отработанных масел ММС, и МНО вызвало определенное снижение некоторых показателей качества топлива по сравнению с нормами ГОСТ 305-82. Однако ухудшение показателей, за исключением коксуемости 10% остатка, не вышло за пределы требований ТУ на топливо УФС. Увеличение коксуемости не привело к росту склонности топливных смесей к нагарообразованию выше норм КМКО. На основании приведенных результатов предварительных испытаний, а также учитывая зарубежный опыт, смеси дизельного топлива ГОСТ 305-82 с 5%об отработанных масел можно рекомендовать к стендовым и эксплуатационным испытаниям.

В заключение следует отметить что, учитывая высокую стоимость горючего ТГ -02 и возрастающий дефицит смазочных материалов, утилизация некондиционных партий путем добавки к топливам должна производиться только тогда, когда невозможно проведение мероприятий по восстановлению качества некондиционного, образца или сдачи на предприятия промышленности. Организация и про ведение утилизации некондиционных партий специальных жидкостей, топлив и масел осуществляется в частях и на складах горючего по специальным инструкциям только с разрешения старшего начальника.


5. Испытания новых войсковых экспресс-методов для контроля качества горючесмазочных материалов, применяемых в ракетных войсках и артиллерии


5.1 Испытания экспресс-методов и индикаторных трубок для определения влагосодержания нефтехимических продуктов


Определение влагосодержания нефтехимических продуктов является важным этапом в контроле их качества. Существенная зависимость этого показателя от окружающих условий вызывает необходимость для получения достоверных результатов применять экспрессные методы, которые могут быть реализованы как в лабораторных, так и в полевых условиях. С этой целью был разработан ряд экспрессных методик с помощью индикаторных трубок [17].

Сущность метода заключается в разделении анализируемого продукта в условиях фронтального анализа, в результате чего в индикаторных трубках (ИТ) образуется зона адсорбции воды, отличающейся по цвету от содержащегося в трубке адсорбента.

По величине этой зоны на основании предварительной калибровки определяют количество воды в анализируемом продукте. Для анализа влагосодержания нефтехимических продуктов был разработан ряд индикаторных трубок, предназначенных для определения воды различного фазового состояния и для разных диапазонов определяемых концентраций. Технико-аналитические характеристики ИТ приведены ниже.

Актуальной задачей являются межлабораторные испытания экспресс-методов и промышленных индикаторных трубок для проверки их технических и метрологических характеристик при определении влагосодержания нефтехимических продуктов.


Таблица 5.1

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты:

Марка ИТ Вид определяемой воды Диапазон определяемых концентраций, % масс. Анализируемые продукты
ИТ-СВ-10 Суммарная 0,05-0,0001

Топлива и масла

(нефтяные), ПВК

жидкости