Експертиза олив та мастил

Щільність, колір і забруднення олив

Щільність (density) - це маса речовини, укладена в одиниці об'єму (кг /м3, г /см3). Чисельне значення щільності виражається відношенням маси будь-якого обсягу речовини до маси такого ж об'єму води, що має температуру 4 С (маса 1 л води при 4 С дорівнює 1 кг). Щільність рідин просто і досить точно вимірюється ареометром (ГОСТ 3900-85). Зазвичай поруч із значенням щільності вказується і температура вимірювання (температура може не вказуватися, якщо щільність визначена при 20 С).

Іноді щільність масла, як і сирої нафти, виражається в градусах щільності API?. Співвідношення градусів з відносною щільністю d (відношення щільності масла і води), вимірюється при температурі 15,6 С і визначається за формулою: API=(141,5 /d) - 131,5.

Щільність необхідна при перерахунку обсягу масла в масу і навпаки. При підвищенні температури, щільність нафтопродуктів знижується і, тим сильніше, чим менше щільність. Щільність не є визначальним показником мастил. Однак по щільності можна приблизно судити про вуглеводневому складі масла, так як найменшою щільністю відрізняються парафіни, а найбільшою - нафтенові з'єднання. За щільністю працюючого масла визначають потрапляння в нього палива. Щільність може допомогти ідентифікувати конкретне масло при порівнянні декількох сортів або марок.

Колір (color) і прозорість (transparency)

Якість і товарний вигляд масла іноді оцінюється по його кольору і прозорості. У більшості випадків, за винятком застосування твердих присадок (дисульфід молібдену і ін.), Прозорість масла повинна бути повною, без видимих механічних включень. Колір масла залежить від присутності темних смолистих речовин і від властивостей нафти, з якої виготовлено масло. Немає прямої залежності між кольором масла і вмістом смолистих речовин, особливо якщо масло вироблено з нафти різних родовищ. За кольором масла можна лише приблизно судити про якість його очищення. Іноді колір є показником товарного виду масла, так як покупець схильний оцінювати якість масла по його кольору. Готове товарне масло в більшості випадків не забарвлюється і буває від світло-жовтого до темно-коричневого кольору. Такий натуральний колір масла визначається і виражається чисельно за стандартами ISO 2049, ASTM D 1500, ГОСТ 20284-74 та ін. При порівнянні кольору масла з набором кольорових еталонів, які нумеруються від 0.0 (білий) до 8.0 (дуже темний коричневий) через 0, 5 одиниці (всього 16 номерів).

На практиці, деякі споживачі намагаються за кольором працюючого моторного масла визначати необхідність його заміни. Однак, потемніння масла в двигуні є природним і показує, що масло виконує свої миючі та диспергуючі функції. Таким чином, потемніння масла не може бути прийнято за основу показника зниження працездатності і необхідності заміни. При певному досвіді і при наявності градуировочной таблиці цей метод оцінки ресурсу все ж може бути застосований.

Деякі масла фарбуються в яскраві кольори. У червоний колір фарбуються рідини автоматичної коробки передач (ATF), щоб відрізнити їх від інших масел і полегшити виявлення витоку. Масла для двотактних двигунів фарбуються в зелений, синій або червоний колір для відмінності топлівномасляной суміші від чистого палива.

За старою традицією існує думка, особливо в США, що масло дуже високої якості, вироблене з парафіну нафти, повинно мати слабкий флуоресціюючий зелений відтінок. З цієї причини деякі виробники спеціально вводять в масло флуоресцирующие барвники. При необхідності, масла підфарбовують маслорастворімих органічними барвниками.

Механічні забруднення в маслі (contamination) складаються з твердих частинок, які викликають знос деталей і беруть участь в утворенні відкладень і шламу. Механічні домішки утримуються фільтром, однак, частинки, розміром менше 25-40мкм накопичуються в маслі і беруть участь в процесі зносу. Механічні забруднення в маслі визначаються, найчастіше, шляхом фільтрування бензинового розчину (ГОСТ 12275-66) або фотометрически (ГОСТ 24943-81). Для попередньої оцінки зручно визначення на просвіті або на фільтрувальної папері. Для цього масло нагрівають до 50-60 ° С і наносять 2-3 краплі олії на фільтрувальну папір, на якій добре видно забруднення. Чисте масло дає рівномірно забарвлене пляма. Краплі можна наносити також і на чисте скло.

Одним з найважливіших показників якості масел, що були в експлуатації є наявність в їх складі специфічних забруднень. Якщо їх накопичується занадто велика кількість, це веде до погіршення показників диспергуючих властивостей. Це, в свою чергу, призводить до поступового утворення вуглецевих сполук, що накопичуються на поверхні двигуна.

Для визначення стану працювали масел найчастіше використовують методику їх центрифугування або взаємодії зі спеціальними розчинниками. Визначається концентрація нерозчинених мікрочастинок по осадку, що отримується в результаті проведення маніпуляцій. Додатковим методом визначення ступеня концентрації забрудненості є коксованість. Цей параметр формується виходячи з впливу, що чиниться продуктами, що не розчинені в бензолі. До їх числа відноситься сажа і карб. Збільшення кількості відкладень позначається не тільки на властивостях масла, але і оптимальному функціонуванні двигуна, всього поршневого комплексу. Параметри легко відслідковуються по швидкості вироблення відкладень і отриманого осаду в центрифузі.

Вода в маслі (water contamination, moisture) є найбільш небажаним забрудненням. Вода в масло потрапляє при забрудненні ззовні: з брудом, при конденсації в картері атмосферної вологи, при конденсації пари з продуктів згорання палива. Вода може бути в маслі у вільному і в розчиненому вигляді. Розчинена в маслі вода є незначним фактором і істотного впливу на властивості не робить. Розчинена вода в немоторних маслах визначається шляхом її взаємодії з гидридом кальцію (ГОСТ 7822-75). Вільна вода може утворити емульсію і цим суттєво змінити в'язкість. Вона також взаємодіє з присадками, наприклад з дітіофосфатом цинку і порушує баланс працездатності масла. Саме тому зміст вільної води строго регламентується.

Температурні характеристики маселпоказують критичні точки експлуатації масла - високотемпературні і низькотемпературні.

Високотемпературні характеристики:
- Температура спалаху
- температура займання

Низькотемпературні характеристики:
- Температура застигання
- рівноважна (стабільна) температура застигання
- температура помутніння

Граничні температури працездатності моторного і трансмісійного масла в холодному стані визначаються по зміні в'язкості, на приладах, що імітують реальні умови експлуатації.

Температура спалаху (flash point) - це найнижча температура, при якій пари, що нагрівається нафтопродукту утворюють з навколишнім повітрям таку суміш, яка спалахує від відкритого вогню, але швидко гасне через недостатньо інтенсивного випаровування. При подальшому нагріванні досягається температура займання (fire point), при досягненні якої масло горить не менше 5 з (ГОСТ 4333-48).

Температура спалаху масла майже завжди вказується в списку типових характеристик. Вона пов'язана з фракційним складом масла і структурою молекул базових компонентів і є важливою з кількох причин. По-перше, це показник пожежонебезпеки масла, тому краще більш високе значення температури спалаху. По-друге, вона показує присутність летючих фракцій в маслі, які швидше випаровуються в працюючому двигуні (витрата масла на чад). По-третє, при аналізі працюючого масла, по зниженню температури спалаху легко визначається розбавлення масла паливом. У поєднанні зі зниженням в'язкості масла, зниження температури спалаху служить сигналом пошуку несправностей системи запалювання або системи подачі палива.

Температура спалаху масла визначається двома методами: у відкритому і в закритому тиглі. Метод відкритого тигля (open flash) називається методом Клівленда СОС (Cleveland Open Cup COC) (ISO 2592, ASTM D 92, ГОСТ 6356-75), метод закритого тигля (closed cup) - методом Пенскі-Мартенса РМС (Pensky-Martens Cup) (ISО 2719, ASTM D 93, ГОСТ 6356-75). Звичайно чисельні значення, знайдені цими двома методами, відрізняються приблизно на 20? С. Для масел найчастіше застосовується метод відкритого тигля по Клівленду (СОС), а для палива - закритого тигля по Пенскі-Мартенсу (РМС). На практиці температуру спалаху масла іноді визначають і за методом закритого тигля.

Температура застигання (pour point) або температура втрати текучості - це найнижча температура, при якій масло ще має здатність текти. За закордонним стандартам температурою застигання називається температура, яка на 3 ° С вище дійсної температури затвердіння (solidification temperature) - при якій протягом 5 з масло знаходиться в нерухомому стані.

Температура застигання вказує тільки на можливість переливання масла (наприклад, з тари), не вдаючись до попереднього підігріву. Однозначної взаємозв'язку температури застигання масла з його пусковими властивостями на холоді не існує. Температура застигання обов'язково повинна бути нижче тієї температури, при якій визначають прокачиваемость згідно з класифікацією SAE J 300.

Мінеральне масло - це багатокомпонентна система, застигання якої є складним багатостадійним процесом, залежним від взаємодії окремих компонентів, їх взаємного розчинення і ін. В мінеральному маслі при зниженні температури в першу чергу зароджуються і ростуть кристали парафіну. З появою дрібних кристалів масло мутніє і ця температура називається температурою помутніння (cloud point). Надалі кристали парафіну ростуть, з'єднуються, злипаються і в кінцевому підсумку утворюють кристалічний каркас, масло стає нерухомим, желеподібний. Таким чином, температура застигання фактично є температурою желеобразования. Між кристалічним каркасом масло ще залишається рідким і при струшуванні або перемішуванні плинність всієї маси масла може частково відновитися. Такий процес затвердіння, як специфічний процес кристалізації, залежить від швидкості охолодження і від термічної і механічної передісторії масла (низькотемпературного режиму, інтенсивності та тривалості примусового течії, в інтервалі часу до зміни температури застигання). Тому при визначенні цієї температури потрібне строге дотримання запропонованої процедури охолодження і витримки рідини.

Військове відомство США, для масел військового транспорту, зажадало визначення так званої рівноважної (стабільної) температури застигання (stable pour point).

Низька температура застигання важлива для зимових і всесезонних масел. При запуску холодного двигуна або на початку руху з непрогрітим двигуном, моторне масло в перший же момент своєї роботи має надходити в найвужчі і віддалені місця тертя. Тому температура застигання повинна бути нижчою за мінімальну передбачуваної температури навколишнього середовища.

Температура застигання часто служить показником граничної мінімальної температури заливки, переливки і, частково, експлуатації масла. Тому вона включається в список типових характеристик масел і гідравлічних рідин для автотранспорту. Мінімальна температура експлуатації моторних масел, згідно специфікації SAE J300 APR97, визначається по низькотемпературним характеристикам в'язкості і прокачуваності.

Характірістіки трансмісійного масла

Деталі й вузли автомобіля змащуються спеціальними трансмісійними маслами, які мають ряд особливостей, пов'язаних з умовами роботи самих механізмів. У числі таких особливостей можна назвати:

• велику питому навантаження в місці зачеплення;
• граничне тертя, яке особливо виникає на старті роботи;
• велика швидкість ковзання зубів;
• розбіг робочих температур.

При цьому до таких олив застосовуються особливі вимоги, а саме те, що вони націлені на скорочення зносу деталей, тепловідвід, скорочення сили тертя, відсутність агресії корозії, здатність захищати трансмісію від ударного навантаження і, крім того, не повинно вспениваться. Розділяють такі типи:

• з м'якими присадками проти зносу або взагалі без присадок - використовується в передачах з невеликими навантаженнями і невисокими робочими температурами;
• з присадками проти задирів - використовується в гіпоїдних передачах;
• для гідрооб'ємних і гідромеханічних передач.

Крім того, прийнято розділяти трансмісійні масла по використанню в кліматичних умовах - вони можуть бути літніми, зимовими, всесезонними, арктичними, північними. Розрізняє їх в'язкість і температурні властивості.