Электростатическая очистка масла
Механические примеси, продукты окисления и другие загрязнения являются источником повышенной опасности для гидравлических систем. Более 80% простоев гидроприводов, по статистике, вызвано загрязнением рабочей жидкости. Даже новая жидкость может содержать частицы размером от 0,01 до 100 мкм, что негативно сказывается на работе оборудования. Для поддержания чистоты гидравлического масла широко применяются классические методы очистки – механическая фильтрация, центрифугирование, вакуумирование. Прогрессивная электростатическая фильтрация известна отечественным гидравликам гораздо меньше, хотя имеет ряд существенных преимуществ при удалении механических загрязнений.
Наиболее часто на практике встречаются три вида неполадок гидрооборудования:
- отказ гидравлических клапанов из-за осадка из масла, главным образом, состоящим из продуктов окисления масла.
- Износ насосов, вызванный очень мелкими частицами, проникающими в смазочный слой (<1 мкм). Металлические частицы, образующиеся в процессе износа, ускоряют (каталитически) окисление масла, что приводит к отказу гидравлических клапанов.
- Утечки масла из-за комбинаций различных факторов, таких как: износ уплотнений, течи в трубах и соединениях, повышенное давление из-за закупорки линий фильтров, уменьшение вязкости масла из-за перегрева при нарушении теплообмена и т. д.
Все это является, главным образом, следствием загрязнения гидравлического масла.
Основной причиной отказов гидрооборудования являются включения диапазона 5-1 мкм и менее, которые составляют 70% от общего числа включений. Частицы менее 3 мкм крайне сложно удаляются классической фильтрацией, а ресурс тонких фильтров крайне мал. Электростатическая очистка масла позволяет эффективно бороться с проблемой. Благодаря действию электростатического поля снимается ограничение на минимальный размер удаляемых включений вплоть до 0,05 мкм.
Электростатическая очистка рассчитана на все типы включений (песок, резина, металл, пластик, вязкие смолы и т. п.). Все растворимые жидкие добавки в масле сохраняются, т. к. электростатическая сила действует только на заряженные поверхности раздела сред. Для удаления свободной воды из масла применяются специальные фильтры или вакуумирование.
Как это работает |
Электростатическая установка Friess EFC соединяется с масляным баком. Шестеренный насос перекачивает в него масло из основного бака. Между электродами чистящей ячейки, на которые подается постоянное высокое напряжение 14 кВ, создается электрическое поле. Все загрязнения с потоками масла проходят зоны повышенного градиента и оседают на чистящих элементах. Чистое масло направляется обратно в резервуар. |
По уровню чистоты масло, очищаемое с помощью электростатического метода, значительно превосходит новое масло. Это позволяет практически исключить окислительные процессы и годами поддерживать неизменными характеристики масла. При регулярной очистке гидравлическое масло может использоваться более 10 лет. Период окупаемости установок FRIESS EFC составляет 0,5 – 1,5 года. Добавки нового масла требуются только для пополнения потерь в результате неизбежных технологических утечек.
Особенностью электростатических установок FRIESS EFC является электронный блок управления высоким напряжением. Он поддерживает неизменное напряжение на электродах независимо от величины тока (по мере выработки ресурса чистящих элементов ток возрастает), что гарантирует неизменно высокую эффективность очистки масла вплоть до выработки ресурса чистящих элементов. Установки FRIESS EFC работают в автоматическом режиме под управлением PLC, в них реализованы функции самодиагностики.
Преимущества установок FRIESS
- Быстрая окупаемость
- Прецизионная работа оборудования
- Повышение надежности производственного процесса
- Снижение себестоимости продукции
- Повышенная производительность оборудования
- Снижение затрат на обслуживание, ремонт оборудования и замену масла
- Снижение простоев на 70%
- Снижение расхода масла до 90%
- Увеличение срока службы гидравлических масел до 10 лет
Кроме рабочих гидрожидкостей установки FRIESS EFC способны очищать моторные масла для прецизионных двигателей, смазочные масла, синтетические смазки и гидравлические масла на основе PАO для центральных смазочных систем бумагоделательных машин, масла высокого давления для двигателей повышенных температур, турбинные масла, а также защитные среды, применяемые при производстве шаровых подшипников.
Таблица1. Средняя годовая производительность, л/год
Модель FRIESS EFC |
HLP 32 |
HLP 46 |
HLP 68 |
D2 / D2-1E |
4 500 |
3 400 |
2 300 |
D4 / D4-1E |
10 500 |
7 500 |
5 300 |
D8 / D8-1E |
26 000 |
19 000 |
13 600 |
D16 / D16-1E |
52 000 |
38 000 |
27 200 |
На белоруском рынке продукцию компании FRIESS GmbH представляет ЧТУП "Внешпромсбыт".
1 Цвет и прозрачность масла
коллориметр!
Цвет (color) и прозрачность (transparency). Качество и товарный вид масла иногда оценивается по его цвету и прозрачности. В большинстве случаев, за исключением применения твердых противозадирных присадок (дисульфид молибдена и т.п.), прозрачность масла должна быть полной, без видимых механических включений. Цвет масла зависит от присутствия темных смолистых веществ и от свойств нефти, из которой изготовлено масло. Нет прямой зависимости между цветом масла и содержанием смолистых веществ, особенно если масло выработано из нефти разных месторождений. По цвету масла можно лишь приблизительно судить о качестве его очистки. Иногда цвет является показателем товарного вида масла, так как покупатель склонен оценивать качество масла по его цвету. Готовое товарное масло в большинстве случаев не окрашивается и бывает от светло-желтого до темно-коричневого цвета. Такой натуральный цвет масла определяется и выражается численно по стандартам ISO 2049, ASTM D 1500, ГОСТ 20284-74 и др. при сравнении цвета масла с набором цветных эталонов, которые нумеруются от 0,0 (белый) до 8,0 (очень темный коричневый) через 0,5 единицы (всего 16 номеров). Приблизительные значения цвета масла приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1. - Номера цвета масла по стандарту ISO 2049
Номер цвета | Цвет |
0,0 | Белый |
1,0 | Светло-желтый |
2,0 | Желтый |
3,0 | Темно-желтый |
4,0 | Очень светлый коричневый |
6,0 | Светло-коричневый |
7,0 | Темно-коричневый |
8,0 | Очень темный коричневый |
На практике, некоторые потребители пытаются по цвету работающего моторного масла определять необходимость его замены. Однако, потемнение масла в двигателе является естественным и показывает, что масло выполняет свои моющие и диспергирующие функции. Таким образом, потемнение масла не может быть принято за основу показателя снижения ресурса работоспособности и необходимости замены. При некотором опыте и при наличии градуировочной таблицы - этот метод оценки ресурса все же может быть применен.
Некоторые масла окрашиваются в яркие цвета. В красный цвет окрашиваются жидкости автоматической коробки передач (ATF), чтобы отличить их от других масел и облегчить обнаружение утечки. Масла для двухтактных двигателей окрашиваются в зеленый, синий или красный цвет для отличия топливномасляной смеси от чистого топлива.
По старой традиции бытует мнение, особенно в США, что масло очень высокого качества, выработанное из парафиновой нефти, должно иметь слабый флуоресцирующий зеленый оттенок. По этой причине некоторые производители специально вводят в масло флуоресцирующие красители. При необходимости, масла подкрашивают маслорастворимыми органическими красителями.
1 Моюще-диспергирующие свойства
Моюще-диспергирующие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии. Чем выше моюще-диспергирующие свойства масла, тем больше нерастворимых веществ — продуктов старения может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, тем меньше лакообразных отложений и нагаров образуется на горячих деталях, тем выше может быть допустимая температура деталей (степень форсирования двигателя). Кроме концентрации моюще-диспергирующих присадок на чистоту двигателя существенно влияет эффективность используемых присадок, их правильное сочетание с другими компонентами композиции, а также приемистость базового масла. В композициях моторных масел в качестве моющих присадок используют сульфонаты, алкилфеноляты, алкилсалицилаты и фосфонаты кальция или магния и реже (по экологическим соображениям) бария, а также рациональные сочетания этих зольных присадок друг с другом и с беззольными дисперсантами-присадками, снижающими, главным образом, склонность масла к образованию низкотемпературных отложений и скорость загрязнения фильтров тонкой очистки масла. Модифицированные термостойкие беззольные дисперсанты способствуют и уменьшению лако- и нагарообразования на поршнях.
Механизм действия моющих присадок объясняют их адсорбцией на поверхности нерастворимых в масле частиц. В результате на каждой частице образуется оболочка из обращенных в объем масла углеводородных радикалов. Она препятствует коагуляции частиц загрязнений, их соприкосновению друг с другом. Полярные молекулы присадок образуют двойной электрический слой, придающий одноименные заряды частицам, на которых они адсорбировались. Благодаря этому частицы отталкиваются и вероятность их объединения в крупные агрегаты уменьшается.
При работе двигателей на топливах с повышенным содержанием серы моющие присадки, придающие маслу щелочность, препятствуют образованию отложений на деталях двигателей также и путем нейтрализации кислот, образующихся из продуктов сгорания топлива.
Металлсодержащие моющие присадки повышают зольность масла, что может привести к образованию зольных отложений в камере сгорания, замыканию электродов свечей зажигания, преждевременному воспламенению рабочей смеси, прогару выпускных клапанов, снижению детонационной стойкости топлива, абразивному изнашиванию. Поэтому сульфатную зольность моторных масел ограничивают верхним пределом. Ее допустимое значение зависит от типа и конструкции двигателя, расхода масла на угар, условий эксплуатации, в частности, от вида применяемого топлива. Наименее зольные масла необходимы для смазывания двухтактных бензиновых двигателей и двигателей, работающих на газе. Наибольшую зольность имеют высокощелочные цилиндровые масла.
Моющие свойства моторных масел в лабораторных условиях определяют на модельной установке ПЗВ, представляющей собой малоразмерный одноцилиндровый двигатель с электроприводом и электронагревателями. Стендовые моторные испытания для оценки моющих свойств проводят либо в полноразмерных двигателях, либо в одноцилиндровых моторных установках по стандартным методикам. Критериями оценки моющих свойств служит чистота поршня, масляных фильтров, роторов центрифуг, подвижность поршневых колец.
Попадание дизельного топлива в моторное масло
Вязкость! смазывающие свойства
Попадание дизельного топлива в моторное масло - проблема многих дизелей и если вовремя ее не заметить и не устранить, двигатель вскорепотребует ремонта.
Происходит такое довольно часто, если за двигателем нет должного ухода или за рулем какой-нибудь неопытный тракторист, который не подозревает о существовании масляного щупа, не умеет анализировать, что из него стекает или и того хуже - проверяет каждый день масло и радуется что мало того, нет расхода масла, так оно еще и прибавляется само. А причин этому может быть не много, либо охлаждающая жидкость попадает в картер, либо попадает туда дизельное топливо.
НЕПРИЯТНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ НАЛИЧИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА В МАСЛЕ
Известно, что дизельное топливо имеет достаточно высокую текучесть, и чем больше его температура, тем текучесть повышается, то есть при нагреве оно очень хорошо вытекает через зазоры. Кроме того дизельное топливо имеет хорошие моющие свойства. Многие моют детали двигателей именно дизельным топливом, поскольку оно без особого труда разъедает и смывает старое моторное масло, продукты его распада и другую черную грязь с деталей двигателя. При попадании в картер дизельного топлива, оно разъедает отложения и разжижает моторное масло, тем самым снижая его вязкость и смазывающие свойства. Таким образом, жидкое масло вместе с дизельным топливом не способно смазывать детали двигателя, поскольку не может создать масляную пленку (масляный клин) между ними. В первую очередь это влияет на срок службы коренных и шатунных вкладышей коленчатого вала. Происходит их износ, подобный до того, будто бы вообще масло отсутствовало. Двигатель с изношенными вкладышами начинает подавать сигналы водителю в виде низкого давления масла и если тот не примет экстренные меры, происходит окончательный износ остатков вкладышей, после чего коленчатый вал вращается уже не на подшипниках скольжения, а на стальном основании вкладыша. Дальше происходит лавинообразное разрушение – коренной вкладыш прикипает к коленчатому валу, после чего тот либо заклинивает, либо проворачивает коренной вкладыш, перекрывая подачу масла с коренной шейки на шатунную. В общем результат будет печальным: не смазывающиеся шатунные вкладыши, точнее то что от них осталось тоже прикипают к шейке коленчатого вала потом либо двигатель стучит, либо заклинивает коленчатый вал, либо происходит разрушение, вследствие чего получаем «кулак» в стенке картера. Таким образом, дополнительно к ремонту коленчатого вала получаем блок с провернутой коренной шейкой, который придется менять либо реставрировать, если позволят размеры. Как ни крути, а дизельное топливо в масле это очень неприятный момент, устранение последствий невнимательности которого обходится довольно дорого. Однако, если попадание дизельного топлива в моторное масло замечено своевременно, то можно обойтись лишь устранением утечки и заменой масла.
ВНЕШНИЕ ПРИЗНАКИ ПОПАДАНИЯ ТОПЛИВА В СИСТЕМУ СМАЗКИ
При ежедневном техническом обслуживании отмечается повышение уровня масла в масляном картере двигателя при одновременном уменьшении вязкости (масло разжижается и легко стекает со щупа). Кроме того разжиженное масло приобретает другой запах, аналогичный запаху дизельного топлива.
Если при повышении уровня масла во время эксплуатации двигателей снижается их мощность, отмечается неравномерная работа двигателя - двигатель «троит», это свидетельствует о неисправности форсунок (одна или смазывающиеся шатунные вкладыши, точнее то что от них осталось тоже прикипа несколько форсунок «льют»). При этом несгоревшее топливо попадает в полость масляного картера.
ПРИЧИНЫ ПОПАДАНИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА В МАСЛО
Самая распространенная причина попадания дизельного топлива в масло, это выход из строя ТНВД (топливный насос высокого давления), а точнее плунжерных пар насоса. Относится это только к тем двигателям, которые имеют общую систему смазки двигателя и ТНВД. Происходит это следующим образом:
изношенные плунжерные пары, которые должны под давлением подавать дизельное топливо к форсункам, не справляются с создаваемым ими же давлением и начинают пропускать его внутрь самого ТНВД. Попав в картер ТНВД, дизельное топливо смешивается с общим маслом и уносится в картер двигателя, разбавляя собой масло и неминуемо ведя двигатель к разрушению. Некоторые водители справляются с этой проблемой просто заглушая подачу и выток масла из ТНВД, оставив в нем нужное количество масла. При этом необходимо чаще контролировать уровень масла в картере ТНВД и при необходимости заменять масло свежим либо направлять ТНВД в ремонт.
Другая причина попадания дизельного топлива в моторное масло относится
к двигателям ЯМЗ-236, -238, -240, то есть двигатели, у которых обратка (трубка слива от форсунки) проходит под крышками клапанов, и в случае утечки из нее дизельное топливо отправляется прямиком в картер и в достаточно большом количестве.
Еще проблема может быть в штуцерах обратки, точнее медных шайбах:
раздавленных не прижатых и также пропускающие дизельное топливо. Может попасть дизельное топливо в масло также через льющие форсунки, но в этом случаем могут и поршня прогорать, двигатель может «троить» коптить, перегреваться, в общем, тоже выйдет со строя, если вовремя не устранить проблему.
1- Плотность, цвет и загрязнение масел
Ареометр
Плотность (density) - это масса вещества, заключенная в единице объема (кг/м3, г/см3). Численное значение плотности выражается отношением массы какого-либо объема вещества к массе такого же объема воды, имеющей температуру 4°С (масса 1 л воды при 4°С равна 1 кг). Плотность жидкостей просто и достаточно точно измеряется ареометром (ГОСТ 3900-85). Обычно рядом со значением плотности указывается и температура измерения (температура может не указываться, если плотность определена при 20°С).
Иногда плотность масла, как и сырой нефти, выражается в градусах плотности API (APIdensitygrade). Соотношение градусов АРI с относительной плотностью d (отношение плотностей масла и воды), измеряется при температуре 15,6°С и определяется по формуле:
АРI = (141,5/d)- 131,5
Соотношение API и плоности
АРI 24 26 28 30 31 34 37 39 40 41 44
d 0,91 0,898 0,887 0,876 0,871 0,855 0,840 0,830 0,825 0,820 0,806
Плотность необходима при перерасчете объема масла в массу и наоборот. При повышении температуры, плотность нефтепродуктов снижается и, тем сильнее, чем меньше плотность. Плотность не является определяющим показателем смазочных масел. Однако по плотности можно примерно судить об углеводородном составе масла, так как наименьшей плотностью отличаются парафины, а наибольшей - нафтеновые соединения. По плотности работающего масла определяют попадание в него топлива. Плотность может помочь идентифицировать конкретное масло при сравнении нескольких сортов или марок.