Визначення вмісту механічних домішок у моторному маслі

Прилади та обладнання: водоструминний або вакуумний насос; сушильна шафа або термостат, що забезпечує температуру нагрівання 105... 110°С; водяна баня; аналітичні терези; набір скляного лабораторного посуду; промивна склянка з гумовою грушею; беззольні паперові фільтри «Червона стрічка»; бензин-розчинник для гумової промисловості; толуол; суміші етилового спирту і толуолу 1:4 (за об'ємом) і суміш етилового спирту етилового ефіру 4:1 (за об'ємом); випробовуваний зразок моторного масла.

Загальні відомості. Сторонні домішки, що містяться в маслах, в основному мінеральні, називаються механічними домішками.

За стандартом вміст механічних домішок в моторних маслах повинен не бути вищим 0,015 %.

Самі небезпечні механічні домішки в маслах – пісок і інші тверді частинки, що викликають абразивний знос деталей двигунів внутрішнього згоряння.

Механічні домішки заносяться при переробці нафти (глина, пісок, мінеральні солі), при очищенні масляних дистилятів (найдрібніші частинки вибілюючої глини, мінеральні солі) і при зберіганні, транспортуванні і заправці машин (головним чином пісок і глина).

Механічні домішки можуть бути знайдені найпростішими способами (якісно): оглядом зразка на прозорість, пробою на скло, па фільтрувальний папір, при відстоюванні.

Всі стандартні методи визначення механічних домішок в нафтопродуктах, у тому числі і в моторних маслах, — кількісні, засновані на ваговому аналізі. Методи кількісного визначення механічних домішок засновані на властивості вуглеводневої частини нафтопродуктів повністю розчинятися в органічних розчинниках. Що не розчинився в розчинниках залишок, затримуваний фільтром, підтверджує наявність в цьому розчині механічних домішок.

Вміст механічних домішок в моторних маслах для автотракторних дизелів і карбюраторних двигунів визначають лабораторним методом.

Сутність методу полягає у фільтруванні бензинового або толуольного розчину навішування випробовуваного масла, промиванні осаду на фільтрі розчинником, подальшому висушуванні і визначенні масової частки механічних домішок.

Проведення випробувань. Перший спосіб. Пробу випробовуваного масла 5 хв ретельно перемішують вмісткості, заповненій не більше ніж на 3/4 її об'єму. Потім беруть навіску і поміщають в скляний стакан місткістю 600 або 1000 см³. Маса навіски масла залежить від в'язкостінафтопродукту і вмісту в ньому механічнихдомішок. Для масел з в'язкістю при 100°С не більше 20 мм²/с маса навіски (100±0,05) г, при в'язкості більше 20 мм²/с -- (50±0,01) г.

Потім в стакан з навіскою масла додають заздалегідь профільтрований і підігрітий розчинник. В якості розчинника використовують бензин або толуол (для масла з присадками і підвищеним лужним числом). Кількість розчинника або кратність розчинення навіски масла також залежить від в'язкості масла: при ν ≤ 20 мм²/с відношення об'єму розчинника до маси навіски від 2 до 4 і при ν ≥ 20 мм²/с - від 4 до 6.

Розчин масла ретельно перемішують в стакані скляною паличкою і фільтрують через заздалегідь підготовлений фільтр «Червона стрічка».

Підготовка фільтру полягає в промиванні його тим же розчинником, яким розчиняють навішування, висушуванні його при температурі 105... 110°С і доведенні до постійної маси. Стаканчик з фільтром після кожної витримки в сушильній шафі (перша протягом 45 хв, подальші не більше 30 хв) закривають кришкою, охолоджують в эксикаторі і зважують зпогрішністю не більше 0,0002 г. Сушать фільтр до тих пір, поки між двома послідовними зважуваннями розбіжність буде не більше 0,0004 г. Після цього фільтр поміщають у воронку, укріплену в штативі над колбою і обережно наливають розчин масла по скляній палиці на 3/4 висоти фільтру. Залишки розчину і механічні домішки із стінок стакана змивають гарячим чистим розчинником також у воронку.

Якщо в маслі присутня вода, то розчин випробовуваного масла спочатку відстоюють протягом 10...20 хв, після чого зливають, залишаючи відстій. Після фільтрації розчину відстій розбавляють 5:1...15:1 (за об'ємом) кількістю спиртоэфірній суміші і фільтрують через той же фільтр. У воронку кожну нову порцію розчину наливають після того, як попередня стікла достатньо повно.

Після фільтрації розчину осад на фільтрі промивають за допомогою промивної склянки з гумовою грушею підігрітим розчинником до тих пір, поки стікаючий розчинник не стане безбарвним, а на фільтрі не залишиться слідів масла.

Після промивання фільтр з осадом поміщають в той же стаканчик для зважування, в якому сушився чистий фільтр, ставлять в сушильну шафу і сушать не менше 1 год при температурі (105±2)°С. Потім стаканчик виймають з сушильної шафи, закривають кришкою і переносять на 30 хв для охолоджування в эксикаторі, після чого його зважують з погрішністю не більше 0,0002 г.

Якщо вміст механічних домішок не перевищує норми, допустимої ГОСТом на масло, фільтр до постійної маси не доводять.

Масову частку X (%) механічних домішок обчислюють по формулі

, (1)

де т₁ — маса стаканчика для зважування з фільтром і механічними домішками, г; т₂ — маса стаканчика для зважування з чистим фільтром, г; т — маса навіски випробовуваного масла, г.

За результат випробування приймають середнє арифметичне двох паралельних визначень. Якщо масова частка механічних домішок менше 0,005%, то вважають, що вони відсутні.

При визначенні вмісту механічних домішок в маслах (наприклад, відпрацьованих), що повільно фільтруються, фільтрувати розчин навіски випробовуваного масла і промивати залишок на фільтрі можна під вакуумом. Для цього воронку гарячого фільтрування через гумову пробку приєднують до спеціальної колби, яка сполучена з вакуумним насосом. При такому фільтруванні не можна допускати, щоб розчин скипав.

Описаний спосіб визначення вмісту механічних домішок має ряд недоліків. По-перше, він не дозволяє визначити всі механічні домішки в нафтопродукті, оскільки частина їх розміром менше 5...6 мк проходить через нори паперових фільтрів. По-друге, на доведення фільтрів до постійної ваги, фільтрацію розчину і промивання осаду затрачується значний час і витрачається велика кількість розчинника. Ці недоліки особливо помітні при аналізі проб відпрацьованих масел. В цих маслах міститься велика кількість з розмірами 1...3 мк, які вільно проходять через пори паперових фільтрів.

Другий спосіб. Сутність полягає у фільтрації розчину випробовуваного масла під вакуумом, але через спеціальні мембранні (нітроцелюлозні) фільтри, щільність яких оцінюється водопроникненням. Найбільш придатні для нафтопродуктів фільтри з водопроникністю від 3 до 6 хв. Ці фільтри затримують механічні домішки з розмірами частинок більше 1 мк.

Розчин проби випробовуваного масла готують по методиці, описаній вище.

Мембранний фільтр поміщають в стаканчик для зважування і сушать його протягом 30 хв при температурі 100...102°С, після чого стаканчик охолоджують із закритою кришкою в эксикаторі і зважують на аналітичних терезах з погрішністю не більше 0,0002 г.

Фільтр поміщають між двома кільцевими картонними прокладками поверх латунної сітки в розбірну воронку, яку за допомогою гумової пробки закріплюють в горловині колби для вакуумного фільтрування. Колбу шлангом сполучають з вакуумним насосом.

Створивши заздалегідь невелике розрідження в колбі, вливають у воронку розчин масла і повільно фільтрують. Потім вакуум поступово збільшують і доводять до 0,0266...0,0333 МПа.

Після закінчення фільтрування розчину осад на фільтрі ретельно промивають розчинником і після цього розбирають воронку. Фільтр з осадом поміщають в стаканчику в сушильну шафу, сушать при температурі 100...103°С протягом 20...25 хв, потім охолоджують в эксикаторі до кімнатної температури і зважують.

Масову частку X механічних домішок обчислюють по формулі

, (2)

де т ₀/ т ₃ — маси осаду і навішування випробовуваного масла, г.

Рис.1. Схема фільтрувальної колонки

1 — колба; 2 і 4— нижня і верхня частини фільтрувальної колонки; 3 - гайки 5 — мембранні фільтри; 6 — проміжні втулки колонки; 7 — пробки.

За результат випробування приймають середнє арифметичне двох паралельних визначень.

Обидва способи дозволяють визначити масову частку механічних домішок, що містяться в моторному маслі, але не дають можливість розділити їх за розмірами на окремі фракції.

Третій спосіб. Для визначення масової частки механічних домішок у випробовуваному маслі з одночасним розділенням їх на фракції використовують фільтрувальну колонку (Рис.1.).

В колонку встановлюють заздалегідь доведені до постійної маси мембранні фільтри, що розрізняються розмірами пор, і крізь них фільтрують розчин випробовуваного масла.

Після закінчення фільтрування осідання на фільтрах промивають розчинником до повного видалення масла. Фільтри виймають з колонки, поміщають в сушильну шафу, висушують при температурі (105±2)°С протягом 20... 25 хв, після чого охолоджують в эксикаторі і зважують.

Масову частку окремих фракцій (за розмірами) механічних домішок, що містяться в маслах, обчислюють по різниці мас зважувань кожного фільтру до і після фільтрування.

Загальна кількість механічних домішок, що містяться в пробі досліджуваного масла, рівно сумі мас окремих фракцій механічних домішок.

Контрольні запитання.

1. Що таке механічні домішки?

2. Яким чином потрапляють механічні домішки в масло?

3. У чому полягає сутність визначення механічних домішок за першим способом?

4. Які недоліки визначення механічних домішок за першим способом?

5. У чому полягає сутність визначення механічних домішок за другим способом?

6. У чому полягає сутність визначення механічних домішок за третім способом?

Поиск по сайту: