2.1.9. Коррозионные свойства топлив

Нефтяные топлива в основном состоят из углеводородов, кото­рые коррозии металлов не вызывают. Коррозионная агрессив­ность обусловливается присутствием в топливах воды, водораст­воримых кислот и щелочей, органических соединений кислого ха­рактера, сернистых соединений.

Водорастворимые кислоты и щелочи могут содержаться в топ­ливе вследствие недостаточного контроля за процессом его очист­ки (они могут остаться в топливе в результате плохой щелочной обработки и недостаточной промывки после защелачивания в про­цессе производства). Наиболее вероятно присутствие в топливах серной кислоты, едкого натра, сульфокислот и др. Эти вещества вызывают сильную коррозию как цветных, так и черных металлов. Содержание их в углеводородных топливах недопустимо.

Присутствие водорастворимых кислот и щелочей в топливе определяется с помощью индикаторов метилового оранжевого и фенолфталеина. Окрашивание водной вытяжки из топлива соот­ветственно в розовый или малиновый цвет указывает на присут­ствие в топливе водорастворимых кислот или щелочей. В случае положительной реакции топливо бракуется.

К органическим соединениям кислого характера, в тех или иных количествах всегда содержащихся в топливах, относятся нафтеновые кислоты, не полностью удаленные из топлива при его производстве, кислоты, образующиеся при окислении топлив в процессе хранения, фенолы, асфальтогеновые кислоты и т. п. При определенных условиях, особенно в присутствии воды, они способ­ны вызвать коррозию металлов, особенно цветных. Органические кислоты дают с медными и железными сплавами мыльный осадок. Поэтому органическая кислотность топлив нормируется стандар­том.

Сущность определения органической кислотности заключается в выделении из топлива органических кислот кипящим этиловым спиртом и дальнейшей их нейтрализацией спиртовым раствором едкого кали (КОН) в присутствии индикатора. Кислотность выра­жается в мг КОН, требующегося для нейтрализации 100 мл топ­лива.

Сернистые соединения, входящие в состав топлив, по своей коррозионной агрессивности подразделяются на активные и неак­тивные.

Активные сернистые соединения вызывают коррозию металлов при непосредственном контакте с ними, к таким соединениям от­носят сероводород H2S, меркаптаны RSH и элементарную серу. Из органических соединений серы наиболее опасны меркаптаны — тяжелые жидкости с резким неприятным запахом. С цветными металлами они образуют слизистые осадки — меркаптиды.

Неактивные сернистые соединения, к которым относят сульфи­ды RSR, дисульфиды RSSR, тиофаны CnH2nS, тиофены CnHnS и другие, коррозии металлов при контакте с ними не вызывают, а поэтому не представляют опасности для резервуаров, трубопрово­дов, топливных баков. Однако при сгорании любые сернистые соединения образуют сернистый ангидрид S02, который при взаи­модействии с водой и кислородом воздуха образует коррозионно-активную серную кислоту H2S04, вызывающую сильную коррозию деталей двигателей.

Чем меньше серы содержится в топливе, тем лучше. Однако полное удаление серы из топлива сопряжено с большими трудно­стями и требует больших материальных затрат. Поэтому часть сернистых соединений в количестве, практически не влияющем на коррозионный износ двигателя, может быть оставлена в топливе. Содержание сернистых соединений в топливах нормируется стан­дартами. Предельные нормы содержания серы устанавливаются для каждого сорта топлива: для авиабензинов—не более 0,05 %, для реактивных топлив—не более 0,25 %. Общее содержание се­ры находят в результате сжигания 1,5 ...5,0 мл топлива и опреде­ления количества сернистого ангидрида в продуктах сгорания.

Для реактивных топлив отдельно определяется содержание меркаптановой серы, которая строго нормируется: для прямогонных топлив не более 0,005 %, для гидроочищенных топлив не бо­лее 0,001 %. Содержание меркаптановой серы определяют по ко­личеству синего аммиачного раствора сернокислой меди, прореа­гировавшего с топливом.

Кроме количественных методов определения общей и меркап­тановой серы существуют качественные методы определения со­держания активных сернистых соединений в топливах. Они обна­руживаются в топливе испытанием на медной пластинке, которая на 3 ч погружается в топливо, нагретое до 50 или 100°С. Появле­ние на тщательно зачищенной пластине черных, темно-коричневых или серо-стальных пятен и налетов указывает на содержание в топливе активных сернистых соединений, способных вызвать кор­розию. Для углеводородных топлив не допускается никакого из­менения цвета пластинки.

Разрушению жаростойких сплавов, соприкасающихся с про­дуктами сгорания топлива, может способствовать наличие в топ­ливе ничтожно малых количеств (тысячных долей процента) ва­надия, молибдена и некоторых других металлов; источником их может быть как исходная нефть, так и применяемые в производ­стве топлива катализаторы. Окислы этих металлов служат ката­лизаторами газовой коррозии.