2. Показатели качества смазочных масел

2.1. Определение содержания механических примесей в масле экспресс-методом

К механическим примесям относятся все твердые вещества органического и неорганического происхождения, находящиеся г нефтепродукте в виде осадка или во взвешенном состоянии, которые задерживаются фильтром при фильтровании самого нефтепродукта или его бензинового раствора. В свежих маслах механические примеси, как правило, должны отсутствовать, но некоторые стандарты допускают содержание в смазочном масле до 0,007...0,01% механических примесей.

В процессе хранения и работы масел они засоряется твердыми примесями, попадающими извне, а также продуктами химического превращения семих масел, работающих при высоки температуре, и продуктами износа деталей. Механические примеси находясь в масле, вызывают повышенный износ и нагрев поверхностей трения. Они способствуют образованию шлама, который может отлагаться в маслопроводах и нарушать тем самым подвод масла к узлам трения.

Количественное определение механических примесей основано на разбавлении испытуемых нефтепродуктов растворителями и последующей фильтрации полученного растворе. Определение механических примесей в масле можно производить весовым способом по ГОСТ б?70-59, а в производственных условиях удобнее воспользоваться экспресс-методом.

Экспресс-метод позволяет определить содержание механических примесей до 1,5 {?. При содержании в масле более 1% механических примесей оно бракуется.

Порядок работы

Для определения механических примесей в масле экспресс-методом применяется следующее лабораторное оборудование:

ванночка для бензина;

пипетке или стеклянная палочка для отбора масла на фильтр;

безвольный бумажный фильтр диаметром Р...11 см марки "Красная лента";

Оеваин или летнее дизельное топливо. Испытания проводятся следующим образом.

Пробу нефтепродукта хорошо перемешивают встряхиванием в течение 9 мин в заполненной не более чем на 3/4 емкости. Затем отбирают пипеткой или стеклянной палочкой масло для внёлива. Каплю масла наносят легким касанием в центре фильтре и ждут, пока масло пропитает бумагу. Когда капля масла высохла, фильтр нагревают по радиусу таким обрезом, чтобы получилась полоска шириной в 10 мм, конец которой находится у начала пятна, а начало - у края фильтре. Надрезанную таким образом полоску отгибают под углом 90 -°к плоскости фильтра.

Фильтр укладывают на ванночку, наг пленную бензином, таким обрезом, чтобы отогнутая полоска погрузилась в бензин. Черев 15...20 мин (когда бензин вымоет масло с фильтра) фильтр снимает, просушивают на воздухе и визуально сравнивают интенсивность окраски полученного пятна с интенсивностью- эталонных пятен,

Если интенсивность окраски полученного пятна совпадает с интенсивностью окраски какого-либо пятна-эталона, т- содержанке механических примесей соответствует указанному на эталоне. Если полученное пятно по окраске располагается между пятнами-эталонами, то содержание механических примесей определяют путем интерполяции чисел, указанных на этих эталонах.

Но полученному результату должно быть дано заключение о пригодности масле к эксплуатации.

2.2. Определение водорастворимых кислот и щелочей

От масла, работающего в системе смазки, требуется, чтобы оно все время работы не разрушало поверхность материалов, т.е. чтобы масло обладало антикоррозийными свойствами.

Коррозионность топлива и масел, зависит от содержания в них кислот и щелочей. Во всех топливах и маслах должны отсутствовать водорастворимые кислоты и щелочи – наиболее коррозионно-активные вещества.

Качественное определение минеральных кислот а щелочей в жидки*-нефтепродуктах производится по ГОСТ 6Р07-75. Су'<сость метода заключается в извлечении водорастворимы* кислот и щелочей иэ нефтепродуктов водой или водным раствором спирте и определении величины рН водной вытяжки рН-методом ила реакции среди с помощью индикаторов.

Д -г анализа применяются следующие приборы и реактивы: рЯ-метр любого типе со стеклянными или хлор серебряннии электродами;

воронки делительные на 250...500 мл;

пробирки стеклянные;

индикатор фенолфталеин (1^ннй раствор в 60 $-но»«

этиловом спирте;

индикатор метилоранж ( 0,0? /&-ный водный раствор); воде дистиллированная, проверенная на нейтральность.

Порядок работы

1. В коническую колбу" наливают 50 мл испытуемого нефтепродукта и нагревают его на электроплитке до 50...60 °С.

2. Переливают пробу нефтепродукта в делительную воронку и туда же добавляют 50 мл дистиллированной воды, нагретой до 50...^0 °С.

Содержимое воронки слегка взбалтывают в течение 5 мин. После этого, закрепив воронку в штативе, смеси дают расслоиться.

8. После расслоения часть нижнего водного слоя сливают в две пробирки по 1...2 мл в каждую. В одну из пробирок доставляют две капли метилоранжа и сравнивают цвет вытяжки с две) М такого же объема дистиллированной роды, в которую добавлено также две капли метилоранжа (третья пробирка).

Окрашивание вытяжки в розовый цвет указывает не наличие в испытуемом нефтепродукте водорастворимы кислот.

3. Во вторую пробирку добавляют три капли - фенолфталеине. Опрашивание раствора в розовый или красный цвет указывает на наличие водорастворимых щелочей.

4. Нефтепродукт считается не содержащим водорастворимых кислот и щелочей при отсутствии розового или красного окрашивание вытяжки от фенолфталеине или метилоранжа.

5. Для определения наличия водорастворимых кислот и щело­чей по величине рН в стаканчик помещают 35...50 ил вытяхки, погружают электроды на глубину 10...12 ми и замеряют величи­ну рН в соответствии с требованиями по эксплуатации прибора рН-метре,

6. Отсутствие или наличие водорастворимых кислот -и щелоче! устанавливают с помощью таблица.

7. 1. величина рН

   2. ниже 4,5

   3. от 4,5 до 5,0

   4. от 5,0 до Р,0 от 0,0 до 10 свыше -'10

   Характеристика водной не ,-:е продукт в

8. Кислая

9. Слабокислая

10. Отсутствие водораство­римых кислот и щелочей

11. Слабощелочная Щелочная

12. 8. Показатели качества воды

13. 8.1. Определение жесткости воды

14. Природная вода, идущая для питания котлов, • ••держит хи­мические примеси в вид^ солей: двууглекислого кальция СаС0_3> двууглекислого магния Л1$СО_Л .сернокислого кальция СаЯОц сернокислого магняя Л1^80^ .хлористого кальция С<*С(._е , тлористого магния и ряда других.

15. Общее солесодержание воды может быть представлено в виде

16. 5. Общая г.-с?коруь

    Общее

17. содеоо-

18. держаиие

19. некарбонатная жесткость

20. Соли желева,алюминия и др. ^

21. Присутствие в воде солей кальция и магния придает ей *ес» кость. Жесткость бывает карбонатная и некарбонатввя. Кар­бонатная *ес!коь-ть определяется наличием в воде двуугле­кислых солей или бикарбонатов кальция, магния к натрия, ко­торые при нагревании распадаются и дают нерастворима! оса­док карбоната:

22. Са(НСС'а)_г + теплота .-з

23. •с теплоте *• М$СО_Л +Н*0

24. Следовательно,карбонатная жесткость может быть устране­на кипячевиьм вода,

25. Некарбонатная жесткость определяется присутствием в в-у де сернокисльх солей кальция и мегйия или хлористых солей кальция и магния, которые ве выпадают в осадок и могут быт», удалены лишь химической обработкой воды.

26. Кг йояатная я бикарбонетная жесткости составляют общую

27. жесткость воды.

28. Жесткость води определяется количеством растворенных в ней солей кальция и магния,'выраженным в мг-экв на литр. Миллиграмм-эквивалентом наэывается весовое количество ве­щества в миллиграммах,ра-мое эквивалентному весу вещества. Эквивалентный вес веществе равен молекуяпр"-Р..«ясое, де­ленной на валентность вещества. Следовательно, если з 1 л растворено 55 мг С«С^> ичи 81 мг 6*(НСОд)| , т.

29. Общая жесткость (в мг-акв/л)

30. 6. очень мягкая

    7. мягкая

    8. средней жесткост

    9. жесткая

    10. очень лестная

    0-1,5 1,5 - 3,0 3,0 - 5,5

31. 5,5 - 10 10 и более

32. Порядок работы

33. А. Определение карбонатной жесткости

34. Способ определения основав на свойстве бикарбонатов кальция реагировать с кислотой в присутствии индикатора ° Мбтилоранка.который фиксирует конец реакции нейтрализации.

35. В чистую колбу наливаем 100 мл исследуемой води.

36. Прибавляем 2-3 капли метилоранжа (цвет вод -желтый).

37. Титруем ив бюретки 0,1К1 раствором серной ила соляной кислоты до изменения желтого цвета в оранжевый.

38. При атом идут реакции:

39. & +Н& $0ч

40. + /430*

41. Как Только „се бикарбонаты разложились, так перрая же свободная капля кислоты окрасит раствор в оранжевый цвет. При избытке кислоты вода станет розовой.

42. Вычисление результата ааалива состоит в сле­дующем. 1 мл 0,1/\! райтвора серной или соляной кислоты соот ^тствует 0,1 мг-экв жесткости; следовательно, кар-бонатйая жесткость воды в объеме 100 мл будет ; вна:

43. П "0,4,

где П. -количество мл раствора серной кислоты, израс­ходованное на титрование.

п.,

Н.

или

Жесткость водь в мг-акв/л будет рввна:

Н_в - 0,1 Я Ю

1-е. если использовать 0,1 М раствор кислоты и не тит­рование брать 100 мл исследуемой воды, то жесткость в мг-чкв/л будет равна количеству миллилитров кислоты, по­шедшей на титрование.

Нормальным раствором кислоты навивается такой раствор, в котором в 1 литре вода растворен 1 г-акр кислоты. Децинормвльный раствор ( 0,1 N ) соответствен­но в 10 рев слабее нормального рествора.

Б. Определение общей ьесткасти воды

Метод определения основан на способности некоторый органических кислот и ик солей образовывать прочные комплексные соединения с ионами кальция и магния, кото­рые обу сдавливают жесткость воды. На практике для этой цели применяется натриевая соль уксусной кислотн, техни­ческое название которой " трилон В'.'

Применяемые в атом методе в качестве индикаторов красители (хром черкни, хром сивий, хром темно-синий) образуют г ионами кальция И магния растворимые окрашен­ные соединения. Если в раствор, содержащий эти ионы, ввести од ил иэ индикаторов, то при добавлении трнлона Б произойдет изменение окраски в точке эквивалентности, т.е. когда добавленное количество трилона Б свяжет ионы • кальция и магния в комши-коное соединение. Цвет раствора ^ 1.'.1дикатором в присутствии сол*¹⁴ кальция и магния -повово-краснай, а в отсутствии згшс содей - синевато-сиреневый. Наилучший пэрекод окрески наблюдается при добавлении к анализируемой воде аммиачной смеея, <"« играет роль буферного раствора,

Работа выполняете! в следующем порядке.

Наливаем в чистую колбу 100 мл исследуемой воды и добав­ляем в нее 6 мл аммиачной смеси. Затем вводим 7-8 капель индикаторе (хгром синий).

Титруем из баретки 0,1^ раствором трилона Б, иктеа-аивно перемешивая, до переходе цвете раствора ив розово-красного в сиренево-синий.

1 мл 0,1 ^ распора трилона Б соответствует 0,1 мил­лиграмм-эквиваленте жесткости. Рассуадея так же, как я при определении карбонатной жесткости, вычисляем общую жесткость по формуле:

^нобщ.- ^а '

где а - количество мл 0,1 А/ растворе трилонв Б, уиед-т.->е не титрование пробы воды объемом 1^аО мл; жесткость воды, мг-акв/л.

3. Определение некарбоиатной жесткости

Общая жесткость слагается иа карбонатной и (внарбо-_а ватной. Поэтому некарбонатную жесткость определяю* ив выразил:

^ннк ^Нобц7 "к .

I После выполнения работы по определению кароонатяой и [ общей жесткости исследуемой воды э^и «.е показатели опре­деляются д^я водопроводной воды.

8.2. Определение щелочности воды

Щелочность воды зависит от наличия в воде гидратов, карбонато? я би арбонатов щелочных и щелочноземельных Металлов* Различают три вида щелочности:

-{'ИДратная щелочность (А_г) - обусловлена гид, ;Твмй окиси натрия и кальция; характерно наличие анионе али гр-ДрОксиЛьной ^руппы ОЕГ;

-карбонатная щелочность (А_д)- обусловлена только валичлем Л/а^СО^ , т.к. карбонаты кальция и магния в воде нерастворимы: «ректерно наличие аняона СО""";

-бйкарбояетная щелочность и_бк)- обусловлена присут­ствием в воде бикарбонатов М*НСГ твректёрйо наличие айнйна НСОг~

Под общей щелочностью вода ;А_ой1жшим8с* сумму содержа-* цюсоя в воде гидратов, карбонатов и бикарбонатов. Все три вида щелочности одновременно в воде существовать не могут » т.к. гидрата реагирую! о бикарбонатами, обра­зуя карбонате ! ОН" + НС(Г * 2\\\ СОТ"

Для природной воды характерна бикарбо»

сытная щелочность, а для котаовой воды, которая химически обрабатывается, характерны гидрагная и карбонатная ще-

лочности.

Существует три ивмеригеля щелочности воды: миялиграмм-еквивааент/ литр, щелочное чиояо, концентрация водородных и гидрокоильных ионов.

Общую щелочность и ее составляющие выражаю?

в (Млиграмм- екв на лигр воды.

Метод определения общей щелоч ности основан; не овойотве гидратов, карбонатов в би­карбонатов реагировать о кио логами о образованием нейтраль-» них солей и воды (, реакция нейтрализации). Чтобы зафикси­ровать окончание реакции ( в точке эквивалентности), можно воспользоваться метилоранжем ( в щелочах»- желтый, в кислотах- розовый).

Раздельное определение гидратной, карбонатной и бикарбо-иатной щелочности основано на различных свойствах йндй#&-торов: (.агилоранжа и фенолфталеина. В присутствии метилоранжа могут быть зафиксированы вое три вида щелочности а_г,а_к, А В присутствии фенолфталеина могут быть зафиксированы:

эя гидратная щелочность по реакции:

01Г+ Н*= Н_гО_?

д карбонатная щелочность фиксируется только до половины; нейтрализация проходит в две стадии;

I) СО- ~ + Н+« НСОз ко*орому

- образуется бикарбонат, по отношению к^феполфталсии ней»

С0₂

= Н_аО

траяен}

определить бикарбонат, необходимо применить индикатор метилоранж.

Для равдельного определения всех видов щелочей польеу-отся этими свойствами индикаторов и применяют последова­тельное титро* ние пробы вода кислотой сначала в присут­ствии фенолфталеина, а вятек в присутствии метилоранжа.

В присутствии фенолфталеина фиксируют вею гидр*тнуг щелочность и половину карбояйтной»

Продолжая титрование кислотой, в присутствии метил­оранжа фиксирует вторую половину карбонатов и бикарбонаты, если они находились в пробе воды (при наличии гидретой бикарбоната отсутствуют).

Нейтрализацию проводят обычно 0,1 (^ раствором вясло-тв,оО"овначвя черев И расход кислоты в присутствии фенол­фталеина, е черев МО - расход кислоты в присутствии ме-тилоряняа. Каядый миллилитр 0,1 Н растзорв кислотв соо*-в«тб*вуе* 0,1 мг-вкв щелочности.

Если на титрование било вяято 100 мл воды, то нелоч-яость в мг-вквиввлентаг будет равна количеству миллилит­ров 0,1 ^ растварй кислоты» ивресходованному на титро­вание в присутствии двух индикаторов:

( 1 )

А _об » (И > МО } , мг-аяв/ л.

Для переводи в миллиграммы миллиграмм-эквиваленты нужно умйо*й*ь ва эквивалентную массу вещества..При вычислении глдратной, карбонатной и бикарбонатной щелочности по дан­ ным титрования могут встретиться . пять случаев, которые представлены в приведенной ниже таблице.

Второй измеритель щелочности- щелочное чнсдб 8 котловых водах, подвергающихся химической обработке антинакипинами или другими реагентами, для оценки щелоч­ности пользуются щелочным числом А% . Щелочное число показывает щелочность котловой воды, выра­женную в миллиграммах едкого натрия на литр воды, и опре-

делается по формуле:

А_" 40 К, иг/л,

бк

где ЗФ - количество миллилитров 0,1 /V раствора кислоты, израсходованное на титрование пробы воды объемом 100 мл в присутствии фенолфталеине; 40 мг - количество Л^ОН, эквивалентное 1 мл 0,1 (^ раАорв кислоты (при пробе волн в 100 мл).

• пп	Результат титрова­ния	Общая ГИД- рвхн +	_§елочнс карбо­наты	сть бикар-бонаягы	форму ль-МТ^1 в "ТГЯ11 ло-аг"
1,	$$ > 0		~
	МО - 0
г.	Ф5 > МО.	+	-*•	—	Ао"*г4
					йг»ОТ-*к- ^
в.	т - мо	-	-(-	-	Ао-*к-
4.	т< мо	*•	+	-»•	*о"*к- А„« 2Ф
5.	т - о			+	' АбК-МО 4бв-Ю
	МО > 0

Так иак при определении щелочного числе производи титрование пробы воды в присутствии только одного яетора~ фенолфтвлеина, то щелочное число А_? покавывает содержание в воде гидратной щелочности и половины карбо натной щелочности. Умножение на коэффициент 10 что воя Д выражена через гидрвт окиси натрии

поэтому показатель "щелочное число" яаляетса условный (не дает полного значения щелочности).

Щелочное число котловой воды в судовых условия;: может бить легко определено с помощью специальны* табле-*ок, нааыввешх "индикатор щелочяости". Таблетки сосгоят ив определенного весового количества щавелевой кислота и фенолфталеине. Количество кислоты, содержащееся в одной таблетке, нейтрализует 50 иг/л щелочей в пересчете на ^а ОН -ри условия, что для испытания взято 50 мл.

Порядок работы А. Определение щелочного числа 'х

Наливают 50 мл котловой воды в коническую колбу емкость» 100-150 мл.

Опускаю! в колбу одну таблетку. Цвет водь с ановится рововьм.

После полного растворения первой таблетки продол*а-ют добавлять в вода По одной таблетке до тех пор, цояа не исчезнет розовая окраска воды, каждый рае д^вдаясь полного растворения.

Щелочное число воды будет равно числу таблеток Г) > умноженному на 50:

(а)

Аз- 60 П , иг/л.

Б. Определение общей щелочности, щелочного числа и состава щелочей титрованием

Наливают в колбу 100 мл испытуемой воды. Добав^а^* к во­де 2-8 капли фенолфталеина.Проба окрашивается в розовый цвет,, что указывает на присутствие в воде анионов ОН™ или ЯОГ"

о *

Титруем исследуемую ппобу воды из бюретки С,1 М раствором серной кислоты, все время взбалтывая воду в колбе до те* пор, пока не исчезнет розовая окраска.

Раписивают количество миллилитров 0,1К| разбора Н^ЕО^ IПошедшее на титрование водь в ирисутетв.,4 фталеиня

Добавляют в ту же колбу Я-8 капли метилоранже (проба окрашивается в желтый цвет),

Продолжают титрование 0,1 Ь) раствором Н^ЗОл при Перемешивании до переходя желтой краски в оранжевую. Йаии бывают количество мл 0,1 1\1 растварв И^О^ .пошедшее не титрование в присутствии метилоранжа - "МО".

По ревультетам анализа вычисляют общую щелочность а_ос ю формуле(1), щелочное число - по формуле(<А состав щелочей: А_г , а_к , А^-по таблице на о. 40.

Щелочность воды может бить определена концент­рацией водородные (Н*) или гидроксмльннх (ОН~) ионов, образующихся при диссоциации воды и растворенных в ней кислот к щелочей. При щелочной реакции в воде преоблада­ет содержание :онов ОН",при кислой реакции- ионов Н*.

и мимически чистой воде молекулн води рвепедягстся ни ионы Н* и .ОН"* :

Н₂0 - Н* + ОН".

Для химически чистой воды произведение ив концентраций ионов В* и ОН" равно 10"' грамм-ионов на литр:

[Н⁺] [ОН~3 * 1Т¹⁴ грамм-ионов/литр. .' В нейтральной воде число катионов Я* равняется числу анионов ОН~ !

[н⁺] - [он~] « ю-⁷.

Условились обозначать концентрацию ионов чодорода или гидроксила через их степенные показатели, взятые с об­рети™ знаком. Таким образом, для нейтральной воды рН* рОН» 7. Величина рН*7 является нейтральной границей-Чем меньше рН, тем больше концентрация ионов гидроксила, •*зм ^одв более щелочная. При рН<7 - вода кислая, при рЧ* 6,8-7,2 - вода нейтралЕ.ная, при рН>7-вода щелочная. Концентрации водороднык ионов определяют с помощью ара-боре "рН-метрв" или специальных индикаторных бумаг.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Показатели ! честна нертявытс топлив,...... ,, В

1. Определение условной вязкости йе.Ьтеп.род.уита,,,., В

2. Определение кинематической вязкости ⁷

1. Определение температуры вонышки и температуры воспламенения не^теплл.пукта 9

3. Определение содержание воды,, №

4. Определение состава топливной смеси 18-

5. Определение теплоты сгорания топлива........ 1^

6. Фракционный состав топливе) 28

7. Анализ продуктов горения топлива 25

2. Показатели качества смазочных масел 80

2.1. Определение содержания механических примесей

в масле експреос-мегодом...». 80

2.2,, Определение водорастворимых кислот и щелочей...,. 31

3. Показатели качества воды... „. .88

1. Определение жесткости воды....... *, 8В

2. Определение щелочности води. 87