книги из ГПНТБ / Эксплуатационные свойства и применение горючего, смазочных материалов и специальных жидкостей учебное пособие

Р а з д е л V. КОНТРОЛЬ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ГОРЮЧЕГО И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ _____

Г л а в а 22. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ГОРЮЧЕГО И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ИЗМЕНЕНИЕ КАЧЕСТВА ГОРЮЧЕГО И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПРОЦЕССЕ ТРАНСПОРТИРОВКИ И ХРАНЕНИЯ

Задачи контроля качества. Контроль качества горючего, сма­ зочных материалов и специальных жидкостей является одним из важнейших мероприятий, обеспечивающих высокую эффективность и надежность боевой техники, транспортных и специальных средств Советской Армии и Военно-Морского Флота. Войсковой контроль качества горючего и смазочных материалов проводится с целью:

—не допустить использования не по назначению горючего и смазочных материалов или применения на материальной части продуктов, качество которых не отвечает требованиям стандартов:

—предупредить порчу горючего и смазочных материалов при хранении, транспортировке и заправке;

—своевременно освежать хранящиеся и восстанавливать не­ кондиционные горючее и смазочные материалы;

—организовать учет качественного состояния горючего и сма­ зочных материалов.

Войсковой контроль качества горючего и смазочных материа­ лов, как правило, осуществляют путем измерения отдельных физи­ ко-химических показателей и сравнения полученных результатов с требованиями ГОСТов и технических условий. Необходимость систематического контроля качества горючего и смазочных мате­ риалов обусловливается тем, что при хранении, транспортировке и заправке возможно как случайное, так и естественное ухудшение их качества.

Случайное изменение качества, вызванное, например, смеше­ нием горючего при перекачке или наливом в незачищенную ем­ кость, может быть исключено при соблюдении установленных норм и правил транспортировки, приема, хранения и выдачи (заправки) горючего и смазочных материалов.

341

Естественные изменения обусловливаются физическими и хими­ ческими процессами, протекающими при транспортировке и хра­ нении. Скорость этих процессов в ряде случаев удается прогнози­ ровать и свести к минимуму.

Изменение эксплуатационных свойств горючего. Характер изме­ нения эксплуатационных свойств горючего обусловливается уров­ нем его физической и химической стабильности. Естественные из­ менения эксплуатационных свойств горючего в процессе хранения происходят в результате испарения и химических реакций окисле­ ния, конденсации и полимеризации.

Скорость процесса испарения лимитируется максимально допу­ стимой величиной исходного давления насыщенных паров (для бен­ зинов), а также температурой начала перегонки и других точек фракционного состава. Скорость химических реакций при хранении горючего определяется его групповым углеводородным составом, наличием неуглеводородных соединений, антиокислителей и внеш­ ними условиями: температурой, интенсивностью перемешивания, степенью контакта с кислородом воздуха и каталитическим дейст­ вием металлов.

Склонность к изменению в процессе хранения основных показа­ телей качества горючего, смазочных материалов и специальных жидкостей показана в таблице 39.

При хранении отдельные эксплуатационные свойства горючего изменяются следующим образом. Прокачиваемость авиационных бензинов, топлив для воздушно-реактивных двигателей и дизельных топлив в результате обводнения может несколько ухудшиться. Смолы, осадки, продукты коррозии, накапливающиеся в горючем, также могут ухудшать подачу топлива. Нарушения подачи автомо­ бильных бензинов главным образом связаны с возникновением в системе питания двигателей паровых пробок, а так как в процессе хранения количество легкокипящих углеводоров в составе бензина уменьшается, то его прокачиваемость при этом улучшается; ;

Испаряемость ухудшается главным образом у бензинов особен­ но при хранении в баках машин, в мелкой таре, в наземных и ча­ стично заполненных резервуарах. При этом ухудшаются не только пусковые свойства бензина, но также приемистость двигателя при работе на этом горючем и полнота сгорания.

Показатели, характеризующие горючесть топлив, при хранении изменяются мало, исключение составляет детонационная стойкость бензинов. Изменение детонационной стойкости бензинов при хра­ нении происходит в результате как физических, так и химических процессов. В наибольшей степени этим процессам подвержены эти­ лированные бензины. Сам тетраэтилсвинец при хранении бензинов не испаряется, поэтому его абсолютное количество при отсутствии разложения остается неизменным, а процентное содержание может даже несколько повыситься. При разложении ТЭС выпадает в оса­ док и детонационная стойкость бензинов значительно понижается.

342

Т а б л и ц а 39

Изменение физико-химических показателей качества при хранении горючего, смазочных материалов и специальных жидкостей

П р и м е ч а н и е . Значками обозначены: « + + » показатели, наиболее склон­ ные к изменению при хранении; « + » показатели, изменяющиеся в незначитель­ ной степени; «—» неизменяющиеся показатели.

Изменение детонационной стойкости бензинов в результате по­ терь легких фракций при испарении зависит от уровня детонаци­ онной стойкости этих фракций. Так как низкокипящие фракции прямой перегонки, термического крекинга и каталитического кре­ кинга в целом имеют высокую детонационную стойкость, то окта­ новые числа бензинов, изготовленных с помощью указанных техно­ логических процессов, при хранении, как правило, несколько сни­ жаются.

343

В бензинах каталитического риформинга низкокипящие фрак­ ции имеют меньшую детонационную стойкость, чем высококипящие, поэтому при хранении октановые числа этих бензинов в прин­ ципе должны повышаться.

Проведенные автором исследования показали, что при одинако­ вом уровне детонационной стойкости бензинов они могут обеспе­ чивать различную мощность двигателя. При этом мощность воз­ растает пропорционально уменьшению детонационной стойкости низкокипящих фракций. Следовательно, в процессе хранения мощностные характеристики таких бензинов должны ухудшаться.

С другой стороны, было найдено, что при уменьшении разницы между уровнями детонационной стойкости различных фракций, входящих в состав бензинов, их чувствительность к изменению ре­ жима работы двигателя уменьшается. Такие бензины, например, в меньшей степени склонны к детонации в режиме разгона двигателя или при увеличении угла опережения зажигания.

Таким образом, будут ли изменения, происходящие в составе бензинов при хранении, положительно влиять на эффективность его сгорания в поршневых двигателях с искровым зажиганием или влияние этих изменений будет отрицательным, зависит от типа дви­ гателя, а также соотношения требуемой величины октанового чис­ ла бензина и уровня детонационной стойкости фактически приме­ няемого горючего.

Коррозионно-агрессивные вещества, входящие в состав горюче­ го, и прежде всего сернистые соединения в процессе хранения взаи­ модействуют с конструкционными материалами и расходуются. Однако в целом коррозионность горючего при этом не уменьшается, а возрастает, так как в результате окисления образуются органи­ ческие кислоты, а обводнение способствует протеканию электрохи­ мической коррозии.

Накапливающиеся в горючем продукты окисления и коррозии зачастую ускоряют химические реакции при дальнейшем хранении, этому также способствует расходование ингибиторов коррозии и антиокислителей. В целом ухудшение качества горючего при этом может прогрессивно самоускоряться.

Изменение эксплуатационных свойств топлив для воздушно-ре­ активных двигателей и дизельных топлив подчиняются тем же за­ кономерностям, что и изменения свойств бензинов, однако процес­ сы обычно протекают с меньшей скоростью.

При хранении повышается коррозионность и ухудшаются за­ щитные свойства смазочных материалов в результате накопления продуктов окисления и обводнения, а также в результате выпаде­ ния или разложения присадок. Пластичные смазки при хранении изменяют свою структуру, при этом из смазки самопроизвольно выделяется масло. Большое выделение масла сопровождается зна­ чительным ухудшением качества смазки.

Сроки хранения горючего, смазочных материалов и специаль­ ных жидкостей. Сроки хранения обусловливаются физической и хи­

344

мической стабильностью хранящихся продуктов, климатическими условиями, видом и объемом тары и резервуаров. В соответствии с климатическими условиями территория СССР разделена на три зоны: южную, среднюю и северную. Сроки хранения бензинов в средней климатической зоне, кроме того, зависят от периода хра­ нения: весенне-летнего (с апреля по сентябрь) и осенне-зимнего (октябрь — март).

Средние сроки хранения горючего в резервуарах, таре и баках машин (цистернах кораблей) приведены в табл. 40.

Т а б л и ц а 40

Сроки хранения горючего (в годах)

Климатические зоны

* В знаменателе указан срок хранения в осенне-зимний период.

Из таблицы 40 видно, что минимальными сроками хранения об­ ладают бензины, полученные при деструктивной переработке неф­ ти. Наиболее неблагоприятные условия хранения наблюдаются при

-345

значительных суточных колебаниях температуры, например в на­ земных резервуарах, и при хранении в мелкой таре, баках машин, где температура горючего быстро изменяется вслед за изменением температуры окружающего воздуха и где относительно большой контакт горючего с воздухом и материалом тары.

Масла и смазки, за исключением изготовленных на синтетиче­ ской основе, в целом обладают более высокой стабильностью, чем бензины и некоторые специальные жидкости (табл. 41).

Т а б л и ц а 41

Сроки хранения масел, смазок и специальных жидкостей (в годах)

Климатические зоны

Приведенные в таблицах 40 и 41 сроки по существу являются гарантийными сроками хранения горючего, смазочных материалов и специальных жидкостей. При соблюдении установленных пра­

346

вил и норм хранения в реальных условиях они могут быть еще продолжительней.

Возможность гарантирования длительности хранения продуктов показывает, что объем показателей качества отдельных сортов го­ рючего, контролируемый государственными стандартами и техни­ ческими условиями, как правило, обеспечивает требуемый уровень стабильности продуктов. В то же время приведенные выше сроки сами по себе являются наиболее общим показателем физической и химической стабильности горючего.

ЛАБОРАТОРНАЯ ОЦЕНКА И ВОССТАНОВЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ГОРЮЧЕГО И СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Виды и сроки анализов. Необходимость в определении качества горючего в войсках и на складах возникает при его приеме, хране­ нии, выдаче, после регенерации, исправления, а также при возник­ новении разногласий между поставщиком и потребителями. К ка­ честву горючего предъявляются жесткие и разносторонние требо­ вания. В связи с этим для надежной оценки эксплуатационных свойств в стандартах нормируется определение довольно большого числа показателей (иногда более 20).

Проведение анализов в полном объеме нормируемых стандар­ тами показателей связано с большими затратами времени, сил и средств и обычно не вызывается необходимостью, поскольку при хранении и транспортировке возможно изменение только некото­ рых показателей.

В войсковых и складских условиях возможен дифференцирован­ ный подход как к объему анализов, т. е. количеству проверяемых показателей, так и к срокам их проведения. Объем и сроки анали­ зов устанавливаются в зависимости от вида и свойств продуктов, а также от порядка их использования (для текущего расхода или для длительного хранения).

Войсковой контроль качества горючего включает анализы, ко­ торые по назначению подразделяются на приемо-сдаточные, конт­ рольные, полные и арбитражные.

Цель приемо-сдаточного анализа — убедиться в том, что посту­ пившее или запланированное к отгрузке горючее соответствует сорту, указанному в сопроводительных документах. В связи с этим при приемо-сдаточных анализах нет необходимости измерять боль­ шое количество физико-химических показателей. В большинстве случаев достаточно ограничиться измерением плотности продук­ та, при этом можно одновременно определить наличие в нем воды и механических примесей (качественно).

Задача контрольного анализа — установить, не было ли смеша­ но горючее с другими сортами при перекачке, а при хранении — обнаружить начало заметного изменения качества. В данном слу­ чае1количество контролируемых показателей значительно увели­ чивается. Для оценки естественного изменения качества горючего

347

измеряют показатели, наиболее склонные к изменению в процессе хранения (см. табл. 39). По значению этих же показателей можно установить, не было ли смешано, загрязнено или обводнено' го­ рючее.

Назначение полного анализа — дать достаточно полную оценку качеству горючего, что необходимо перед закладкой его на дли­ тельное хранение, после регенерации или исправления и в ряде дру­ гих случаев. Объем полного анализа включает определение как физико-химических показателей, так и некоторых эксплуатацион­ ных свойств. Этот объем устанавливается на основании изучения данного или аналогичных сортов горючего в процессе хранения и применения. Он может уточняться, при этом ряд показателей мо­ жет быть исключен из определения; с другой стороны, их количе­ ство может быть расширено. Так, определение термоокислитель^ой стабильности было нормировано после многолетнего применения реактивных топлив.

Цель арбитражного анализа — решить вопрос при возникнове­ нии разногласий в оценке качества горючего лабораториями раз­ личных воинских частей или лабораториями отправителя и полу­ чателя. При его проведении определяются или все показатели ка­ чества согласно ГОСТу или только те, по которым возникли раз­ ногласия.

При хранении отдельных видов горючего контрольные и полные

Этиленгликоль и охлаждающие низкозамерзающие жидкости, тормозные жидкости БСК и ЭСК, масла и смазки типа ОКБ-122, спирт этиловый и амортизаторная жидкость АЖ-170 подвергаются только полным анализам через 12 месяцев хранения. Жидкости для

в запаянной или другой герметичной упаковке, разрешается хра­ нить и выдавать для использования на материальной части по пас­ портам заводов-поставщиков без проведения анализов в течение установленного срока хранения. По истечении сроков хранения они подвергаются анализу в полном объеме.

В процессе транспортировки и хранения качество горючего мо­ жет ухудшиться в такой степени, что значения отдельных физико­ химических показателей не будут соответствовать требованиям стандартов. Однако в ряде случаев это не является препятствием для использования горючего по прямому назначению, так как его

348

применение незначительно отражается на состоянии и сроке служ­ бы техники.

Такие допустимые отклонения физико-химических показателей горючего и масел от предельных значений ГОСТов и ТУ приведе­ ны з таблице 42.

Т а б л и ц а 42

Допустимые отклонения физико-химических показателей горючего и масел от предельных значений ГОСТ (ТУ) при применении на материальной части

Наличие воды в дизельном топливе и маслах допускается при их применении в летних условиях. Отклонения по температуре вспышки, приведенные в таблице, касаются дизельного топлива ма­ рок ДС и С, используемого на подводных лодках. Для остальных марок дизельных топлив при выдаче их на корабли отклонения по температуре вспышки не допускаются. При использовании дизель­ ных топлив на наземной технике этот показатель не является бра­ ковочным признаком, если горючее соответствует требованиям ГОСТа по фракционному составу и вязкости.

В автомобильных бензинах после длительного хранения допус­ кается снижение детонационной стойкости на 1 единицу и увеличе­ ние содержания фактических смол до 15 мг, для автобензина А-66 до 25 мг. Понижение температуры каплепадения на 5° С и измене­ ние пенетрации на 20 единиц не препятствуют применению смазок после их хранения. По остальным показателям допускается откло­ нение в пределах точности методов испытаний.

Восстановление качества горючего. Горючее, масла и специаль­ ные жидкости, значения физико-химических показателей которых превышают допустимые отклонения от предельных значений ГОСТов

349