Стабільність палив і схильність до утворення відкладень

Під стабільністю пального розуміється його здатність зберігати рівень якості, встановлений на стадіях розробки і виробництва, при зберіганні, транспортуванні і подачі в двигун.

При недостатній стабільності ускладнюється зберігання, транспортування і використання пального в двигунах, зростає небезпека зниження якості до моменту використання і появи порушень і відмов в роботі військової техніки.

Схильність до відкладень - це здатність пального викликати різного виду відкладення в двигунах, а також в технічних засобах зберігання і транспортування. Стабільність і схильність до відкладень має тісний взаємозв'язок. Деякі стадії утворення відкладень і опадів включають фізико-хімічні перетворення характерні для процесів зміни властивостей пального.

Властивості пального змінюються в результаті фізичних і хімічних процесів. Найбільш важливими процесами, що визначають фізичну стабільність є фазові переходи, - кристалізації, застигання, випаровування і поглинання вологи, а для хімічної стабільності - окислення, розкладання, конденсація, полімеризація і взаємодія з конструкційними і різними експлуатаційними матеріалами.

Всі ці процеси протікають не ізольовано, а в складному взаємозв'язку. У комплексі фізико-хімічних перетворень на різних стадіях провідна роль належить то хімічним, то фізичним процесам.

Для пального складного складу хімічні і фізичні процеси протікають необоротно і викликають зміни якості. Наприклад, кристалізація, загусання і поглинання вологи у присутності частинок забруднень і деяких гетеро органічних з'єднань, розчинених в паливі, супроводжуються утворенням таких конгломератів і твердих частинок, які не повертаються в первинний стан при зміні зовнішніх умов, беруть участь в подальших фізико-хімічних перетвореннях з утворенням опадів і відкладень.

В результаті хімічних перетворень можливі вельми значні зміни складу пального. Найбільш істотне значення для застосування вуглеводневого пального мають процеси накопичення в пальному смолянистих, кислих речовин і опадів різного вигляду.

Чинники, що впливають на стабільність пального

Показники якості пального в процесі тривалого зберігання змінюються. Для деяких показників якості спостерігаються цикли їх зниження і підвищення. Це пов'язано з особливостями впливу різних чинників і динаміків процесів фізико-хімічних перетворень, які найяскравіше спостерігаються для палив важкого фракційного складу.

Розглянемо напрями і особливості впливу основних чинників, що викликають зміну якості і утворення відкладень.

При низькій початковій температурі спостерігається дуже повільний розвиток хімічних реакцій утворення первинних активних продуктів, що викликають вироджене розгалуження ланцюгових реакцій. Подальші стадії утворення продуктів окислення, полімеризації, конденсації, термо окислювальних і інших хімічних перетворень, а також фізичні процеси коагуляції або диспергування частинок опадів протікають по різному залежно від гальмуючої або прискорюючої дії інших чинників. До них відносяться: контакт з киснем повітря, каталітична дія металів і їх з'єднань, дія чинників, що ініціюють, час дії цих чинників.

Окислення пального викликається присутністю кисню, розчиненого в нім, і що знаходиться в навколишньому середовищі. Швидкість окислення залежить від парціального тиску кисню, із зростанням тиску кисню швидкість окислення росте з початку швидко, а потім зростання сповільнюється, досягає деякої межі і далі практично не міняється.

Окислення вуглеводневого пального каталізують вищі оксиди і солі органічних кислот цих металів. Прискорююча дія таких каталізаторів пов'язана з їх здатністю вступати в реакції з початковими вуглеводнями і продуктами їх окислення. При цьому метал міняє свою валентність і утворює вільні радикали. Кожна молекула каталізатора може багато разів брати участь в ініціації ланцюгів, викликаючи перетворення молекулярних продуктів на вільні радикали. Цим каталізатори відрізняються від ініціаторів типу перекисів.

Взаємодія каталізатора з продуктами окислення, що супроводжується утворенням вільних радикалів, можна розглядати як вироджене розгалуження ланцюгів, прискорене каталізатором.

У початковій системі в присутності тільки вуглеводнів, розчиненого повітря і каталізатора можливе утворення вільних радикалів при безпосередній взаємодії вуглеводнів з каталізатором, якщо він знаходиться в стані вищої валентності

.