Сумісність з конструкційними матеріалами

Конструкційна сумісність - це експлуатаційна властивість, що характеризує дію нафтопродукту на конструкційні матеріали. Розрізняють дію нафтопродуктів на металеві і неметалічні матеріали. Корозійна властивість (корозійність) нафтопродукту - його здатність викликати корозійну дію на метали має найбільше експлуатаційне значення.

Причиною виникнення корозії є термодинамічна нестійкість металів. Всі атоми металів, з яких виготовлені металеві деталі машин і механізмів, резервуари і трубопроводи, в умовах експлуатації прагнуть перейти в стабільніш окислений (іонний) стан. Мимовільний перехід металу в такий стійкий стан і складає суть корозії.

Хімічні або електрохімічні корозійні процеси принципово різні по механізму і за швидкістю протікання.

Хімічною називають таку корозію, коли метал вступає в пряму хімічну взаємодію з навколишнім середовищем або з деякими компонентами середовища. Це - звичайна хімічна реакція. Яка підкоряється законам хімічної кінетики гетерогенних реакцій. Хімічна корозія протікає в середовищах, які не проводять електричного струму: у сухих газах і неелектролітах. Окислювально-відновні реакції, що протікають при цьому, здійснюються шляхом безпосереднього переходу електронів з атома металу на окислювач, що входить до складу середовища. При хімічній корозії окислення металу і відновлення окислювального агента середовища відбувається в одному акті. Прикладом хімічної корозії є газова корозія випускного тракту двигунів відпрацьованими газами. У паливній системі двигунів хімічна корозія можлива за рахунок взаємодії металів з деякими сірчистими з'єднаннями, що містяться в паливах.

Електрохімічна корозія відбувається тільки у тому випадку, коли на поверхні металу є електроліт, тобто водний розчин солей, кислот або лугів, здатних проводити електричний струм. Така корозія протікає із значно більшою швидкістю, чим хімічна, тому, як правило, вона грає провідну роль в руйнуванні металів і сплавів при зберіганні і застосуванні палив.

Численними дослідженнями встановлено, що на поверхні металів, дотичних з атмосферою, завжди утворюється тонка плівка води. Гази, що знаходяться в повітрі, розчиняються в плівці води і створюють електроліт на металевій поверхні. Так виникають умови для електрохімічної корозії в атмосфері. Аналогічні умови виникають і в паливних системах, резервуарах і трубопроводах. Невелика кількість води може потрапляти в паливо при заправці, різкій зміні температури і вологості повітря. При зберіганні палив в них можуть утворюватися і деякі водорозчинні продукти окислення, які також утворюють плівку електроліту, тобто викликають електрохімічну корозію.

Корозійна активність залежить від складу палива. Вуглеводні, що входять до складу пального зазвичай не кородують основні конструкційні матеріали. В той же час, не вуглеводневі речовини, неорганічні з'єднання і деякі мікроорганізми здатні викликати корозію металів. Гетероорганічні речовини у відсутності води викликають хімічну корозію (в умовах високих температур - газову). Неорганічні речовини (Н2S, SO2, HCl, NAOH і т.п.), органічні кислоти, вода викликає електрохімічну корозію. До корозійно активних речовин, що містяться в пальному, відносяться органічні і неорганічні кислоти і луги, сіра і сірчисті з'єднання.

Водорозчинні кислоти і луги є випадковими домішками. Частіше за інших в паливах може бути присутнім луг в чистому виді мила нафтенових кислот. Деякі палива для видалення сірчистих з'єднань піддають обробці розчином луж. Після «залуговування» палива промивають водою, але при недостатньому відмиванні в паливі залишаються сліди лугів або мило нафтенових кислот. Присутність слідів сірчаної кислоти після сірчанокислого очищення практично виключено, оскільки це очищення в даний час не застосовується. Інші ВКЩ можуть потрапити в паливо при використанні недостатньо чистої тари або трубопроводів. ВК викликають сильну корозію будь-яких металів, а ВЩ кородують алюміній, тому присутність в паливах ВКЩ неприпустимо.

Серед інших домішок на корозійну активність палив більше всього впливають сірчистоорганічні з'єднання. Сірчисті з'єднання взаємодіють з металами по різному. Найбільш активним є сірководень. Він викликає корозію цинку, міді, латуні, заліза.

Елементарна сірка діє на мідь, а при підвищених температурах і на залізо, корозійними азотними є і меркаптани.

Органічні кислоти, що переходять в пальне з нафти в процесі виробництва і вуглеводні, що утворюються в результаті окислення, при зберіганні також здатні викликати корозію металів, особливо кольорових. До показників якості, які характеризують корозійність пального, відносяться:

корозійні втрати міді і бронзи, г/м2;

кількість відкладень, г/м2;

випробування на мідній пластинці;

масова частка меркаптанової сірки %;

вміст сірководню;

вміст водорозчинних кислот і лугів;

масова частка натрію і калію %;

масова частка ванадію %;

кислотність, міліграм на 100 см³ палива.

Важливе експлуатаційне значення має сумісність палив з неметалевими матеріалами, з яких виготовлені окремі деталі паливних систем, паливо регулюючої апаратури, насосів, трубопроводів, резервуарів і паливних баків. Вуглеводні - хороші розчинники багатьох неметалічних матеріалів, причому особливо висока розчинювальна здатність у ароматичних вуглеводнів, вміст яких в паливі досягає 50%.

При контакті палив з гумами, різного роду герметиками і деякими пластмасами можливе набухання цих матеріалів, вимивання з них інгредієнтів і присадок. При цьому можуть істотно погіршуватися експлуатаційні властивості вказаних матеріалів і наступає їх передчасне старіння.

Сумісність палив з гумами оцінюють по зміні опору розриву і відносного подовження зразка гуми до і після контакту з паливом зазвичай при підвищених температурах, а іноді при барботуванні повітря. Для виготовлення резино-тканинних резервуарів, заправних рукавів, сполучних труб і інших деталей, дотичних з паливами, використовують спеціальні види бензомаслостійких гум.

Ступінь дії палива на герметики оцінюють по зміні їх твердості після обробки паливом при підвищених температурах.

В умовах експлуатації під дією палива піддаються корозії внутрішні поверхні резервуарів, тари і трубопроводів, паливних систем і систем охолоджування двигунів, а також баків машин. Продукти згорання палив у ряді випадків здатні руйнувати циліндри, поршні, клапани і агрегати газового тракту двигунів. У свою чергу продукти корозії забруднюють пальне, змінюють фізико-хімічні показники його якості, забивають трубопроводи, фільтри і інші агрегати паливних систем.

ВИСНОВОК

Експлуатаційні властивості палив, забезпечують надійність і економічність експлуатації двигунів, машин і механізмів, характеризують корисний ефект від використання палива за призначенням і визначають область його застосування. Кількість таких властивостей залежить від групи палива і може коливатися в невеликих межах.

Оцінка взаємного впливу окремих властивостей на загальний рівень якості палив - одна з найменше вивчених областей хіммотології. Деякі властивості знаходяться в суперечності між собою: поліпшення одного з них може привести до погіршення іншого. Наприклад, додавання низько киплячих компонентів в бензин покращує пускові властивості, але збільшує схильність бензину до утворення парових пробок в двигуні; гідроочищення реактивних палив знижує їх корозійну активність, але погіршує протизносні і захисні властивості .

Багато вимог до якості пального тісно зв'язано між собою. Кількісний вираз цих вимог має оптимум. Під оптимальним рівнем якості пального слід мати такий рівень, при якому максимально задовольняються вимоги при мінімальних витратах суспільної праці на їх виробництво і споживання.

Не всі властивості рівноцінні при оцінці рівня якості палива. Найбільш важливий показник часто використовують при маркіровці палив. Наприклад, основна експлуатаційна властивість бензинів. «Детонаційна стійкість» знайшло віддзеркалення в марках. По прокачуваності розділені на марки дизельні палива.

Третє навчальне питання: Контроль якості пального у військах. Види аналізів

Приступаючи до відпрацювання питання викладач оголошує його, роз’ясняє, відповідає на запитання студентів, добивається єдиного їх зрозуміння поставленої мети.

Викладаючи матеріал використовувати ілюстраційний матеріал. Доведення матеріалу навчального питання проводити з використанням опорних конспектів, створенням проблемних ситуацій та інших методичних прийомів, які стимулюють підвищену зацікавленість студентів до вивчення навчального матеріалу.

В ході доведення питання основні положення дати під запис. Постійно підтримувати зв’язок з аудиторією.

По закінченню викладання матеріалу питання викликати 2-3 студентів для контролю засвоєння даного питання.

Застосування на матеріальній частині пального, мастильних матеріалів та спеціальних рідин, якість яких відповідає державним стандартам та технічним умовам, є однією з умов, які забезпечують надійну, довготривалу і безаварійну роботу військової техніки.

Якість пального (ПММ та спеціальних рідин) – це сукупність властивостей, які обумовлюють його придатність до використання за прямим призначенням. Рівень якості пального оцінюється за фізико – хімічними показниками та експлуатаційними властивостями.

З метою попередження застосування на матеріальній частині некондиційних пально–мастильних матеріалів та спеціальних рідин, використання їх не за призначенням, у Збройних Силах України створена чітка система контролю якості нафтопродуктів.

Контроль якості пального у Збройних Силах організується відповідно до вимог “Керівництва по контролю якості пального у Збройних Силах України” затвердженого наказом заступника Міністра оборони України по тилу – начальника тилу Збройних Сил України 1997 р. № 1.

Правильне застосування, своєчасний і повний контроль якості пального, масел, мастил і спеціальних рідин базуються на сучасних досягненнях хіммотології – науки про властивості, якість і раціональне використання пального, на творчому узагальненні досвіду військ, що гарантує надійну, довговічну і безаварійну роботу військової техніки.

Контроль якості організовується з метою збереження якості пального, недопущення виходу його за межі кондиції і виключення застосування некондиційного пального або використання його не за призначенням.

Роботу по організації контролю якості пального у Збройних Силах

України очолює Головне управління ракетного палива і пального тилу Міністерства оборони через 10 Хіммотологічний центр МО України та відділи контролю якості центрів забезпечення пальним ОК, які мають наступну організаційну структуру:

а) 10 Хіммотологічний центр:

хіммотологічний відділ (начальник відділу, заступник начальника відділу, два офіцери, три інженери /службовці/);

науково – дослідницький відділ (начальник відділу, два офіцери, два наукових співробітники, два службовці – технічні виконавці);

відділ контролю якості (начальник відділу, заступник начальника відділу, начальник рухомої лабораторії, військовослужбовці строкової служби –4, лаборанти - 5);

б) відділи контролю якості територіальних центрів забезпечення пальним ОК (в Південному ОК – 2, в Західному ОК – 2, в Північному ОК - 1);

в) в видах Збройних Сил:

в Військово - Морських силах – лабораторія пального ВМС ;

в Військово –Повітряних силах – лабораторія пального ВПС та аеродромні лабораторії;

Для вилучення механічних домішок і води з баків і систем військової техніки періодично (один раз на рік) зливається відстій. Результати роботи заносяться в журнал зливу відстою пального і перевірки чистоти ПММ. Журнал ведеться і кожному підрозділі. За ведення журналу несе відповідальність командир підрозділу, а контроль за веденням журналу здійснює начальник служби пального військової частини (ст.145).

В військових частинах та на складах пального за якість пального, організацію та стан його контролю несуть відповідальність посадові особи служби пального, а також командири і начальники відповідних служб. Їх обов'язки по контролю якості пально-мастильних матеріалів визначені статутами, настановами та іншими керівними документами.

В “Керівництві по контролю якості пального в Збройних Силах України”, затвердженому наказом заступника Міністра оборони – начальника тилу Збройних Сил України 1997 року №1, визначені обов'язки посадових осіб військової ланки сухопутних військ та авіаційно-технічних частин.

Встановлення якості пального здійснюють на підставі аналізів пального, які підрозділяються на п'ять видів:

• приймально –здавальні;

• контрольні;

• складські;

• повні;

• арбітражні.

ПРИЙМАЛЬНО-ЗДАВАЛЬНОМУ АНАЛІЗУ піддається пальне при прийманні його залізничними цистернами (вагонами, наливними суднами) і при відвантаженні - до відправлення цистерн (вагонів, наливних суден). МЕТА АНАЛІЗУ - одержати об'єктивну інформацію про марку і якість пального, якеприбуло до одержувача, чи відповідає ця інформація вказаній у документах відправника (накладній і паспорті),а при відвантаженні впевнитися в тому, що продукт, залитий у цистерни і запланований до відвантаження саме тієї якості, яка значиться у журналах обліку якісного складу.

КОНТРОЛЬНОМУ АНАЛІЗУ піддається пальне при зберіганні (в установлені строки) після його перекачування по трубопроводах, які не

виключають можливості змішування перекачаного пального з пальним іншої

марки.

МЕТА АНАЛІЗУ - впевнитися, що при перекачуванні пальне не змішане

з іншими марками пального, а при зберіганні - встановити початок зміни його якості.

СКЛАДСЬКОМУ АНАЛІЗУ піддається пальне, яке знаходиться у

резервуарах І тарі, відповідно до встановлених строків зберігання.

МЕТА АНАЛІЗУ - визначити по встановленому переліку показників відповідність якості пального вимогам стандарту (ТУ), підтвердити можливість застосування пального по прямому призначенню або можливість його подальшого зберігання до наступного аналізу відповідно до періодичності, встановленої дод. 1. Інструкції.

ПОВНОМУ АНАЛІЗУ піддається пальне:

- перед закладкою НА Довгострокове зберігання;

- після закінчення строків зберігання, встановлених дод. 5;

- після виправлення якості пального;

- у випадках, вказаних у ст.97,175;

- при розслідуванні причин відказу ВТ;

- в інших випадках, коли необхідно встановити фактичну якість пального.

АРБІТРАЖНОМУ АНАЛІЗУ піддається пальне при виникненні розбіжності в оцінці його якості лабораторіями різних військових частин або лабораторіями відправника і одержувача.

Арбітражний аналіз проводиться в одній із лабораторій за вказівкою

начальника служби пального оперативного командування, начальника ХЦ. У проведенні арбітражного аналізу, у випадку необхідності, приймають участь представники зацікавлених сторін і нейтральної лабораторії. В окремих випадках суперечні питання вирішуються за вказівкою начальника ЦУРПП (командира в/ч А0125).