И смазочных материалов

Переносная лаборатория для отбора проб и оперативного проведения приёмосдаточного анализа топлива (лабораторный комплект 2М6, 2М7).

 

 

Результаты анализов позволяют с высокой точностью оценить качество топлива в условиях, когда анализ в стационарных лабораториях невозможен. Лабораторный комплект позволяет определить основные показатели качества нефтепродуктов Методики испытаний разработаны Институтом химии нефти СО РАН, 25 ГосНИИ Химмотологии МО РФ, АО «Сорбполимер».

Виды анализируемого топлива: автомобильный бензин, дизельное топливо, авиационный керосин.

Экспресс-лаборатория типа ЭЛТ-1 (ГНУ ВИИТиН) предназначена для быстрого определения качества нефтяных топлив двигателей внутреннего сгорания, как карбюраторных, так и дизельных.

 

 

Лаборатория позволяет проводить в полевых условиях следующие экспресс-анализы:

1) определение плотности автомобильного бензина и дизельного топлива при 20 ⁰C;

2) определение наличия механических примесей;

3) определение наличия воды;

4) определение содержания фактических смол;

5) определение наличия водорастворимых кислот и щелочей;

6) определение вязкости кинематической дизельного топлива при 20 ⁰C;

7) определение коррозионной агрессивности.

Экспресс-лаборатория ЭЛТ-1 представляет собой набор приборов, химической посуды и реактивов, размещённый в специальном футляре.

Определение плотности. Согласно ГОСТ 305–82 плотность дизельного топлива при 20 ⁰C не должна превышать 860 для летних и 840 кг/м3 для зимних сортов. Для автомобильных бензинов плотность не нормируется.

Сущность метода заключается в погружении ареометра в испытуемый продукт, снятии показания при температуре определения и пересчёте результатов на плотность при температуре 20 ⁰C.

Определение воды. По ГОСТ 2084–77 и ГОСТ 305–82 присутствие воды в топливах не допускается.

Сущность метода состоит в определении наличия воды по окрашиванию ее реактивом № 4 в фиолетовый цвет. В чистую и обязательно сухую склянку для определения воды помещают реагент № 4 (на кончике шпателя) и затем добавляют 200 мл непрофильтрованного топлива. Склянку закрывают крышкой и встряхивают несколько раз. Окрашивание всей жидкости или отдельных капель в фиолетовый цвет свидетельствует о наличии воды. Топливо не содержит воду при отсутствии красного окрашивания жидкости.

Определение содержания фактических смол. Содержание фактических смол в дизельном топливе не должно превышать 30...40 мг/100 мл, а в бензине – 3...10 мг/100 мл. Содержание фактических смол определяется экспресс-методом по цвету и размеру колец, оставшихся после сгорания топлива. В чистую и сухую пробирку вносят пипеткой для топлива 1 мл анализируемого топлива и 1 мл бензина-растворителя. Затем 1 мл смеси наносят на сферическое стекло и поджигают. После сгорания остаются жёлтые или коричневые кольца. Чем темнее остаток и больше диаметр пятна, тем большее количество смол в топливе. По диаметру пятна определяют количество смол.

Диаметр пятна, мм 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Количество смол, мг/100 мл 4 11 20 32 43 56 70 85 102120

При наличии нескольких концентрических пятен или колец выбирают наиболее интенсивно окрашенное. Диаметр пятна определяют по линейке.

После анализа стекло тщательно моют входящей в комплект лаборатории губкой и высушивают.

Определение наличия водорастворимых кислот и щелочей. Наличие водорастворимых кислот и щелочей в топливе согласно ГОСТ 2084–77 и ГОСТ 305–82 не допускается. Сущность метода заключается в извлечении водорастворимых кислот и щелочей из нефтепродуктов водой и определении реакции водной вытяжки с помощью индикаторов. Навеска индикаторов 1 и 2 рассчитана на проведение 200 определений. Содержимое пакета высыпают в соответствующую склянку через воронку и заполняют дистиллированной водой. Склянку закрывают крышкой и встряхивают до растворения индикатора. Раствор индикатора для анализа отбирают соответствующей медицинской пипеткой.

Для приготовления растворов индикатора и проведения анализа необходимо использовать дистиллированную воду. В делительную воронку помещают с помощью цилиндра для бензина или дизельного топлива 20 мл топлива; с помощью цилиндра для воды через маленькую воронку – 20 мл воды. Воронку закрывают пробкой и взбалтывают в течение 2...3 мин. После расслаивания нижний водный слой сливают в коническую колбу для воды. Содержимое делительной воронки выливают. Пипеткой в одну пробирку наливают 5 мл дистиллированной воды, затем в две другие пробирки по 5 мл водного слоя из цилиндра для воды.

В пробирки с дистиллированной водой и водным слоем добавляют по две капли раствора индикатора № 2 и сравнивают их цвет на фоне белого экрана (листка фильтровальной бумаги). Окрашивание раствора в розовый цвет указывает на наличие в испытуемом нефтепродукте водорастворимых кислот.

В оставшуюся пробирку с водным слоем прибавляют три капли бесцветного индикатора № 1. Окрашивание раствора в розовый или красный цвет указывает на наличие водорастворимых щелочей.

Топливо не содержит водорастворимых кислот и щелочей при отсутствии розового или красного окрашивания водного раствора.

Определение вязкости дизельного топлива. Вискозиметр капиллярный стеклянный типа ВПЖ–4 представляет собой U-образную трубку, в одно колено которой впаян капилляр диаметром, например, 0,62 мм. Сущность метода заключается в определении времени истечения через капилляр определённого объёма жидкости из измерительного резервуара.

Перед определением вязкости необходимо собрать штатив для вискозиметра.

Отвернуть на стойке штатива одну гайку и снять одну шайбу, вставить стойку в отверстие основания и закрепить гайкой. Резиновую пробку с прорезью одеть на широкое колено вискозиметра под отводной трубкой. Ввести колено в прорезь стойки штатива и опустить пробку на кольцо. Изменяя положение вискозиметра добиться вертикального положения.

Испытание проводят согласно инструкции, приложенной к вискозиметру без термостатирования. Время истечения определяют с помощью секундомера, входящего в комплект лаборатории.

ГОСТ 305–82 нормирует кинематическую вязкость при 20 ⁰С для летнего дизельного топлива от 3,0 до 6,0 мм²/с; для зимнего дизельного топлива от 1,8 до 5,0 мм²/с.

Значение вязкости измеряемого топлива при температуре определения должно находиться между минимальным и максимальным значениями, приведёнными для этой температуры.

Если полученное значение вязкости выходит за пределы этих значений, следует провести повторное измерение вязкости при 20 ⁰С.

Определение коррозионной агрессивности. Кроме воды и водорастворимых кислот и щелочей коррозионно агрессивным компонентом является сероводород, растворённый в топливе. Сущность определения состоит в экстрагировании водой сероводорода, содержащегося в топливе и связывании его в соединение черного цвета.

Приготовление раствора реагента № 3

Навески реагента № 3А и 3Б рассчитаны на проведение 50 определений. Содержимое одного пакета и одного флакона высыпают в соответствующую склянку через воронку № 2 и заполняют дистиллированной водой.

Склянку закрывают крышкой и встряхивают до растворения компонентов.

Для приготовления раствора реагента и проведения анализа необходимо использовать дистиллированную воду. В чистую склянку для смешения помещают с помощью пипетки для воды 10 мл реагента № 3 и затем добавляют 20 мл топлива. Склянку закрывают крышкой и встряхивают несколько раз. Появление окраски (от светло-коричневой до чёрной) в нижнем слое или на границе реагента и топлива свидетельствует о наличии в топливе сероводорода. В случае большого содержания сероводорода образуется осадок чёрного цвета. Топливо считается коррозионно-неагрессивным в случае быстрого исчезновения окрашивания на границе реактива с топливом или при отсутствии окрашивания. В противных случаях топливо считается коррозионно-агрессивным.

Переносная лаборатория «Экспресс-ВИИТиН»Переносная лаборатория «Экспресс-ВИИТиН» предназначена для контроля основных нормируемых показателей качества смазочного масла, может применяться для контроля качества свежих и работающих моторных масел при эксплуатации тракторов, комбайнов, автомобилей и другой техники.

 

Контролируемые показатели качества масла: вязкость кинематическая (мм²/с), загрязнённость (%), диспергирующе стабилизирующие свойства (ДСС) (баллы), щелочное число (мг КОН/г), содержание воды (%).

В комплект лаборатории входят: индикатор вязкости (вискозиметр) для моторных масел на пределы измерения от 5 до 16 мм²/с (сСт) при 100 °С; комплект средств и приспособлений для оценки загрязнённости масла и его диспергирующе стабилизирующих свойств (ДСС) методом «капельной пробы».

Контроль вязкости масла заключается в сравнении скоростей течения проверяемого масла по измерительному каналу (желобку) и качения шарика в стеклянной трубке с эталонным маслом. Для проверки вязкости масла необходимо вывести шарик в эталонном элементе в исходное положение, поставив вискозиметр в вертикальное положение надписью «стоп» вверх. При этом шарик должен занять стартовое положение у пробки-заглушки стеклянной трубки. Положить вискозиметр на горизонтальную поверхность и залить в овальную ёмкость корпуса проверяемое масло до такого уровня, чтобы оно начало переливаться в ёмкость для сбора излишков. Не допускается попадание масла в прорезь, соединяющую желобок с овальной ёмкостью.

Выдержать вискозиметр с залитым в него маслом 4…5 мин, если же масло было горячим или принесено с мороза, то выдержку продлить до 8…10 мин.

Плавно (двумя руками) перевести вискозиметр в наклонное положение так, чтобы его скошенная часть разместилась строго в горизонтальной плоскости на поверхности лабораторного стола. Наблюдать за перемещением шарика в эталонной стеклянной трубке и течением проверяемого масла по измерительной канавке (желобку). Когда шарик в трубке или масло в канавке достигнет линии «стоп», то плавно вернуть вискозиметр в горизонтальное положение. По шкале вискозиметра определить вязкость проверяемого масла, руководствуясь следующим правилом:

- если первым линии «стоп» достигло масло в канавке, то вязкость определяют по шкале эталонной стеклянной трубки;

- если первым линии «стоп» достиг шарик, то вязкость определяют по шкале измерительной канавки.

а) масло загустело, его вязкость 13 мм²/с и находится в допустимых пределах

 

 

б) масло загустело, его вязкость 16,5 мм²/с; заменить из-за высокой вязкости

 

 

в) масло разжижено, его вязкость 5 мм²/с; заменить из-за низкой вязкости

 

 

Значение вязкости соответствует числу, указанному на шкале, против которого находится отставший шарик или отставшее масло.

Измерение вязкости проводить при температуре 15-25 ⁰С (при этом погрешность измерения не превышает ± 7 %).

При более низкой или высокой температуре окружающей среды погрешность может возрасти.

После каждого измерения тщательно промыть вискозиметр в бензине или керосине и протереть мягкой ветошью. Следить за чистотой прорези.

Контроль щелочного числа моторного масла. В процессе использования масла в двигателе в нём накапливаются продукты окисления углеводородной основы и сгорания топлива. Антиокислительные присадки в маслах нейтрализуют действие этих кислых продуктов и за счёт этого обеспечивают снижение износа деталей, предотвращают загрязнения масла продуктами окислительной полимеризации углеводородов и связанные с этим закоксовывание поршневых колец, забивание каналов и дренажных отверстий. Показателем противоокислительных (нейтрализующих) свойств моторных масел с присадками является щелочность масла (щелочное число – Щ). Для обеспечения нормальной эксплуатации щелочное число свежего масла должно быть не менее: для среднефорсированных двигателей – 3,5 - 4; для высокофорсированных – 6 - 6,5 мгКОН/г. В процессе использования щелочное число уменьшается и при его снижении до определенного уровня масло должно быть заменено. Этот уровень для высокофорсированных двигателей установлен равным 2,5 мг КОН/г, для среднефорсированных – 1,5 мг КОН/г.

Порядок контроля щелочного числа следующий. Взять из комплекта стеклянный пузырек и заполнить его на 1/2 объёма дистиллированной водой. Одну полоску жёлтой индикаторной бумаги свернуть и поместить в пузырёк с дистиллированной водой. В мерную пробирку налить 2 см³ (мл) растворителя, затем растворитель перелить в стеклянный пузырёк с водой и индикаторной бумагой. Стеклянную палочку опустить в проверяемое масло и, подняв палочку, выждать, пока капли начнут падать с интервалом в 3–4 с. Одну-две капли масла добавить в стеклянный пузырек. Закрыть стеклянный пузырёк пробкой и тщательно взболтать, дать отстояться в течение 3 – 5 мин. Изменение окраски раствора в пузырьке хорошо заметно.

По изменению цвета раствора в пузырьке определить щелочное число проверяемого масла, сравнив его с цветовыми эталонами раствора:

жёлтый – менее 1,5 мг КОН/г;

зеленый – от 1,7 до 2,5 мг КОН/г;

голубой – 3 мг КОН/г;

синий – от 3,5 до 4,5 мг КОН/г;

тёмно-синий (фиолетовый) – от 4,5 до 6,0 мг КОН/г.

После определения щелочного числа масла стеклянный пузырёк необходимо промыть (спиртом, толуолом, бензином, керосином или чистым дизельным топливом) и протереть ватным или марлевым тампоном.

Контроль наличия воды в масле. В работающем моторном масле почти всегда содержится вода. В масло вода попадает в виде паров, содержащихся в воздухе, при вентиляции картера, а также из-за нарушения герметичности уплотнительных устройств в блок-картере двигателя. При работе двигателя вода частично испаряется из масла и, как правило, содержится в нём в виде мелкодиспергированных глобул, которые очень трудно отделить при отстое. Масло необходимо заменить, если содержание воды превышает 0,3 %.

Порядок контроля наличия воды в масле следующий. Вставить рабочий элемент (медную пластинку) в электронагревательный элемент и установить элемент на специальную подставку. Включить электронагревательный элемент в электросеть напряжением 220 В. Рабочий элемент (медную пластинку) разогревать в течение 4–5 мин. Пробу проверяемого масла тщательно перемешать стеклянной палочкой и затем нанести 2–3 капли масла на разогретую медную пластинку. Вместо нанесения капель допускается погружать разогретую медную пластинку в масло на глубину 2–3 см. При наличии воды в масле отмечается характерное потрескивание или вскипание капель масла на пластинке. Если же слышится непрерывный сильный треск, то содержание воды превышает 0,25 %. При слабом шипении и редком потрескивании с интервалом в 2–3 с содержание воды в масле составляет от 0,08 до 0,2 %. Слабое шипение, образование мельчайших пузырьков свидетельствует о незначительном содержании воды в масле – от 0,02 до 0,05 %, Выключить электронагревательный элемент, дать ему остыть и удалить остатки масла с медной пластинки. Уложить элементы в разобранном виде и подставку в отведённые для них места.

Портативная лаборатория компании «Kittiwake» (Англия) позволяет оперативно измерять наиболее значимые характеристики всех типов смазочных материалов, а именно: наличие воды, щелочное число, механические примеси, вязкость, кислотное число.

 

 

Тестеры в лаборатории «Kittiwake» представлены двух типов:

1) аналоговые тестеры (серия ECON) – тестеры со стрелочной шкалой и ручные наборы;

2) цифровые тестеры (серия DIGI) – цифровые тестеры для выполнения одного или нескольких типов испытаний.

Мобильный центр диагностики масел, разработанный компанией «Wartsila» (Финляндия), представляет собой мобильный комплект оборудования, специально разработанный для контроля промышленных транспортных и военных машин и механизмов. Точность контроля топлив и масел соответствует лабораторным анализам. Для разных типов масел выпускается в нескольких модификациях.

Данный тестер дает достаточно полную информацию о примесях, находящихся в тестируемом масле: лаки, золы, смолы, все металлы (продукты износа двигателя), вода и топливо. Тестер позволяет сделать прогноз времени замены масла, замены фильтра. Время анализа от начала и до конца занимает 3–5 мин. В начале анализа необходимо залить в прибор образец свежего масла, которое работает в двигателе. Показатели свежего масла заносятся в память портативного тестера. После чего необходимо повторить процесс, но с используемым моторным маслом. Отчет о работоспособности масла высвечивается на цифровом дисплее. Критерий работоспособности масла оценивается условными единицами от 0 (свежее масло) до 4 (масло рекомендуется заменить). Работа прибора основана на измерении диэлектрической постоянной смазочных масел.

Основным недостатком тестера являются сложности его использования в условиях АПК (обслуживание, ремонт) и достаточно высокая цена.

Еще одним прибором так называемой off–line оценки качества моторного масла является «Интеллектуальный анализатор качества моторного масла THY-21A» китайской компании Tianhou Electronic-Technology. Работа данного прибора основана на измерении диэлектрической постоянной.

 

 

В памяти анализатора находятся свойства порядка 300 моторных образцов моторных масел. Анализатор имеет возможность оценки следующих параметров качества масла, определяющих:

– степень загрязнённости, время оценки 5 мин;

– металлические частицы размером порядка 60 нм;

– качество свежих масел;

– входящие в смазку светлые масла;

– процентное содержание воды в масле, время оценки 3 мин.

Данное устройство работает как от сети 220 В так и от встроенной батареи. Время непрерывной работы устройства от батареи составляет 28 ч. Анализатор THY-21A имеет микропринтер для распечатки полученных данных.

Помимо рассмотренных экспресс-лабораторий по оценке комплекса показателей работоспособности масел, существует достаточно много приборов для оценки единичных показателей качества масел, которые также следует рассматривать как потенциально приемлемые для использования в качестве контроля основных физико-химических показателей масел.

Одним из таких приборов является портативный вискозиметр «Viscolite 700» английской фирмы «Hydramotion».