Fuks_I.G._Shibryaev_S.B._Daniil_Semenovich_Velikovskiy
.pdfУДК 662.753+665.4.
Приведены сведения о жизненном пути и основных этапах тру довой деятельности Д. С. Великовекого - одного из основопо
ложников науки о пластичных смазках, внесшего значительный
вклад в развитие химмотологии смазочных материалов.
Дано краткое описание направлений работ Д. С. Великовского, приведен список его основных трудов, опубликованных в различные
периоды творческой деятельности.
Выпуск посвящен l 00-летию со дня рождения Даниила Семе
новича Великовского.
Научно-биографическая серия: Ученые-химмотологи.
Выпуск 6.
Редакционная коллегия: В. Л. Лашхи, Е. П. Серсгин, И,-Г. Фукс.·
"Редактор и:-А. Титкова.
©Экохимт
КРАТКИЙ ОЧЕРК ЖИЗНИ И ТВОРЧЕСТВА
ДАНИИЛА СЕМЕНОВИЧАВЕЛИКОБСКОГО
( 1892-1959)
Кандидат технических наук, доцент, лауреат Гос~дарственной
премии СССР Даниил Семенович Беликовекий - родоначальник на уки о пластичных смазках, известный специалист в области
производства и рационального применения смазочных материалов.
Он по праву входит в число основателей новой прикладной науки - химмотологии. Д. С. Беликовекий отличадся широтой научных интересов, объектами его исСJJедований наряду с пластичными смаз
ками• были нефтяные и синтетические масла, твердые углеводоро
ды, синтетические жирные кислоты <СЖК>, а также технологии
производства и рационализация применекия многофункциональ
ных присадок <МНИ-3, МНИ-5, МНИ-7 и др.) на базе окисленных нефтепродуктов. Он один из первых в стране начал разрабатывать
направление по созданию и изучению смазочно-охлаждающих
жидкостей (называемых ранее "режущие масла").
. Наиболее обстоятельные и глубокие исследования, тесно свя
занные с решением прикладных задач, посвящены разработке
рецептуры, совершенствованию технологии производства и соз
данию научных основ химмоталогни смазок. Существенен вклад Д. С. Великовекого в разработку новых методов оценки качества
смазок, активную проnаганду и nоnуляризацию исследований в
этой области.
Д. С. Беликовеким наnисано 6 книг по смазкам и в соавторстве опубликовано около 90 статей по различным видам смазочных ма териалов, помимо этого им получено более 30 авторских свиде
тельств на изобретения. Под руководством Д. С. Великовекого
защищено 5 кандидатских диссертаций.
Неоценим вклад Д. С. Великовекого в становление науки о
смазках как организатора первых научных лабораторий в ряде отраслевых и учебных институтов страны. Ему мы обязаны соз данием специализированных лабораторий. по смазкам в ГИНИ, ЦИАТИМе и в МНИ им. И. М. Губкина. Он также много сделал и
• Далее по тексту - смазки.
3
для организации научных исследований на нефтемаслозаводах и
прежде всего на Московском, Владимирском и Кускавеком заводе
смазок Министерства путей сообщения СССР.
Первые работы по смазкам выполнены Д. С. Беликовеким еще в 1931 году в Государственном научно-исследовательском нефтя
ном институте (ГИНИ>. В предвоенные годы написанн и первые книги по смазкам, в том числе изданная в 1945 году монография
"Консистентные смазки. Свойства и введение в техно;,огию", обоб
щающая отечественный опыт производства и применения смаз.Jк.
Необходимо отметить, · что производство смазок в СССР
ограничивалось выпуском незначительного количества мыльных,
колесных мазей различных видов - предшественников современных
солидолов и консталинов. До начала 30-х годов в СССР не было ни
исследовательских |
центров |
по |
изучению |
смазок, |
ни |
квалифицированных специалистов. Старейшие промышленные предприятия отрасли (нефтемаслозаводы в Риге, Ярославле, Ленинграде, Ростове-на-Дону), наряду с указанными смазками го
товили также углеводородные защитные смазки, называемые в то
время "пушсало". Основными руководствами по изготовлению и
исследованию пластичных смазок являлись переводные издания -
книги Клемгарда и Гарлика. Однако в то же время нельзя не
отметить интереса и определенного внимания к смазкам .:>сновопо
ложника научных основ переработки нефти проф. Л. Г. Гурвича,
который на примере вазелинов (углеводородных смазок)
убедптельно показал связь структурообразования твердых углево
дородов с химическим составом нефтяных масел. Им обращено
внимание на роль ПАВ в формировании структуры мыльных смазок и влияние дисперсности частиц на их физико-химические свойства.
Определенная заслуга в организации исследований по смазкам
принадлежит и проф. А. Ф. Добрянскому, разработавшему ряд
оригинальных рецептур смазок, под редакцией которого вышел
перевод книги Клемгарда. Результаты этих работ послужили, по
видимому, основой становления и развития научного творчества
Д. С. Великовского.
Индустриализация народного хозяйства страны в ЗО-е годы,
организация производства и совершенствование различных видов
техники привели к росту потребления смазочны~ материалов, в том
числе и смазок. В книге "Качество и применение консистентных
4
смазок" (1937 г.) Д. С. Беликовекий приводит данные по произ[ од
ству смазок в СССР по отношению к общему расходу смазочных ма
териалов, сt~идетельствующие о существенном росте их потреб
ления, (в%>: 1927 г.- 2,7; 1929 г.- 3,8 и 1931 г.- 4,9. Немалую роль
в улучшении качества и совершенствовании структуры отечествен
ного ассортимента смазок сыграли исследования коллективов лабо
раторных смазок, созданных Д. С. Беликовеким в ГИНИ и в МНИ им. И . М. Губкина.
В 1934 г. в Баку проводится 1-я Всесоюзная научно-техничес
кая конференция по производству и потреблению смазочных ма териалов, на которой было представлено несколько докладов по смазкам, в том числе и обширное обобщение результатов исследо
ваний, выполненных под руководством Д. С. Великовского. Принципиально новым подходом к пониманию коллоидного
строения смазок можно считать доклад Д. С. Великовекого "Струк
тура консистентных смазок, теория ее образования и значение" на
Всесоюзном совещании "Теория и практика производства и приме
нении консистентных смазок" (Москва, 1937 г.). Вопреки существу
ющим в зарубежной литературе воззрениям Даниил Семенович убедительно доказал, что солидолы и конеталины не являются
эмульсиями воды, стабилизированной мылами. В то же время впер
вые изучена и показама определяющая роль воды в формировании структуры смазок. Всестороннему изучению механизма этого
явления посвящены исследования Д. С. Великовекого и в последу
ющие годы.
Из всего многообразия научных проблем, решаемых на осно вании использования знаний из разных областей наук (химии и тех
нологии масел и жиров, коллоидной химии и реолоrии,
материаловедения и деталей машин и др.) и послуживших основой
производства и применении смазок, можно выделить две основные
проблемы, которыми Д. С. Беликовекий с сотрудниками занимался
на протяжении всего творческого периода жизни:
1.Разработка научно обоснованных принципов регулирования
иулучшения свойств смазок различного состава за счет изменения
их структуры.
2. Научные основы химмоталогни смазок, поиск путей
увеличения работоспособности узлов трения за счет оптимизации
состава и свойств смазок.
5
В основе первой проблемы, как известно, лежат рецептурно
технологические факторы производства смазок, а второй - опреде
ление научных основ их применения. Располагая крайне
ограниченным набором методов исследования (преимущественно
эмпирических) и широко используч оптический микроскоп,
Д. С. Беликовекий высказал предположение (nодтвержденное в
дальнейшем), что пластичные смазки - это дисперсии твердых
частиц загустителей в масляной среде, стабилизированные
различными модификаторами структуры (в том числе и водой).
Именно эти элементы структуры (волокна или фибриллы, как тогда
их называли), их размеры, форма и характер взаимодействия друг с
другом и с компонентами дисперсионной среды и определяют
формирование структуры смазки в целом, ее реологические, тиксотропные, и другие специфические свойства. Значительное
внимание он уделял выявлению связи между структурой и объем
ными свойствами смазок, а также использованию реологических
методов для их исследования. Д. С. Беликовекий высказал мнение,
что формирование структуры смазок - это многостадийный процесс,
проходящий через стадии мицеллярных и надмицеллярных постро
ений, образования дисперсных частиц загустителя - элементов
структуры смазок. В последствии эта позиция была эксперимен тально подтверждена работами П. А. Ребиндера и его школой, а
также исследованиями, выполненными под руководством
Ю. Л. Ищука во ВНИИПКнсфтехиме.
Д. С. Беликовекий придавал большое значение установлению
связи между технологией изготовления и структурой смазок, с одной стороны, и между структурой и эксплуатационными свойст вами, с !!.ругой стороны, т. е. взаимосвязи между технологией и химмоталогней смазок. Отсутствие таких данных затрудняло и до
сих пор затрудняет выбор наиболее эффективных способов
регулирования качества смазок на стадии их производства.
Понимая и учитывая сложность управления структураобразо
ванием смазок при периодических процессах их изготовления,
Д. С. Беликовекий большое внимание уделяет вопросам изучения технологических факторов на структуру и свойства смазок - ус
ловий нагрева и охлаждения расплава смазки, режимам гомо
генизации, использованию более эффективного оборудования в
промышленных условиях их производства. Им предложен метод
6
изотермической кристаллизации расмава и один из вариантов не прерывной схемы производства мыльных смазок, с омылением
жировоrо сырья в трубчатой печи. Совместно с В. П. Баренцоным с
целью интенсификации производства смазок выполнен цикл иссле дований по приrотовлению мыльных смазок (солидолов, кон
сталинов) под давлением - "автоклавный способ". Д. С. Ве
ликовский ввел понятие и разработал рекомендации по приrотов лению смазок "холодным способом" и "rорячей варкой". Пред
ложил охлаждать кальциевые смазки при интенсивном
механическом перемешивании, облегчая диспергирование крупных
капель воды и повышая тем самым ее модифицирующее действие на
структуру смазки. Он один из первых установил, что формирование
структуры мыльных смазок начинается при высоких температурах
ипротекает при постепенном ее поиижении и одновременном ме
ханическом воздействии. Однако полностью процесс не заканчива
ется даже после завершения приготовления и расфасовки смазок.
На основании этих наблюдений Д. С. Беликовеким введено понятие "дозревание смазок". Процесс "дозревания" происходит, как
правило, в течение нескольких дней, а для некоторых смазок (при
неудачно подобранных технологических режиl\.fаХ) равновесие мо
жет быть достигнуто лишь по истечении длительного времени, о чем
свидетельствует изменение свойств смазок во времени (nри хра
нении).
Результаты исследований в области технологии пластичных смазок обобщены Д. С. Беликовеким в книге "Консистентные смазки. Свойства и введение в технологию", написанной им в 1940 году и изданной в 1945. Это весьма солидное издание <более 250 с.,
тираж 2 тыс. экз.) является пер~ой попыткой уйти от эмпирических рекомендаций по "варке" смазок и дать научное коллоидно
химическое обоснование технологическим режимам приготовления
смазок. Далеко не все трактовки и рекомендации получили подтвер
ждение и распространение, многое пересмотрено. Сравнительно не
давно смазчики получили возможность пользоваться отличной
монографией по производству смазок, написанной Ю. Л. Ищуком. Значит~1ен в~1ад Д. С. Великовекого в изучение влияния
рецептурных факторов на структуру, свойства и особенности применения смазок. Им убедительно доказано, что загущающий эф
фект мыл понижается с увеличением валентности катиона мыла и
7
зависит от природы омыляемоrо сырья, показама эффективность
использования смазок на смешанных загустителях. Он один из пер
вых nредложил использовать ilзамен дефицитноrо пищевоrо
жировоrо сырья синтетическое сырье - фракции СЖК (диссер
тационная работа Г. И. Сорокина). Подобрал оптимадьный состав фракций, предложил и обосновал использование кубовоrо остатка и
низкомолекулярных кислот. Одним из первых (середина 50-х rо
дов) показал эффективность использования гидрированноrо касто
рового масла как жирового омыляемого сырья в производетое
мыльных смазок (продукты Олеовакс А и Б, выпускаемые в то вре
мя Московским гидрозаводом). Одной из nричин более низкоrо ка
чества синтетических солидолов, по сравнению с жировыми, по
мнению Д. С. Великовского, было отсутствие в СЖК достаточного кодичества неnредельных кислот. В дальнейшем эти соображения
убедительно были подтверждены в исследованиях В. В. Синицына и Ю.Л. Ищука.
Бодьшое внимание Д. С. Беликовекий уделял роли
дисперсионной среды в формировании структуры смазок. Одним из
первых начал систематические исследования по изучению влияния nрироды и химического состава дисnерсионной среды на загуща
ющий эффект литиевых и углеводородных загустителей. Совместно с Г. Д. Бондаревеким изучал зависимость орочиости и комаидной
стабильности смазок от состава дисперсионной среды. На основании
исследований природы и химического состава масел предложил воз
можность регулирования свойств смазок путем смешения нефтяных
и синтетических компонентов (например, nриборные смазки для
оптико-механической промышленности).
В ЗО-е годы Д. С. Беликовекий выявил модифицирующее
влияние на структуру и свойства смазок таких кислородсодер
жащих ПАВ как оленновая кислота и глицерин, а также воды и сво
бодных щелочей. Установил оптимальные концентрации
модификаторов, при которых прочностные характеристики смазок достигают максимума. Совместно с Юань Чжи-Таном уточнил фор
мы существования избыточной щелочи в солидолах. Он одним из
первых широко изучм возможность использования в смазках ПАВ,
nодучаемых при окислении остаточных масел, петралатумов и це
резинов. Полифункционмьные соединения (эфирокислоты), полу
ченные в результате окисления указанных продуктов, оказались
8
хорошими миоrофункциональными присадками для улучшения
низкотемпературных, защитных и противоизносных свойств масел
<МНИ-5) и смазок <МНИ-3, МНИ-7).
За работы в области окислениянефтяных углеводородов и
использования полученных продуктов для улучшения качества сма
зочных материалов Д. С. Великовекому в соавторстве присуждена Государственная премия СССР (совместно с Н. И. Черножуковым,
Б. М. Рыбаком и Е. М. Великовской). Исследования в этом направ лении обобщены Д. С. Беликовеким в книге "Присадки к маслам и
смазкам на основе продуктов окисления нефтяных углеводородов"
0960 г.). Многие из этих работ, носящих прикладной характер, в дальнейшем были развиты и углублены обстоятельными исследо ваниями В. В. Синицына и Ю. Л. Ищука, в частности изящной серией публикаций о влиянии представительного гомологического
ряда кислот и спиртов (химически чистых препаратов и их смесей, а также инепредельных кислот) на свойства смазок.
Разработка научно обоснованных принципов подбора и приме
нения присадок в смазках начата, по существу, иССitедованиями
·Д. С. Великовского. Им показано, что использование присадок - это один из наиболее перспективных путей кардинального улучшения качества смазок и одновременно сложная технологическая пробле ма. Он активно пропагандировал постановку и развитие исследо ваний в области присадок к смазкам.
Завершая обобщение результатов исс.1едований Д. С. Великов
екого по изучению строения смазок и роли рецеnтурно-техно
логических факторов, отметим, что при его активном участии
разработаны и широко применялись (в ряде случаев используются и
до сих пор) синтетические солидолы и консталины, защитные
ШВК, СЖК и др.) и антифрикционно-защитные (ряд приборных
смазок, ГОИ-54п и др.), а также уплотните..1ьные (для газовых кра
нов) смазки. Большинство разработок защищены авторскими свиде тельствами СССР.
Весьма значительны достижения Д. С. Великовекого в
развитии научных основ химмотологии, применении смазок. Он
одним из первых приступил к проведению систематических иссле
дований по изучению характера изменений, которые претерпевают
смазки во времени в условиях хранения и применения. Им были организованы исследования в области "старения смазок", предло-
9
жена оценивать стабильность смазок по коммексу показателей:
окисляемости, синерезису, влагоупрочнению, устойчивости, к ме
ханическим воздействиям и др. Какие силы восстанавливают разру
шенные связи в структурном каркасе смазки при ее
деформировании в условиях эксмуатации, в чем причина упроч
нения или разупрочнения смазок? За счет каких сил взаимо
действия осуществляется формирование смазочной или защитной менки на поверхности металла или другого твердого тела? Какова роль ПАВ в этих процессах?. Такие вопросы Д. С. Великавекий ставил и пытался на них отвечать в своих исследованиЯх. Он неод
нократно подчеркивал связь между тиксотрапной прирадой смазок
и особенностями их применении как смазочного материала. Одним из-первых предложил обобщенную кривую кинетики разрушения и
восстановления смазок.
Известно, что важным направлением разработки научных основ применении смазок является обеспечение длительной и на дежной работы техники в широком диапазоне температур, т.е. расширения температурного интервала работоспособности сма
зок. До начала исследований Д. С. Великовекого и И. П. Лукашевич
наши познания в этой области были весьма ограничены. Их рабо тами показано, что это большое и самостоятельное направление
исследований успешное решение которого возможно при оптималь
ном подборе сырьевhiх компонентов, технологических режимов
nриготовления смазок и совершенных методов оценки их низкотем
пературных свойств. Потребность в низкотемпературных смазках,
их широкое применение в технике определили постановку обстоя тельных исследований по выявлению факторов, обуславливающих
работу смазок при низких температурах.
Д. С. Великавекий был инициатором развития работ по соз данию новых эффективных лабораторных и стендовых методов оценки свойств смазок, постоянно пропагандировал необходимость
привлечения современных физико-химических методов. Для иссле
дования структуры смазок Д .С. Великавекий одним из первых в
СССР применил реолоrические методы. Уже в ранних работах им
установлено наличие у смазок "предельного сопротивления сдвигу", величина которого зависит от скорости нагружения и ус
ловий деформации. Обнаружен эффект пристенного скольжения
смазок при малых напряжениях сдвига и выявлена его зависимость
10