TITVM_Texty_2[1]

2. Топливо дизельное зимнее, предназначено для применения при температуре окружающей среды – 30°С и выше. По содержанию серы имеет две разновидности (ГОСТ 305 – 82):

• топливо дизельное З – 0,2 минус 40;

• топливо дизельное З – 0,5 минус 35.

Первое число обозначает содержание серы в процентах, не более, второе – температуру застывания (последняя величина не является фиксированной).

3. Топливо дизельное арктическое, предназначено для применения при температуре окружающей среды – 50°С и выше (ГОСТ 305 – 82).

• топливо дизельное А – 0,2;

• топливо дизельное А – 0,4.

Число обозначает содержание серы в процентах, не более.

4. Топлива для газотурбинных установок, отличающиеся пониженным содержанием ванадия, содержание серы возможно до 1%. Маркировка – ТГ, ТГВК (газотурбинное высшего качества). Определено ГОСТ 104133 – 75.

Моторные топлива представляют собою смеси дистиллятных топлив с остаточными. К ним относятся топлива марок ДТ высшей категории, ДТ, ДМ. Определены ГОСТ 1667 –68.

Мазуты:

• флотские Ф5, Ф12 (число соответствует вязкости в °Е при 50°С).

Определены ГОСТ 10585 – 75.

• экспортные М-0,9; М-1,5; М-2,0. Определены ТУ 38. 000164 – 78.

Э-4,0; Э-5,0. Определены ТУ 38. 000361 – 87. (для двух последних число указывает вязкость в °Е при 80°С).

• топочные 40; 100 (число указывает примерное среднее значение

вязкости в сантистоксах при 80°С). Температура застывания этих топлив примерно равна числу, указанному в марке, делённому на 4. Определены ГОСТ 10585 – 75.

По стандартам ISO (международная организация по стандартизации) топлива делятся на дистилляты и остаточные топлива. Плотность всех топлив указывается при 15°С, кинематическая вязкость трёх наиболее лёгких дистиллятов определена при 40°С, всех прочих топлив – при 50°С.

Дистилляты: DMX, DMA, DMB, DMC. Для первых трёх приводится цетановое число (соответственно 45, 40 и 35).

Остаточные топлива обозначаются буквами RM, за которыми следует ещё одна буква ( от А до L, исключая I и J) и двузначное число, указывающее максимальную вязкость в сантистоксах при 100°С, например, RMA 10; RMG 35; RML 55. В паспорте на топливо приводится вязкость при 50°С. В табл. 2 приведены основные показатели различных топлив.

Табл.2.

Показатель	Значение показателя для топлива
	Дизельного		Газо-турби нного	Моторного		Мазута
						Флотского		Топо-чного 40
	Л	З	ТГ	ДТ	ДМ	Ф5	Ф12
Цетановое число, не ниже	45	45	-	-	-	-	-	-
Плотность при 20°С, кг/м^3	860	840	935	930	970	955	960	965
Вязкость, сСт (не более): при 20°С при 50°С	3 – 6 -	1,8-5 -	- 21	- 36,2	- 150	- 36,2	- 89	- 260
Температура застывания, °С, не выше, для климатической зоны: умеренной холодной	-10 -	-35 -45	-5 -	-5 -5	10 10	-5 -5	-8 -8	10 10
Температура вспышки,°С, в закрытом сосуде (не ниже)	61	40	61	65	85	80	90	90
Содержание серы, %, не более, в топливе вида: I II	0,2 0,5	0,2 0,5	1,5 -	1,5 1,5	2,0 2,0	2,0 2,0	0,6 0,6	3,5 3,5
Зольность, %, не более	0,01	0,01	0,01	0,04	0,15	0,05	0,1	0,15
Коксуемость, %, не более	0,03	0,03	0,5	3,0	10	6,0	6,0	-
Содержание, %, не более: механич. примесей воды ванадия	нет нет нет	нет нет нет	0,03 0,05 4Е-4	0,05 0,5 -	0,1 0,5 -	0,1 0,3 -	0,12 0,3 -	0,8 1,5 -
Теплота сгорания низшая, МДж/кг, не менее	42	42	39,8	-	-	41,5	41,5	39,9

МАРКИРОВКА ТОПЛИВ В МЕСТАХ БУНКЕРОВКИ

При бункеровках в иностранных портах в сертификатах, выдаваемых на тяжёлое топливо, употребляются термины IFO или IF (Intermediate Fuel Oil), что означает "промежуточное", или "разбавленное" топливо. Это название указывает, что полученное топливо является продуктом смешивания различных остаточных и дистиллятных топлив. Название это употребляется для таких топлив с вязкостью выше 20 сСт при 50°С, например, IF-180 (180 сСт при 50°С).

ИНФОРМАЦИЯ О КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА

В ОСНОВНЫХ ПОРТАХ БУНКЕРОВКИ

При Регистре Ллойда и Бюро Веритас имеются службы для проведения лабораторных анализов бункера по основным физико-химическим показателям и выдаче рекомендаций по рациональному использованию бункера на судне. У Регистра Ллойда эта служба получила название Fobas (Fuel Oil Bunker Analysis and Advisory Service), y Бюро Веритас – Veritas Petroleum Services.

По заказу судна эти службы через своих агентов во всех портах бункеровки организуют отбор проб получаемого топлива, анализ его показателей в береговых лабораториях и выдают судну и судовладельцу результаты анализа с необходимыми комментариями, которые позволяют принять правильное решение о его использовании и рациональном режиме топливоподготовки.

При несоответствии качества полученного бункера паспортным показателям выполненные этими службами анализы рассматриваются как арбитражные и являются основанием для удовлетворения претензий судна к поставщику бункера.

Кроме этого, Fobas и Veritas Petroleum Services направляют судовладельцам, пользующимся их услугами, регулярную информацию о качестве бункера во всех портах бункеровки, а также результаты статистической обработки проведенных анализов. Это позволяет судовладельцу прогнозировать проблемы, которые могут возникнуть после бункеровки судов в указанных портах.

Сведения об основных эксплуатационных характеристиках топлива, предлагаемого на мировом бункерном рынке, дают возможность судовладельцам иметь представление о качестве судового топлива в различных регионах бункеровки и принимать оптимальные решения с учётом требований , выдвигаемых судовыми энергетическими установками.

СТОИМОСТЬ ТОПЛИВ

На период конца 2004 года средние мировые цены на дизельные топлива составляли около 300 долларов за тонну, на топливо типа IFO - 380 – около 150 долларов за тонну при стоимости исходной нефти около 43 долларов за баррель (1 баррель ≈ 0,164 м³).

МАСЛА

Функции, выполняемые маслом в машинах и механизмах:

- уменьшение трения в подшипниках;

- снижение износа трущихся деталей;

- отвод теплоты от узлов трения;

- унос продуктов износа;

- создание уплотнений, препятствующих протечкам (например, газов);

- защита узлов и деталей механизмов от коррозии.

К смазочным материалам относятся жидкие смазочные масла и консистентные смазки (мази). Консистентные смазки представляют собой минеральные масла, загущённые мылами. В зависимости от состава мыла смазки разделяются на кальциевые, натриевые и кальциево-натриевого основания. Имеются смазки с металлической основой, загущённые алюминиевыми, магниевыми и другими мылами. Для смазки узлов и деталей механизмов морских судов в основном применяют жидкие масла. Весьма велико разнообразие масел по назначению: для ДВС (моторные), турбин, передач, воздушных компрессоров, холодильных установок, палубных механизмов, гидравлических систем, приборов.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МАСЕЛ

1. Плотность масел изменяется в меньшем диапазоне, чем топлив, и она составляет 880…920 кг/м³. Поэтому для масел проблема сепарации, связанная с плотностью, не является столь актуальной, как для топлив.

2. Вязкость – один из важнейших показателей качества смазочных масел. Указывается обычно в сантистоксах (почти всегда при 100°С). Как и у других нефтепродуктов, вязкость масел изменяется с изменением температуры. Помимо самой вязкости, для масел чрезвычайно важен вид вязкостно-температурной зависимости (ВТЗ), поскольку условия работы масла характеризуются значительным диапазоном изменения температуры. Качество смазочного масла тем выше, чем меньше изменяется его вязкость с изменением температуры (иллюстрация на рис.7), то есть чем положе вязкостно-температурная зависимость.

Рис.7. Масло 2 более качественно по вязкостно-

температурным свойствам, чем масла 1 и 3.

Вязкостно-температурные свойства масел, определяющие пологость вязкостно-температурной зависимости, принято выражать тремя способами:

- величиной отношения вязкости при некоторой температуре (обычно 50°С) к вязкости при 100°С. Чем меньше эта величина, тем лучше вязкостно-температурные свойства масла.

- индексом вязкости, представляющим собой относительную величину, показывающую степень изменения вязкости масла в зависимости от температуры по сравнению со степенью изменения вязкости эталонных масел. Индекс вязкости определяют при помощи двух серий эталонных масел. Эталонные масла первой серии имеют очень пологую кривую ВТЗ, и их индекс вязкости условно принят за 100. Эталонные масла второй серии имеют очень крутую кривую ВТЗ, и их индекс вязкости условно принят за нуль. Определение индекса вязкости основано на сравнении испытываемого масла с двумя эталонными маслами, имеющими при температуре 98,9°С (210°F) одинаковую с испытуемым вязкость, но принадлежащими к разным эталонным сериям. Значение индекса вязкости испытуемого масла вычисляют по формулам либо определяют по номограммам. Масла, обладающие более высоким индексом вязкости, имеют более пологую кривую ВТЗ.

- температурным коэффициентом вязкости, представляющим собою отношение разности вязкостей масла при данной температуре и при 100°С, умноженной на 100, к вязкости при 50°С, умноженной на на величину разности температур в рассматриваемом интервале:

.

Чем меньше значение температурного коэффициента вязкости, тем более пологая кривая ВТЗ.

3. Коксуемость – определяется аналогично топливам и может в отдельных случаях достигать 0,5%.

4. Зольность - определяется аналогично топливам и может достигать 0,04% для масел без присадок и до 3% для отдельных масел с присадками (например, для цилиндровых масел дизелей).

5. Кислотное число, измеряемое количеством миллиграммов едкого калия, пошедшего на титрование 1 грамма испытуемого масла:

КЧ = [мг КОН/г].

6. Щёлочное число, измеряемое количеством миллиграммов едкого калия, содержащегося в 1 грамме испытуемого масла:

ЩЧ = [мг КОН/г].

7. Содержание водорастворимых кислот и щелочей характеризует наличие в маслах неорганических кислот и щелочей и зависит от полноты нейтрализации масла после сернокислотной очистки и полноты промывки после щелочной очистки. Присутствие в маслах неорганических кислот и щелочей не допускается.

8. Содержание воды – в некоторых маслах допускается до 0,05%, во многих не допускается. Морская вода совершенно не допустима.

9. Содержание механических примесей (продукты износа, продукты неполного сгорания топлива, продукты окисления масла, пыль). Большая часть этих примесей – это частицы размерами до 0,5…2 мкм. Их количество в свежем масле может доходить до 0,01%. Наличие в масле механических примесей абразивного характера недопустимо.

10. Температура вспышки соответствует температуре, при которой концентрация паров масла в воздухе достигает нижнего предела взрываемости. К применению на судах допускаются масла с температурой вспышки не ниже 170°С.

11. Топливо в масле, которое может попасть в масло в результате протечек из топливной системы.

12. Термоокислительная стабильность характеризует способность масла, тонкий слой которого находится на поверхности металла, образовывать под действием кислорода воздуха при повышенной температуре лакообразную плёнку. Термоокислительная стабильность, определяемая по методу Папок, выражается временем в минутах, в течение которого испытуемое масло, нагретое до температуры 250°, образует лаковую плёнку, удерживающую стандартное кольцо с силой 1кгс. Чем больше это время, тем выше стойкость масла к окислительному воздействию.

ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

МАСЕЛ НА РАБОТУ МЕХАНИЗМОВ

Вязкость. Для наилучшего использования масла в узлах трения его вязкость должна иметь определённое значение (рис.7).

Рис.8. Зависимость механических потерь в узле

трения (МП) от вязкости масла.

На рис.8 показано значение оптимальной вязкости, соответствующее режиму между жидкостным и полужидкостным трением.

При слишком низкой вязкости поддерживающая сила масляного клина снижается, и трение переходит в режим граничного, что сопровождается возникновением прямого контакта между микронеровностями деталей и соответствующим возрастанием трения и повышением износа. Картина усугубляется повышенным вытеканием масла через границы узлов трения (например, через торцы подшипников). При сопутствующем повышении температуры возникает опасность взрыва паров масла в картере двигателя.

При слишком высокой вязкости ухудшается доступ масла по трубопроводам и каналам к узлам трения, ухудшается теплоотвод от узлов трения и повышается их температура, возможен местный перегрев деталей. Вследствие сниженного поступления масла возможны разрывы масляной плёнки и опять-таки переход к режиму граничного трения с повышением механических потерь.

Помимо очевидного изменения вязкости при изменении температуры вязкость масла может измениться по следующим причинам.

Попадание воды в масло. При малых (до 5%, хотя для масла это уже очень много) количествах воды вязкость повышается, при больших – снижается.

Механические примеси вызывают повышение вязкости.

Топливо в масле. Попадание лёгкого топлива приводит к снижению вязкости, тяжёлого – к повышению. И то, и другое топливо в масле резко снижают температуру вспышки.

Испарение лёгких фракций приводит к повышению вязкости.

Окисление также обусловливает повышение вязкости.

Добавление в масляную систему масла с другими характеристиками.

Добавление присадок в масло.

Нормально масло, залитое в циркуляционную масляную систему после обкатки двигателя, должно служить практически столько, сколько служит двигатель. Добавление циркуляционного масла в двигатели, оборудованные лубрикаторными системами смазки цилиндров, обусловлено потерями его на испарение и протечки, а также потерями при сепарации. В тронковых двигателях часть циркуляционного масла, направляемая на смазку цилиндров путём разбрызгивания, сгорает. Корректировка свойств масла в процессе эксплуатации выполняется соответствующими действиями эксплуатирующего персонала. Замена масла в механизме производится в тех случаях, когда восстановить его свойства невозможно.

ПРИСАДКИ К МАСЛАМ

Увеличение жёсткости условий работы масла отодвигает на второй план его ранее считавшуюся основной функцию – снижение потерь мощности на трение и уменьшение механического износа деталей. К современным моторным маслам предъявляются в первую очередь такие требования: поддерживать двигатель в чистоте, нейтрализовать коррозионно-активные кислоты, выдерживать высокие механические и тепловые нагрузки без ухудшения смазочных свойств, препятствовать непосредственному контакту металлов в условиях граничного трения, не корродировать сплавы металлов, обладать консервационно-защитными свойствами как при работе, так и при длительных остановках двигателя, не вспениваться, не образовывать стойкой эмульсии с водой и ряд других. Достижение указанных свойств производится путём введения в масла различного рода присадок.

Присадки – это вещества, вводимые в масло для целенаправленного изменения его свойств. По эффектам, получаемым от введения присадок, последние разделяются на следующие основные группы.

1. Диспергаторы, способствующие уменьшению размеров частиц механических примесей в масле. В то время как бóльшее количество частиц загрязнений в масле, не содержащем диспергирующих присадок, имеет размеры 0,5…2 мкм, при наличии беззольных диспергаторов размеры этих частиц уменьшаются до 0,05…0,2 мкм (до 95% от общего количества). Содержание нерастворимых в масле загрязнений такого размера можно допускать до 4…5%, не вызывая при этом роста загрязнений и не ухудшая других эксплуатационных свойств масел.

2. Депрессаторы, понижающие вязкость масла при низких температурах без понижения её при высоких температурах (рис.9).

Рис. 9. Действие депрессатора: 1 – без присадки, 2 – с присадкой.

3. Загустители (вязкостные присадки), повышающие вязкость масла при высоких температурах без повышения её при низких температурах (рис. 10).

Рис. 10. Действие загустителя: 1 – без присадки, 2 – с присадкой.

При добавлении к маслу вязкостных присадок повышается индекс вязкости.

4. Антизадирные – повышают смазывающие свойства масла, улучшая "маслянистость", снижая вероятность задиров, особенно полезные для механизмов, работающих при высоких механических нагрузках.

5. Антиокислительные и антикоррозионные – тормозят образование в масле кислых продуктов и тем самым предупреждают коррозию и появление отложений. Антикоррозионные присадки применяют для масел, используемых в ДВС, имеющих подшипники из легкокорродирующих сплавов: медно-свинцового, кадмиево-никелевого. Основными компонентами таких присадок являются соединения фосфора и серы. Эти вещества образуют на рабочих поверхностях вкладышей прочные плёнки, защищающие антифрикционный слой от действия кислот и влаги, к которой такие подшипники очень чувствительны.

6. Антинагарные (моющие) – предотвращают образование на деталях углистых, смолистых и лаковых отложений, чем обеспечивают чистоту деталей. Особенно рекомендуются для высоконапряжённых ДВС, работающих на высоковязких топливах с высоким содержанием серы.

7. Моющие и некоторые другие присадки повышают вспениваемость масла. Поэтому в масла с такими присадками добавляются антипенные присадки, которые разрушают воздушно-масляные эмульсии, появляющиеся в масляной системе при разбрызгивании масла в картере двигателя.

8. Многофункциональные, улучшающие сразу несколько эксплуатационных свойств масел.

Присадки наиболее эффективно действуют сразу после добавления их в масло, а в процессе работы срабатываются, вымываются водой при сепарации и частично задерживаются фильтрами и потому нуждаются в обновлении. Для цилиндровых масел мощных малооборотных двигателей, работающих на топливах с особо высоким содержанием серы, применяются щелочные присадки в количестве до 25%.

Всё более широкое применение для снижения трения находит дисульфид молибдена МоS₂. В чистом виде это минерал пластинчатого строения, напоминающий графит. Скольжение пластинчатых кристаллов, как и в графите, обусловливает хорошие смазывающие свойства. Пластинчатые частицы дисульфида молибдена заполняют поры и микронеровности металла. Они прочно сцепляются с поверхностями трущихся пар и служат своего рода клиньями, по которым проскальзывают вершины микронеровностей при граничном трении, предотвращая непосредственный контакт металлов. Вдавливаясь в поверхностный слой трущихся металлов, МоS₂ образует твёрдую плёнку, которая служит в качестве сухой смазки.

Дисульфид молибдена обладает высокой химической стойкостью, в маслах остаётся в твёрдом состоянии, сохраняет свои смазочные свойства в диапазоне температур от –180°С до +400°С. Смазки на основе дисульфида молибдена хорошо работают в узлах с высокими нагрузками, большими усилиями трения а также там, где вероятны повышенный износ и задиры трущихся деталей.

Дисульфид молибдена применяется в виде сухой брикетированной смазки, вдавливаемой либо втираемой в трущиеся поверхности, а также в виде паст или суспензий на основе минеральных масел и синтетических жидкостей.

Поверхность перед нанесением смазки должна быть тщательно очищена, обезжирена и высушена. Пасту наносят тонким слоем на поверхность при помощи замши, поролона либо других материалов. Натирают брикетом или порошком до тех пор, пока на поверхности трения не появится равномерный блеск. Следует отметить, что простое добавление дисульфида молибдена в уже работавшее грязное масло может привести к противоположному результату – выпадению осадка и забиванию фильтров и смазочных каналов.

Перспективными для применения являются синтетические масла на основе сложных эфиров и гликолей и фтороуглеродные масла. Они практически не окисляются, обладают высокой термической стабильностью, малой летучестью, хорошей смазывающей способностью, не образуют смолистых продуктов и осадков, инертны по отношению к металлам и резине, имеют хорошие антизадирные свойства. До настоящего времени выпуск этих масел довольно ограничен (проценты от общего количества производимых масел), что объясняется их высокой стоимостью (выше стоимости минеральных масел в 15 – 20 раз). Однако энергетические проблемы, сопровождающиеся повышением цен на минеральные масла, повышают конкурентоспособность синтетических масел. Палитра синтетических масел и синтетических присадок к маслам довольно широка, и ожидается возрастание производства синтетических смазочных материалов.

Следует отметить, что произвольная замена минерального масла на синтетическое может ухудшить работу механизма вследствие возможной несовместимости, когда вследствие выпадения хлопьев произойдёт забивание масляных фильтров и каналов. Поэтому при переходе с минерального масла на синтетическое и наоборот (если это вообще допустимо по свойствам масел) узлы и детали должны быть тщательно очищены от предшествовавшего масла, обезжирены и высушены.

СООБРАЖЕНИЯ ПО ВЫБОРУ МАСЕЛ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

Основные соображения, которые должны быть учтены при выборе масла, следующие

1. Конкретный тип и назначение механизма – здесь следует учитывать существование специализированных масел для конкретных механизмов (для ДВС, турбин, компрессоров, гидравлических систем, трансмиссий, холодильных установок, приборов и т.д.).

2. Рекомендации предприятия – изготовителя механизма.

3. Быстроходность механизма: чем выше скорости относительного движения деталей в узлах трения, тем менее вязким следует выбирать масло.

4. Температурный режим работы механизма: чем выше рабочие температуры, тем более вязким следует выбирать масло.