Восстановление качества топливосмазочных материалов

8.4.1. Причины и факторы, влияющие на изменение

качества топливосмазочных материалов

При транспортировании, хранении и использовании ТСМ происходят изменения их качества и ухудшение свойств в результате действия ряда причин физического (загрязнения, изменение со става присадок, расслоение и др.), химического (окисление и разложение базового масла и присадок) характера.

Снижение качества ТСМ приводит к снижению надежности агрегатов машин, ухудшению эксплуатационных характеристик машины, загрязнению окружающей среды. Решающее влияние на безотказную работу машин оказывают обводнение, изменение фракционного состава, загрязнение, образование смол и осадков.

Обводнение ТСМ происходит в результате поглощения воды из атмосферного воздуха, конденсации паров из отработавших газов. Наличие воды усиливает окисление и вспениваемость, ухудшает смазывающие свойства, способствует коррозии деталей, выпадению присадок и образованию осадков. Для моторного масла при массовой доле воды 1,5...2 % скорость изнашивания увеличивается в 1,5 раза.

Испарение ТСМ приводит к потере легких фракций. Наибольшему испарению подвержены бензины. Это приводит к ухудшению пусковых свойств, увеличению отложения нагара, ускорению износа деталей двигателя. Испарение масел практически отсутствует.

Основными источниками и причинами загрязнения ТСМ являются:

попадание примесей из-за нарушения герметичности уплотнений в агрегатах машины (сапунов, манжет и др.);

использование неисправных заправочных средств и заправки открытым способом;

низкое качество фильтрации в агрегатах;

образование продуктов изнашивания, окисления и коррозии и др.

Как показывают исследования, вследствие загрязнения рабочей жидкости гидросистем происходит 50...75 % отказов гидроагрегатов, а ресурс снижается более чем в 3 раза. После фильтрации дизельного топлива фильтром тонкостью 13... 24 мкм срок службы плунжерной пары дизеля повышается более чем в 2 раза.

При окислении снижается качество, и ухудшаются эксплуатационные свойства масел (повышается вязкость, ухудшаются низкотемпературные свойства и др.). Смолистые вещества, содержащиеся в топливе, при работе двигателя накапливаются в виде отложений на клапанном механизме, распылителях форсунок и других деталях. Это снижает мощность двигателя, повышает расход (угар) масла, увеличивает износ двигателя.

8.4.2. Контроль качества топливосмазочных материалов

Контроль качества нефтепродуктов на предприятии проводится с целью предупреждения потерь нефтепродуктов, восстановления их свойств, а также для оценки технического состояния агрегатов машин при корректировке режимов ТО и Р машин. При проведении контроля производят приемные, контрольные и полные анализы.

Приемный анализ проводит предприятие. При этом определяются цвет, прозрачность, плотность, вязкость, содержание механических примесей и воды.

Контрольный анализ проводят в лабораторных условиях для установления соответствия качества нефтепродуктов требования ГОСТов или ТУ. В этом случае наряду с параметрами, определяемыми при приемном анализе, определяют основные физико-химические и эксплуатационные показатели. Лабораторные методы анализа представлены в соответствующих ГОСТах.

Полный анализ проводится после длительного хранения нефтепродуктов, а также для определения их марки и сорта, если они поступили на предприятие без паспорта, в неисправной таре или с нарушенной заводской упаковкой.

В предприятии обычно применяют методы экспресс-анализа для контроля следующих параметров качества рабочих жидкостей и масел: вязкость, содержание механических примесей и воды, кислотное число. Для моторных масел контролируют также зольность и щелочность. Показатели качества ТСМ установлены в соответствующих нормативных документах. При экспресс-анализе используют комплекты переносных лабораторий, например ЛАМА-7. Лаборатории обычно включают в себя: комплект пробоотборников; нефтеденсиметр (для определения плотности); вискозиметр (для определения кинематической вязкости) и другие приборы и химикаты (реактивы) для определения наличия воды, водорастворимых кислот, щелочей, углеводородов, температуры застывания, фактических смол и др.

8.4.3. Методы восстановления качества топливосмазочных материалов

Для топлива и смазочных материалов могут выполнять полное или частичное восстановление их эксплуатационных свойств. Полное восстановление (регенерация) выполняется обычно на нефтеперерабатывающих предприятиях. В условиях предприятия применяют обычно частичное восстановление в установках, отделяющих только механические примеси и воду. Очищают ТСМ тремя основными способами: отстаиванием, фильтрованием и центробежным сепарированием. Для активизации могут использоваться электромагнитное и элетростатическое поля, ультразвук и другие методы.

Отстаивание — один из самых простых способов очистки, при котором вода и механические примеси оседают на дно резервуара. После отстоя топливо и масло перекачивают через фильтры в резервуары (тару). Отстаивание применяют как самостоятельный процесс восстановления качества ТСМ и как предварительный, предшествующий фильтрации. Отстаиванием из топлива удаляют частицы размером более 5 мкм, а из масел из-за высокой вязкости — 50...100 мкм.

Отстаивание — медленный процесс расслоения, длительность которого зависит от вязкости ТСМ и состава загрязнений. Например, при температуре 20 ºС для удаления из верхних слоев дизельного топлива механических примесей на 90...95 % и воды необходимо не менее 100 ч. При этом не оседают частицы примесей размером менее 15 мкм.

При очистке масла для ускорения процесса отстоя — его подогревают до 80 ºС. Сильно обводненные моторные масла после удаления из них воды и осадков мало пригодны для работы в двигателе, так как вода растворяет значительную часть присадок. Их часто используют в гидросистеме навесного оборудования тракторов, воздухоочистителях и других агрегатах.

Фильтрование — процесс отделения примесей с помощью пористых перегородок (фильтров), пропускающих жидкость, но задерживающих твердые частицы. Фильтрование обычно применяют для топлива и рабочих жидкостей. Фильтрование моторных и трансмиссионных масел из-за их высокой вязкости затруднено.

Наиболее распространенными фильтрующими материалами являются фильтр-диагональ, капроновая ткань, хлорин и др. Они обеспечивают очистку от механических примесей размером более 30 мкм. Значительно выше эффективность нетканных материалов (тонкость фильтрации до 20 мкм). Использование бумажных фильтров позволяет очистить топливо от более мелких примесей (свыше 5 мкм). При более тонкой очистке эксплуатационных жидкостей применяют фильтры из полимерных материалов, например имеющих пространственно-глобулярную структуру — ПГС-полимеры, ПГС-иониты. Например, фильтры из ПГС-полимеров позволяют осуществлять очистку нефтепродуктов с тонкостью выше 2 мкм с высокой пропускной способностью. Для очистки маловязких ТСМ (топлив, рабочих жидкостей) могут использоваться фильтры-сепараторы, основу которых составляют пакеты фильтрующих коагулирующих и водоотталкивающих элементов.

Конструкции фильтровальных установок различны; обычно включают в себя фильтр (одно- и многосекционный), насос с приводом от электродвигателя, систему подогрева.

Для очистки масел часто применяют центробежное сепарирование в тарельчатых и трубчатых центрифугах. Центробежные очистители применяют для рабочих жидкостей на стационарных постах и на строительных объектах. Большинство из них обеспечивают очистку от механических примесей до содержания 0,005 % и обезвоживание до 0,06 мас. %. По эффективности большинство центробежных очистителей эквивалентны фильтру с тонкостью очистки 5 мкм, при меньших затратах на эксплуатацию за счет большой грязеемкости и отсутствия необходимости смены фильтроэлементов.

При небольших объемах баков (до 2 м³) и небольшом загрязнении масла очистка каждого бака осуществляется поочередно перестыковкой центробежного очистителя. При использовании этой схемы установку делают мобильной с возможностью присоединения к внешнему резервуару (рис. 8.3). Масло из бака многократно пропускается через центрифугу, очищается и после каждого прохода возвращается в бак.

Процесс очистки значительно ускоряется, если очищенную жидкость собрать в отдельную емкость. Затем очистить систему промывочной жидкостью, и после ее удаления залить через центрифугу рабочую жидкость из резервного бака. При использовании этой схемы обычно требуются три емкости: для чистой рабочей жидкости, для рабочей жидкости, требующей очистки, и для промывочной жидкости.

В условиях предприятия возможно применение центробежных сепараторов типа СЛ, например СЛ-3 (производительность 5 750 л/ч, потребляемая мощность 5,5 кВт), или передвижные стенды типа СОГ, например стенды серии СОГ-914, -913, -918, -922. Несмотря на несколько меньшую производительность, качество очистки масла у стендов СОГ выше, чем у сепаратора. К стендам можно подключать приборы оперативного контроля чистоты жидкости на входе и на выходе.

Качество продукта, имеющего отклонения по вязкости, плотности, температуре вспышки, зольности, содержанию серы (в топливе), октановому числу (бензин), может быть исправлено введением соответствующих присадок или смешения с одноименным продуктом, имеющим запас качества по данным (исправляемым) показателям.

Контрольные вопросы

1. Дайте характеристику штабельного и стеллажного способов хранения материалов.

2. Какие основные средства механизации складских работ вы знаете?

3. Как изменяются затраты на материально-техническое обеспечение работоспособности парка машин в зависимости от размера и периодичности поставки материалов?

4. Какие виды потерь ТСМ вы знаете, и какие способы применяют для их устранения?

5. Что влияет на изменение качества ТСМ?

6. Какие способы применяют для восстановления качества ТСМ?