Классификация и применение пластичных смазок

Введение

Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX - XX вв. привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняла нефть.

Нефть начали добывать на берегу Евфрата за 6 - 4 тыс. лет до нашей эры. Использовалась она и в качестве лекарства. Древние египтяне использовали асфальт (окисленную нефть) для бальзамирования. Нефтяные битумы использовались для приготовления строительных растворов. Нефть входила в состав "греческого огня". В средние века нефть использовалась для освещения в ряде городов на Ближнем Востоке, Южной Италии и др. В начале XIX в. в России, а в середине XIX в. в Америке из нефти путем возгонки был получен керосин. Он использовался в лампах. До середины XIX в. нефть добывалась в небольших количествах из глубоких колодцев вблизи естественных выходов ее на поверхность. Изобретение парового, а затем дизельного и бензинового двигателя привело к бурному развитию нефтедобывающей промышленности.

Нефть - это жидкая природная смесь разнообразных углеводородов с небольшим количеством других органических соединений; ценное полезное ископаемое, залегающее часто вместе с газообразными углеводородами; маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, обычно коричневого цвета с зеленоватым или другим оттенком, иногда почти черная, очень редко бесцветная.

Нефть - это горная порода. Она относится к группе осадочных пород вместе с песками, глинами, известняками, каменной солью и др. Мы привыкли считать, что порода - это твердое вещество, из которого состоит земная кора и более глубокие недра Земли. Оказывается, есть и жидкие породы, и даже газообразные. Одно из важных свойств нефти - способность гореть

Общая классификация нефтепродуктов.

Нефтепродукты - это продукты, полученные в результате переработки нефти. К основным нефтепродуктам можно отнести различные виды топлива, электроизоляционные среды, смазочные вещества, нефтехимическое сырье и растворители. Виды топлива - это бензин, дизельное топливо, керосин и другие. Нефтепродукты создаются при перегонке нефти. Это происходит путем отделения отгонов в парообразном состоянии нефти.

Вырабатываемые на нефтеперерабатывающих заводах продукты подразделяют на группы, различающиеся по составу, свойствам и областям применения.

Основную группу нефтепродуктов представляют различные виды топлива. Моторное топливо, применяемое в двигателях внутреннего сгорания, составляет около 60 % объема всех нефтепродуктов. Моторное топливо — это светлые нефтепродукты, применяемые для сжигания в двигателях. В зависимости от типа двигателя используется топливо карбюраторное (бензин различных марок и сортов), дизельное или реактивное. Для эксплуатации транспортных и стационарных тепловых установок, а также промышленных печей используют котельное топливо. К нему относят мазут различных марок, сланцевое масло, топливо печное бытовое. Все нефтяное топливо, кроме котельного, подвергается очистке.

Вторую по объему производства ассортиментную группу нефтепродуктов составляют нефтяные масла. Смазочные масла применяются для уменьшения силы трения и снижения износа трущихся поверхностей узлов механизмов и машин. Несмазочные материалы выполняют функцию антикоррозионных средств.

 

Описание, способы получения и применение нефтепродуктов.

Топлива.

Сюда относятся и горючие бензины, и различного рода газы (нефтепереработки, попутный и т.д.), и лигроины, и мазут, и авиационное топливо и многие-многие другие.

Бензин

Бензин - горючая жидкость, является смесью лёгких углеводородных веществ, имеющих температуры кипения в пределах 30 - 200 градусов. Плотность бензина примерно 0,7 г/см3, теплотворная способность около 10,500 ккал/кг.

Бензин в промышленных масштабах производится на нефтехимических предприятиях комплексом процессов: перегонкой, гидрокрекингом, каталитическим крекингом, риформингом. Для производства бензинов специального назначения дополнительно используется процесс очистки от нежелательных включений и компонентов, смешение с присадками.

Классический способ производства бензина для автотранспорта из нефтяного сырья на нефтеперерабатывающих заводах состоит в компаудировании (смешивании) из нескольких компонентов, основные из которых: прямогонный бензин, изомеризат, риформат, бензин каталитичeского крекинга, алкилат, бензин гидрoкрекинга, различные присадки.

Самый простой способ получения автобензина заключается в отборе легких фракций в процессе перегонке нефтяного сырья кустарным способом - в так называемых самоварах, с дальнейшим увеличением октанового числа топлива с помощью присадок.

Керосин

Керосин - горючая прозрачная углеводородная жидкость, вырабатываемая методом перегонки или ректификации нефтяного сырья. Керосин является смесью веществ-углеводородов.

Промышленное и бытовое применение керосина очень широко: его используют в качестве топлива для реактивных самолётных двигателей, в качестве горючего компонента ракетного топлива, в качестве топлива при обжиге фарфоровых и стеклянных изделий, для осветительных и нагревательных приборов в быту, керосин используется в оборудовании для резки металла, в качестве растворителя для различных материалов, в том числе в быту, как сырьё в процессе нефтепереработки. Ещё одна область применения керосина - в качестве заменителя зимнего дизельного топлива и в качестве основы горючего для мультитопливных двигателей. Авиационный керосин служит топливом, хладагентом и в качестве смазки в авиационных двигателях различных типах - турбовинтовых и турбореактивных.

Нашёл свое место керосин и в ракетной технике, где применяется как основа для горючего и рабочей жидкости для гидравлических машин. Начало использования керосина для ракетных двигателей предложено ещё в 1914 основоположником теории ракетостроения Циолковским.

Технический керосин применяется в качестве сырья при пиролитическом методе производства этилена, пропилена, углеводородов ароматического ряда, как топливо при обжиге фарфоровых и стеклянных изделий, в качестве растворителя для очистки деталей машин и механизмов и др.

Область применения осветительного керосина обусловлено его названием. Его используют преимущественно в керосиновых и калильных осветительных лампах и как топливо в аппаратуре для резки металла, в нагревательных приборах бытового назначения, в качестве растворителя при изготовлении лаков и пленок, как пропитка для кожаного сырья, для промывки деталей машин и механизмов в ремонтных мастерских.

Керосин опять начал цениться начиная с 50-х годов прошлого века в связи с активным развитием авиационной техники - керосин для авиационных двигателей (и турбовинтовой, и реактивной) стал идеальным горючим.

Дизельное топливо

Дизельное топливо (дизтопливо, солярка) - органическая жидкость, получаемая при переработке нефти и используемая в качестве топливной смеси в дизельных двигателях. Обычно под термином дизтопливо понимают продукт, получаемый из керосино-газойлевых фракций в процессе прямой перегонки нефтяного сырья.

Основным потребителем дизтоплива является транспортный сектор экономики - железнодорожники, автотранспортники, производители сельхозпродукции. Кроме этого дизтопливо часто как котельное топливо, топливо для стационарных и передвижных электрогенераторов, в кожевенной промышленности, как смазочно-охлаждающая среда в машинах и агрегатах, как средство для закалки изделий при термообработке металла.

Дизтопливо делят на:

▪дистиллятное - малой вязкости для высокооборотисных двигателей;

▪остаточное - высоковязкое для низкооборотистых двигателей (сельхозтрактора, судовые дизельные агрегаты, стационарные двигатели электрогенераторов, насосов и т.д).

Дистиллятное дизтопливо получают смешением керосино-газойлевых фракций, получаемых при прямой перегонке нефтяного сырья и газойлей от каткрекинга. Вязкое дизтопливо для малооборотистых дизельных агрегатов получается смешением мазутов с веществами керосиново-газойлевых фракций.

Ещё одна градация дизтоплива основана на сезонности - летнее и зимнее дизтопливо. Различаются сезонные виды дизтоплива показателем температуры помутнения и застывания топлива и показателем температуры предельной фильтруемости. Затраты на производство зимнего дизтоплива выше, но необходимость его производства продиктована нашим климатом, так как использование летнего дизтоплива в зимний период без предварительного разогрева невозможно начиная с температуры уже в -20 градусов.

Мазут

Мазут является нефтепродуктом. Однако он также производится из горючих сланцев и каменных углей. Тем не менее, два последних варианта производятся в небольших количествах и предназначены для потребления на месте производства.

Используется мазут в качестве котельного топлива, а также для производства ряда продуктов, таких как смазочные масла, кокс, битумы и моторные масла.

Мазут имеет темно-коричневый цвет и жидкую консистенцию. Он представляет собой смесь большого количества компонентов, в частности карбенов, органических соединений, асфальтенов, нефтяных смол, а также углеводородов с молекулярной массой 400-1000 г/моль.

В зависимости от состава и физико-химических свойств исходного материала получают мазут с различными свойствами. Качество мазута определяется в зависимости от содержания в нем серы, а также его плотности и вязкости.

Вязкость мазута определяется при 100С и может варьироваться от 8 до 80 мм2/с. Плотность же составляет от 0,89 до 1 г/см3 и определяется при температуре 20С. Также важным параметром является температура застывания, которая равна 10-40С. Исключение составляют флотские мазуты, у которых данная характеристика ниже (от -5С до -10С). Содержание серы в мазуте обычно составляет от 0,5% до 3,5%.

Мазут широко применяется в ряде отраслей. Однако основными потребителями по-прежнему остаются жилищно-коммунальные хозяйства, а также промышленные предприятия. Его используют в качестве топлива для котельных установок, паровых котлов, а также промышленных печей. Кроме того, мазут широко применяется в двигателях тепловозов и морских судов. В настоящее время достаточно большое количество мазута подвергается дальнейшей переработке. В результате получаются дистиллятные смазочные материалы, а также моторные топлива.

Основными эксплуатируемыми свойствами мазута является высокая теплотворность вместе с небольшим содержанием золы (менее 0,3%). Это позволяет получать необходимые температуры при относительно небольшом расходе сырья. Основной пик потребления мазута приходится на зимние месяцы.

Нефтяные масла.

Нефтяные масла - продукты переработки высококипящих (300-600 °С) нефтяных фракций, представляют собой жидкие смеси парафиновых, нафтеновых, ароматич. и нафтено-ароматич. углеводородов, а также их гетеропроизводных, содержащих S, N, О и некоторые металлы (V, Ni, Fe, Сu и др.). Вязкость различных углеводородов колеблется от 2-3 до 600-1100 мм2/с (при 100 °С). Сложность смесей исключает возможность разделения нефтяных масел на индивидуальные углеводороды. Поэтому о хим. составе нефтяных масел судят по содержанию в них отдельных групп углеводородов.

По способу производства делятся на дистиллятные, остаточные и компаундированные, получаемые соответственно дистилляцией нефти, удалением нежелательных компонентов из гудронов, депарафинизации, гидрочисткой или смешением дистиллятных и остаточных. В последнее время получил распространение метод преобразования исходного нефтяного сырья в более ценные продукты гидрокрекингом — получаемые в таком производстве масла, при значительно более низкой себестоимости, приближаются по свойствам к синтетическим.

Смазочные масла

Смазочные масла- жидкие смазочные материалы, предназначенные для уменьшения трения и износа узлов и деталей машин и механизмов.

Смазочные св-ва характеризуют способность масел уменьшать трение, снижать или предотвращать износ, заедание и задир пов-стей трения, ослаблять либо замедлять контактную усталость взаимодействующих металлич. пов-стей, обеспечивать более прочный контакт смыкающихся пов-стей во фрикционных механизмах и др.

Вязкостные св-ва характеризуют вязкость масел в заданных условиях работы и зависимость ее от т-ры, давления и приложенного напряжения сдвига. Особенно важны вязкостно-температурные св-ва: с понижением т-ры вязкость существенно возрастает, что затрудняет пуск и начало движения машин и механизмов; при выборе масла обычно стремятся к тому, чтобы в заданном диапазоне т-р вязкость изменялась незначительно.

Низкотемпературные св-ва характеризуют способность масел поступать в зазор между трущимися пов-стями при низких т-рах и обеспечивать надежную работу машин и механизмов с момента их пуска до выхода на установившийся температурный режим. Высокотемпературные св-ва характеризуют термич. и термоокислит. (воздействие кислорода воздуха) стабильность масел при высоких т-рах.

Смазочные материалы в большинстве горючи, легко воспламеняются, поэтому при их хранении и использовании должны строго соблюдаться правила противопожарной безопасности. Такие материалы хранят в наземных или подземных маслохранилищах в резервуарах, а небольшие количества – в специальных помещениях в бочках, бидонах, канистрах.

Пластические смазки

Пластичные смазки в классификации смазочных веществ находятся между твердыми и жидкими смазками. Они представляют из себя двухкомпонентную систему: жидкое масло (обычно до 90 %), загустители и добавки. Эти загустители, называемые металлическим мылом, имеют специфический молекулярный каркас-решетку, хорошо впитывающую и удерживающую масло.

Свое применение пластичные смазки нашли в тех узлах трения, в которых нельзя создать принудительную циркуляцию масла или сделать это затруднительно. Благодаря загустителям они надежно удерживаются на поверхностях пар трения и, в некоторых случаях, обеспечивают дополнительную герметизацию.

Классификация и применение пластичных смазок

В настоящее время не существует единой классификации пластичных смазок. ГОСТ 23258-78 подразумевает их классификацию по свойствам и области применения.

Антифрикционные пластичные смазки используют для снижения износа и трения скольжения в парах трения. В рамках этой группы, разделяют на подгруппы:

Общего назначения для обычных температур:

Солидол С ГОСТ 4336-76

Солидол Ж (Люкс) ГОСТ 1033-79

Пресс-Солидол С (Ж) ГОСТ 4336-76

Смазка графитная Ж

Смазка графитная УСсА ГОСТ 3333-80

Область применения: Узлы трения (шарниры, винтовые и цепные передачи, тихоходные шестеренчатые редукторы) с рабочей температурой до 70 °С

Общего назначения для повышенных температур:

Азмол 1-13

Консталин -1 ГОСТ 1957-73

Консталин - 2 ГОСТ 1957-73

Область применения: та же, что и у смазок пластичных общего назначения, за исключением рабочей температуры - до 150 °С

Термостойкие пластичные смазки:

Циатим 221 ГОСТ 9433-80

Область применения: Данная смазка применяется в смазке подшипников качения электромашин (до 10000 об/мин). Несмотря на нерастворимость в воде, довольно гигроскопична. Используется в диапазоне температур от - 60 до 150 °С.

Морозостойкие пластичные смазки:

ЦИАТИМ - 201 ГОСТ 6267-74

ЦИАТИМ - 203 ГОСТ 8773-73

МС-70 - ГОСТ 9762-76

ГОИ-54п ГОСТ 3276-89

Область применения: Применяются в узлах трения при рабочей температуре ниже -40 °С. Имеет очень высокую водостойкость, химическую и коллоидную стабильность, противоизносные характеристики.

Противозадирные и противоизносные пластичные смазки:

фиол-2М

ВНИИНП-232 ГОСТ 14068-79

ВНИИНП-225 ГОСТ 19782

ЛС-1П

Свинцоль-01

Свинцоль-02

Область применения: Смазки используются в тяжело нагруженных узлах трения для предотвращения схватывания сопряженных поверхностей деталей (подшипники качения при контактных напряжениях более 2500 МПа и подшипники скольжения при удельных нагрузках более 150 МПа).

Химически стойкие пластичные смазки:

Силикагелевые (ВНИИНП-287, ВНИИНП-294, ВНИИНП-295)

Галогенуглеродные (Смазка № 8, 10-ОКФ, Зф)

Перфторалкилполиэфирные (СК-2-06, ВНИИНП-283, ЩИПС-02)

Область применения: Химическое производство, где возможен контакт смазок с агрессивными средами.

Приборные пластичные смазки:

Для узлов приборов общего назначения (Циатим-201, ОКБ-122-7,ВНИИНП-223, ВНИИНП-228, ВНИИНП-257, ВНИИНП-258, ВНИИНП-260, ВНИИНП-270, ВНИИНП-271, ВНИИНП-274, ВНИИНП-286, ВНИИНП-293, ВНИИНП-299)

Для электромеханических приборов (ОКБ-122-7 ГОСт 18179-72, ОКБ-122-7-5, ЦИАТИМ-202)

Гироскопические (ВНИИНП-223 ГОСТ 12030-66, ВНИИНП-228 ГОСТ 12330-77, ВНИИНП-260 ГОСТ 19832-74)

Часовые и телефонные (РС-1 ГОСТ 21532-76, ЛПИ-7)

Оптические (ГОИ-54п, ПВК, ЦИАТИМ-221, ЦИАТИМ-203, ЦИАТИМ-201, ОКБ-122-7, ОКБ-122-7-5, АЦ-1, АЦ-2, АЦ-3, Крон I, III, СОТ, 2 СК, 3 СК, 4 СК, МЗ-5, Орион, ВНИИНП-299)

Область применения: Применяются для приборов точных механизмов.

Редукторные (трансмиссионные) пластичные смазки:

ОС-л

ОС-з

СТП-1,2,3

Циатим-208 ГОСТ 16422-79

Область применения: Применяются в зубчатых и винтовых передачах всех видов.

Консервационные (защитные) смазки применяют для защиты поверхностей от коррозии при консервации станков, машин, механизмов. Применяют при температурах от - 50 до + 50 °С:

ПВК (пушечная) ГОСТ 19537-83

УНЗ ВТ (вазелин технический)

ВТВ-1 (вазелин технический волокнистый)

ВНИИСТ-2

ПП-Э5/5 ГОСТ 4113-78

АК

ЗЭС

КВ

3/10Э ГОСТ 15975-70

КПД

Область применения: Применяют для механизмов всех видов за исключением стальных канатов и специальных случаев.

Канатные пластичные смазки используются для предотвращения коррозии и износа стальных канатов. Обладают хорошей водостойкостью, адгезией к металлу. Имеют диапазон рабочих температур от - 25 до +50 °С:

Смазка Канатная 39У

Торсиол-35 Б

Торсиол 35-Э

Торсиол-55

Область применения: Обработка стальных канатов и тросов, органических сердечников стальных канатов.

Уплотнительные пластичные смазки используются для герметизации зазоров, облегчения сборки и разборки арматуры, сальниковых устройств:

Р-113

Р-402

Р-416

Резьбол

УС-1

Область применения: Применяются в узлах, требующих точного и неподвижного сопряжения.