Спосіб визначення експлуатаційних властивостей мастильних матеріалів

Винахід відноситься до випробувальної техніки і може бути використаний для визначення експлуатаційних властивостей мастильних матеріалів. Відомі способи випробування якості мастильних матеріалів включають оцінку властивостей шляхом визначення певних параметрів - в'язкості, лужного та кислотного числа, вмісту домішок, води, а також вимірювання інтенсивності зношування, критичного навантаження, критичної температури, проведення спектрального аналізу [Лышко Г.П. Топливо и смазочные материалы.- М.: Агропромиздат, 1985, с.151-169]. Також відомий спосіб визначення експлуатаційних властивостей мастильних матеріалів, який полягає у нанесенні на поверхні тертя підшипника шару мастильного матеріалу, в 15-20 разів більшого за висоту мікронерівностей, імітуванні фізико-хімічних процесів тертя (обертають з робочою швидкістю, навантажують і нагрівають до робочої температури), змінюванні моменту опору обертанню підшипника та вимірюванні часу від початку обертання підшипника до різкого збільшення моменту опору обертанню, шуму, вібрації або температури [AC 1278687]. Найбільш близьким до винаходу є спосіб (UА№46229) визначення експлуатаційних властивостей мастильних матеріалів, який полягає в тому, що в підшипник кочення або ковзання подають певну кількість мастильного матеріалу, створюють навантаження, розганяють до певної швидкості обертання, нагрівають до заданої температури і потім проводять її аналіз, вимірюють вільний вибіг маховика, встановленого на підшипниках, а реєстрація параметрів вибігу здійснюється безконтактним пристроєм, з'єднаним з комп'ютером, та кількість мастильного матеріалу вибирають за умови забезпечення заданого режиму змащування, а про експлуатаційні властивості мастильних матеріалів судять по параметрах вибігу - кількості обертів, часу і динаміці зміни швидкості обертання до повної зупинки. Проте застосовувані у відомих способах критерії оцінки відроблених мастильних матеріалів не дозволяють з великою точністю і достовірністю визначити реальне становище устаткування та працюючого мастильного матеріалу, оскільки ці оцінки базуються тільки на суто малопродуктивних фізико-хімічних властивостях мастил, які в багатьох випадках у процесі експлуатації безпосередньо на ресурс устаткування не впливають і не дають реальної картини його зносу. В основу винаходу поставлена задача розробки способу дослідження працюючого мастильного матеріалу та визначення його експлуатаційних властивостей, який підвищив би точність вимірювань і зменшив би час на випробування. Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому способі для визначення експлуатаційних властивостей мастильних матеріалів пробу спочатку нагрівають до заданої температури і потім проводять її аналіз і, згідно з винаходом, нагрів мастильного матеріалу до заданої температури здійснюють устаткуванні і при його роботі не менше години проводять відбір проби та вимірюють в'язкість при фіксованій температурі від 40100°С, після чого краплю досліджуваного мастильного матеріалу поміщають у зону нагріву і нагрівають до температури 500-2000°С та за допомогою комп'ютерного аналізу визначають по спектральній картині наявність і концентрацію домішок продуктів зносу матеріалів присадок. Запропонований спосіб здійснюють наступним чином. Досліджуваний зразок мастильного матеріалу відбирається під час роботи устаткування відразу після його зупинки. Проба мастильного матеріалу відбирається за умови, що устаткування вийшло на задані режими експлуатації після прогріву. Зразок в обсязі більш 10мл відбирають за допомогою шприца з зондом і поміщають у герметичну тару. Дослідження мастильного матеріалу проводять на устаткуванні, що дозволяє проводити іспити методом маспектрометрії, що дозволяє визначити кількісні показники домішок у мастильному матеріалі, а також концентрацію присадок. Тара зі зразком інтенсивно збовтується, потім зразок мастильного матеріалу (краплю) поміщають у зону розігріву маспектрометра, потім включають устаткування і запускають процес іспиту в автоматичному режимі. Результат іспитів виводиться на печать. Інтерпретація результатів іспитів проводиться в ручному чи автоматичному режимі по наступному алгоритму. Аналізуються: 1. Концентрація продуктів зносу устаткування (метали) і динаміка її зміни. У випадку лінійного росту концентрації, мастильний матеріал вважається придатним до експлуатації (по даному параметру). У випадку експонентного росту концентрації продуктів зносу дається рекомендація на заміну мастильного матеріалу. У випадку лавиноподібного росту концентрації, дають рекомендація по проведенню регламентних робіт на устаткуванні, (граничні данні наведені в таблиці) 2. Концентрація зовнішніх домішок, що потрапили в мастильний матеріал з навколишнього середовища, контактуємого робочого середовища і продуктів старіння мастильного матеріалу. Висновки про подальшу придатність мастильного матеріалу до експлуатації робляться на підставі абсолютних граничних значень цих концентрацій для різного устаткування (граничні дані наведені в таблиці) 3. Концентрація металовмісних присадок в мастильному матеріалі введених при його виробництві. Нижні граничні концентрації присадок, які мають схильність до спрацьовування, обумовлюють критерії заміни мастильного матеріалу, (граничні дані наведені в таблиці). Таблиця Результати діагностики стану устаткування та мастильних матеріалів Якщо не вказано інше Дизельні редукторні гідравлічні оливи оливи оливи Фізхім властивості Турбінні Індустріальні Компрессоні оливи оливи оливи Вязкістьпри 100°С Вязкість при 40°С Вода Паливо Кіслотне число Присадки Цинк Фосфор Кальций Бор Барій Домішки Железо Кремній Мідь Алюміній Хром Свинець Нікель Олово Сурьма +/-10% +/-10% 0.5% max -10% max -10% max -10% max -10% max -10% max >5ррm 0.3% max 0.3% max 0.3% max 2 % max 20 20 500 40 300 50 10 50 20 20 10 75 20 50 50 5 20 5 10 5 >0.5 >20% >100ррm >0.4 20 100 15 40 30 25 25 10 20 5 +15%, -15% +25%, -25% >0.1% >0.2% >10 >10 >10 >10 >10 >10 >200 >50 >50 >30 >20 >50 >10 >75 >20 >20 >20 >20 >20 >30 Отже, на основі вищенаведеного видно, що спосіб за даним винаходом може бути використаний для діагностики стану устаткування та мастильних матеріалів, шляхом забезпечення всебічної оцінки робочого мастильного матеріалу. Даний спосіб дає можливість визначити якість мастильного матеріалу та його подальшу придатність до експлуатації, його приблизний потенціал та запланувати подальші іспити. Крім того, наявність у мастильному матеріалі продуктів зносу деталей та вузлів устаткування дозволяє визначити стан устаткування. Періодичні перевірки якості мастильного матеріалу згідно зі способом дають реальну картину критичного стану устаткування у випадку завищеної або стрибкоподібної концентрації продуктів зносу в мастильному матеріалі. Стрибкоподібний приріст продуктів зносу буде сигналом до заміни мастильного матеріалу (в разі, коли його властивості стали нижче критичних) або сигналом до негайного проведення робіт щодо запобігання причин не режимної роботи устаткування. Інформація про постійні негативні тенденції по приросту деяких продуктів зносу може бути в подальшому використана розробником устаткування з метою зміни конструкції устаткування, щоб знизити знос проблемного вузла. Таким чином, позитивний ефект від застосування вказаного способу полягає в реально збільшеному інтервалі обслуговування, зменшені численності ремонтних робіт, зменшенні використання мастильного матеріалу, зменшенні годин простою та збільшенні ресурсу устаткування.