Турбінна олива

Корисна модель відноситься, до нафтопродуктів, а саме - до турбінних олив і може використовуватися для змащування підшипників і допоміжних механізмів газоперекачувальних агрегатів, оснащених термонавантаженими конвертованими (судновими або авіаційними) та стаціонарними турбодвигунами, турбокомпресорних машин, корабельних парових турбін, а також для забезпечення роботи систем регулювання цих машин, та як гідравлічна рідина в промисловому обладнанні і транспортних засобах, особливо, при роботі обладнання в умовах наднизьких температур. Специфічні умови експлуатації турбінних олив - наднизькі та надвисокі робочі температури, неминучий процес утворювання емульсії води в оливі, що утворилась через контакт з водяною парою в турбіні, встановлюють високі вимоги до таких показників турбінних олив, як хімічна, фізико-хімічна та термічна стабільність. Хімічна стабільність означає, що, під час роботи оливи в двигуні, з нею не повинні відбуватися будь-які хімічні перетворювання (окислення, полімеризація, тощо), які погіршували б його експлуатаційні властивості. Фізико-хімічна стабільність означає низьку схильність оливи до емульгування. Термічна стабільність означає збереження оптимального значення в'язкості оливи в широкому діапазоні температур. Відома індустріальна мінеральна турбінна олива [патент Росії №2058376, МПК 6 С10М133/38, опубл.20.04.1996p.], що має в своєму складі антиокисні, антикорозійну та деемульгуючу присадки у такому співвідношенні (% мас): 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол 0,2-1,0 кислий ефір алкенілянтарної кислоти 0,01-0,1 1-(диетиламінометил) бензотриазол 0,01-0,2 дипроксамін 0,01-0,05 мінеральна олива до 100. Відома олива виготовлена на основі мінеральної оливи і тому має недостатні експлуатаційні характеристики через вміст в базовому компоненті небажаних домішок сірки, парафінів, смол, які приводять до утворення нагару, лаку та зносу обладнання. Недоліком відомої оливи є також недостатні в'язкістно-температурні властивості, необхідні для використання оливи в умовах наднизьких температур. Перевагою її є низька вартість. Відома турбінна олива [патент України №18193, МПК(2006) С10М107/00, С10М133/38, С10М145/00, С10М137/00, Бюл. №10, 2006р.], близька за призначенням до оливи, що заявляється, яка має у своєму складі антипінну, деемульгуючу, протизадирні, та депресорну присадки, а як базову містить суміш мінеральної та синтетичної оливи, у такому співвідношенні, (% мас.) : поліальфаолефінова олива 64-69 похідна бензотриазолу 0,05-0,1 беззольний дітіофосфат 0,4-0,7 поліметилсилоксан 0,004-0,006 поліметакрилат 0,1-0,3 дипроксамін 0,01-0,02 мінеральна олива до 100. Така олива виготовлена на суміші синтетичної та мінеральної базових олив і є, так званою, напівсинтетичні оливою. Оливи виготовленні на основі напівсинтетичної суміші базових олив володіють покращеними експлуатаційними характеристиками, та в'язкістно-температурними характеристиками в порівнянні з мінеральними оливами, що дозволяє використовувати їх в стаціонарних термонавантажених двигунах, та в умовах більш низьких робочих температур. Але дані оливи не можуть використовуватись в обладнанні, яке працює в умовах наднизьких температур (нижче -40°С) та великих навантажень, через вміст (хоча і значно зменшений, у порівнянні з мінеральними оливами) в мінеральній компоненті базової оливи домішок сірки, смол, парафінів. Які при роботі у високих температурах приводять до утворення лаку та таких небажаних продуктів, як кокс, нагар, при чому унеможливлюється досягнення температури застигання на рівні нижче - 40°С. Також, наявність в мінеральній компоненті базової оливі вищенаведених елементів та сполук збільшує стійкість емульсії з водою. Це додатково погіршує деемульгуючі властивості відомої оливи, особливо в умовах наднизьких температур, коли зниження цих властивостей спричинене також охолодженням оливи. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлене завдання підвищення якості турбінної оливи шляхом створення турбінної оливи з підвищеною термоокисною стабільністю та поліпшеними характеристиками деемульгуючих і в'язкістно-температурних властивостей. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що турбінна олива, яка містить базову оливу, деемульгуючу присадку - дипроксамін та протизадирні присадки -похідну бензотриазолу і беззольний дітіофосфат, містить, як, базову синтетичну оливу на основі гашальфаолефінів, при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: похідна бензотриазолу 0,02-0,2 беззольний дітіофосфат 0,1-1,5 дипроксамін 0,01-0,02 поліальфаолефінова олива до 100. Для підвищення індексу в'язкості та досягнення показника "Температура застигання " нижче -60°С олива може включати депресорну присадку-поліметакрилат у кількості 0,1-0,3мас.%. Для запобігання спінюванню оливи, в умовах нестандартних температур, олива може включати антипінну присадку-поліметилсилоксан у кількості 0,004-0,006 мас.%. Між сукупністю суттєвих ознак способу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, мається наступний причинно-наслідковий зв'язок. Використання базової синтетичної (поліальфаолефінової) основи зумовлює нові експлуатаційні властивості оливи, та умовно виділяє її як окремий клас: "синтетична". А саме, відсутність мінеральної компоненти базової оливи і, як наслідок, відсутність у композиції, що заявляється, домішок сірки, низько-молекулярних парафінів та смол, дозволило досягнути хімічної, фізикохімічної і термічної стабільності заявленої оливи при роботі в більш поширеному діапазоні температур. Хімічна стабільність призводить до того, що, під час роботи оливи в двигуні, з нею не відбувається будь-яких хімічних перетворювань (окислення, полімеризації, парафінізації, тощо), які погіршували б його експлуатаційні властивості. Фізико-хімічна стабільність призводить до зниження схильності оливи до емульгування. Тобто, емульсія води в оливі (що утворилась через контакт з водяною парою в турбіні) швидко руйнується, що дозволяє оливі швидше циркулювати між вузлами змащування, практично, в незмінній кількості. Відсутність у композиції, що заявляється, вищезазначених, домішок, що утворюють при роботі небажані відкладення на деталях та вузлах обладнання, призводить до збереження оптимального значення в'язкості оливи в широкому діапазоні температур. Тобто, олива залишається більш рідкою на морозі і більш в'язкою - в спеку, що свідчить про її підвищенні в'язкістно-темлературні властивості. У якості поліальфаолефінової базової оливи можуть бути використані синтетичні оливи марки: - ПАО-6 фірми Шеврон; t-pa застигання - мінус 60°С, в'язкість кінематична при 100°С - 5,5-6,5сСТ; - NEXBASE 2006 виробництва FORTUM Oil N.V; t-pa застигання - мінус 60°С, в'язкість кінематична при 100°С 5,7-6,0сСТ; - ПАОМ-6 фірми TAToil; t-pa застигання - мінус 60°С, в'язкість кінематична при 100°С - 5,5-6,5сСТ. Як похідна бензотриазолу може бути використана присадка Infineum 7188 фірми Infineum або присадка Іргалюб 353 фірми Ciba. Як беззольний дітіофосфат може бути використана присадка RC-9321 фірми Ексон або присадки Іргамет 39, Іргалюб ML 3010 А фірми Ciba. Деемульгуюча присадка - дипроксамін, що запобігає утворенню стійких емульсій з водою та випадання присадок при потраплянні в оливу води, являє собою азотовмісний блок окисів етилену і пропілену. У її якості може бути використана присадка Д-157 за ТУ 6-14-614-76. В якості поліметилсилоксану може бути використана присадка 200А за ТУ У 6-23849235.083-2001. У якості поліметакрилату можуть бути використані присадка ПМА"Д" за ТУ 6-01-270-84, або присадка Infineum V-351 виробництва фірми Infineum, або присадка Явізоль Підкарпатського НПЗ "Поль ща". Нижня межа концентрацій компонентів оливи, що заявляється, визначається можливістю досягнення гранично допустимих показників її експлуатаційних властивостей, а верхня межа визначається значеннями, при яких покращення показників відсутнє, або спостерігається їх мінімальне підвищення. Таким чином, обсяг і ефективність підібраних компонентів композиції турбінної оливи, що заявляється, визначають її експлуатаційні властивості і призначення для успішного використання в термонавантажених конвертованих турбодвигунах, а також, в обладнані з вимогою високої надійності роботи двигуна в умовах наднизьких температур до - 60°С на нижче. Все це, в цілому, забезпечує вирішення поставленого в основу корисної моделі завдання. Готують турбінну оливу, що заявляється наступним чином. В реактор з механічним перемішуванням завантажують базову оливу і підігрівають до 65-70°С. Потім поступово додають, при постійному перемішуванні, вищевказані присадки в зазначених кількостях. Перемішування продовжують до повного розчинення присадок і одержання однорідної гомогенної оливи. Після охолодження оливи до кімнатної температури, досліджують її експлуатаційні властивості і біорозщеплюваність. Відповідно до корисної моделі, що заявляється, були виготовлені зразки олив, склад яких наведений в Таблиці 1, а їх фізико-хімічні характеристики (а також, характеристики зразка оливи-прототипу) наведені в Таблиці 2. Фактичний склад зразка оливи-прототипу, виготовлений для порівняльного аналізу, був таким, (% мас.) поліальфаолефінова олива 68,1 похідна бензотриазолу 0,06 беззольний дітіофосфат 0,6 поліметилсилоксан 0,005 поліметакрилат 0,22 дипроксамін 0,011 мінеральна олива 31,004 Порівняння характеристик зразків оливи, що заявляється, та оливи-прототипу, за даними Таблиці 2, переконливо доводять переваги запропонованого складу, в порівнянні з прототипом, з таких показників: - "термоокиснююча стабільність", що підвищує антиокислюючу стійкість оливи при роботі у підвищеному термічному режимі; - зменшення у два рази показника "число деемульсації", що забезпечує більш швидке розділення оливи при утворенні емульсії; - в'язкістно-температурні властивості, що забезпечує більшу однорідність і стабільність характеристик в'язкості в широкому діапазоні температур, зокрема, значне зниження температури застигання - вдвічі та більше (без погіршення при цьому показників в'язкості), яка характеризує мінімально можливу температуру запускання охолодженого агрегату, дає змогу використовувати її в умовах наднизьких температур зі збереженням протизношувальних властивостей. Все це сприяє успішному використанню оливи, що заявляється, в газоперекачувальних станціях ГПА, оснащених термонавантаженими конверторними турбодвигунами, де робоча температура досягає 150°С та робить її незамінною для забезпечення високої надійності роботи обладнання в умовах наднизьких температур, наприклад в турбінах авіаційних двигунів, турбінах атомних електростанцій, тощо. Таблиця 1 Найменування компонентів поліальфаолефінова олива Зразок 1 99,435 Вміст компонентів, мас. % Зразок 2 99,104 Зразок 3 98,894 похідна бензотриазолу беззольний дітіофосфат поліметилсилоксан поліметакрилат дипроксамін 0,045 0,4 0,005 0,105 0,01 0,06 0,6 0,005 0,22 0,011 0,1 0,7 0,006 0,28 0,02 Таблиця 2 Назва показників, од. виміру Індекс в'язкості Кислотне число, мГ КОН/г Стабільність проти окислення (кислотне число після окислення), мГ КОН/г температура визначення 175°С на протязі 50год. Число деемульсації, сек Температура застигання, °С Масова частка сірки, % Трібологічні характеристики за температури (20±5)°С на чотирьох кульковій машині тертя (ЧМТ): а) діаметр сліду зношування (Дз), мм, в разі навантаження на вісь -196Н, тривалість випробування 1год.,мм, не більше б) критичне навантаження, (Рк), Н, не менше Значення показників Відома олива Запропонована олива Норма за ТУ Зразок оливи Зразок Зразок Зразок 38101821-83 прототипу 1 2 3 не менше 90 134 144 145 146 не більше 0,05 відсутнє відсутнє відсутнє відсутнє не більше 1,0 0,045 0,0 0,0 0,0 не більше 180 не вище -35 не більше 0,3 150 -36 0,04 65 -60 0,035 70 -62 0,037 80 -65 0,038 0,5 600 0,3 784 0,35 696 0,3 784 0,3 793,8