Турбінна олива

Турбінна олива, яка містить мінеральну оливу як базову, антипінну присадку - поліметилсилоксан та деемульгуючу присадку, яка відрізняється тим, що додатково містить як базову оливу синте 3 в'язкісно-температурні властивості, необхідні для використання оливи як всесезонної. Відома індустріальна мінеральна турбінна олива глибокого селективного очищення, близька за призначенням до оливи, що заявляється, яка має у своєму складі антиокисну, деемульгуючу та антикорозійну присадки у такому співвідношенні, (% мас.): іонол (2,6-ди-трет-бутіл-4-метилфенол) 0,5-1,0 Тетраполіоксіетилоксипропіл етилендіамін 0,02 кислий ефір алкенілянтарної кислоти 0,02 мінеральна олива до 100. В окремих випадках олива може містити антипінну присадку поліметилксилоксан (ПМС-200А). Така турбінна олива є найбільш поширеною і відома під маркою Тп-22с і виробляється згідно з ТУ 38 101821-83. [Товарные нефтепродукты, их свойства и применение (справочник) / Под ред. Н.Г.Пучкова. - М.: Химия, 1971, с.164-168]. Дана олива, в цілому, має задовільні експлуатаційні властивості (вона стримує піноутворення та має непогані деемульгуючі властивості), але не може бути використана в газоперекачувальних станціях ГПΑ, оснащених термонавантаженими конвертованими двигунами, де робоча температура досягає 150°С. Підвищений термічний режим, у свою чергу, викликає посилене окислювання (старіння) оливи, що призводить до її коксування, до осідання продуктів спрацювання олив на деталях двигуна і, як наслідок, прискореного його зношування. Дана олива не задовольняє вимог за такими показниками "термоокиснююча стабільність", "температура застигання", а також, за "вмістом сірки". Протизношувальні (а саме, протизадирні) характеристики оливи Тп-22с, що мають принципове значення в наведених вище умовах, теж незадовільні, оскільки в її складі відсутні протизадирні присадки. Крім того, недостатні в'язкісно-температурні властивості відомої оливи унеможливлюють її використання як всесезонної. Взагалі, на базі мінеральної оливи дуже важко, а іноді і неможливо, розробити мастильний матеріал, що володіє відмінними властивостями при низьких температурах і, в той же час, зберігає досить високі мастильні властивості і при високих експлуатаційних температурах. В основу винаходу, що заявляється, поставлене завдання підвищення якості турбінної оливи шляхом створення нової композиції турбінної оливи з підвищеною термоокисною стабільністю, поліпшеними характеристиками протизадирної та в'язкісно-температурних властивостей. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що турбінна олива, яка містить мінеральну оливу, як базову, антипінну присадку - поліметилсилоксан та деемульгуючу присадку, додатково містить, як базову, синтетичну оливу на основі поліальфаолефінів, протизадирні присадки - похідну бензотриазолу і беззольний дітіофосфат та депресорну присадку - поліметакрилат. А в якості деемульгуючої присадки вона містить дипроксамін, при наступному співвідношенні вказаних компонентів, мас. %: 80245 4 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. Між сукупністю суттєвих ознак винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, мається наступний причинно-наслідковий зв'язок. Введення до складу оливи додаткової базової синтетичної (поліальфаолефінової) оливи робить її, так званою, частково синтетичною, або напівсинтетичною (хоча ця ознака досить умовна, не всі спеціалісти галузі вирізняють напівсинтетику як окремий клас) і зумовлює її нові експлуатаційні властивості. А саме, відсутність в складі поліальфаолефінів смол, парафінів, дозволило досягнути хімічної і термічної стабільності заявленої оливи. Хімічна стабільність означає, що, під час роботи оливи в двигуні, з нею не відбувається будь-яких хімічних перетворювань (окислення, парафінізації, тощо), які погіршували б його експлуатаційні властивості. Термічна стабільність означає 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'язкіснотемпературні 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 виробництва FORTUM Oil N.V; t-pa застигання - мінус 60°С, в'язкість кінематична при 100°С - 5,7-6,0 сСТ. - ПАОМ-6 фірми TAToil; t-pa застигання - мінус 60°С, в'язкість кінематична при 100°С - 5,5-6,5сСТ. Для поліпшення мастильних властивостей оливи до її складу введені протизношувальні та протизадирні присадки (що запобігають задиру контактуючих поверхонь): похідна бензотриазолу та беззольний дітіофосфат. Відсутність в їх складі атомів металів дозволяє досягнути підвищених трибологічних характеристик та підвищеної термоокисної стабільності. Остання слугує ще й дезактиватором, так як здатна дезактивувати активні центри які виникають на поверхні металлу, чим зменшує здатність до окислення оливи. 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. Вспіненню оливи запобігає антипінна присадка поліметилсилоксан, яка являє собою суміш полімерів метилсилоксанів лінійної і циклічної структури, і в якості якої може бути використана присадка 200А, згідно з ТУ У 6-23849235.083-2001). Зниженню температури застигання оливи додатково сприяє депресорна присадка поліметакрилат, що являє собою полімер ефірів метакрило 5 вої кислоти та суміші первинних спиртів С12-С16 нормальної структури. Простіше кажучи, структура молекул полиметакрилату має вигляд ниток. У гарячому виді нитки, вирівнюючись, компенсують розрідження оливи, а на морозі згортаються, знижуючи її в'язкість, що, також, сприяє поліпшенню в'язкісно-температурних властивостей оливи. 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 Польща. Для запобігання утворенню стійких емульсій з водою та випадання присадок при потраплянні в оливу води, до складу оливи введена деемольгуюча присадка дипроксамін, що являє собою азотовмістний блок-сополімер окисів етилену и пропілену, у якості якої може бути використана присадка Д-157 за ТУ 6-14-614-76. 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 введених в основу присадок визначають експлуатаційні властивості і призначення оливи, що заявляється, для використання її в термонавантажених конвертованих (суднових або авіаційних) турбодвигунах, до того ж, як всесезонної. А наявність в складі оливи частково синтетичної основи (суміші синтетичної і мінеральної олив), в сукупності з вищезазначеними присадками, та найдене співвідношення компонентів, забезпечують вирішення завдання, поставленого в основу винаходу. Готують турбінну оливу, що заявляється, наступним чином. В реактор з механічним перемішуванням завантажують базові оливи і підігрівають до 65-70°С. В нагріту суміш поступово додають, при постійному перемішуванні, вищевказані присадки в зазначених кількостях. Перемішування продовжують до повного розчинення присадок і одержання гомогенної оливи. Після охолодження оливи до кімнатної температури, досліджують її експлуатаційні властивості і біорозщеплюваність. Відповідно до винаходу, 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 Тп-22с, виготовлений для порівняльного аналізу, був таким, (% мас.): 80245 6 іонол (2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол) 0,51 Тетраполіоксіетилоксипропіл етилендіамін 0,02 кислий ефір алкенілянтарної кислоти 0,016 поліметилксилоксан 0,003 мінеральна олива 99,451 Порівняння характеристик зразків оливи, що заявляється, та оливи-прототипу за даними Таблиці 2 переконливо доводять переваги запропонованого складу з таких показників, як "індекс в'язкості", "термоокиснююча стабільність", "температура застигання". До того ж, запропонований склад оливи має покращений (майже на порядок) показник "масова частка сірки", а як відомо, мінімальний вміст сірки в оливі додатково сприяє підвищенню її анти окисних та мастильних показників. Трібологічні характеристики також підтверджують, що запропонована олива має підвищені мастильні та протизношувальні властивості, в порівнянні з оливою-прототипом. Покращенні в’язкісно-температурні властивості запропонованої оливи, надають їй значні переваги, а саме: - висока однорідність і стабільність характеристик в'язкості в робочому діапазоні температур (до 150°С) дозволяють використовувати її в термонавантажених турбодвигунах; - значне зниження температури застигання (без погіршення при цьому показників в'язкості), яка характеризує мінімально можливу температуру запускання охолодженого двигуна, дає змогу використовувати її як всесезонну. Підвищення вказаних показників турбінної оливи, що заявляється, дозволить покращити її протизношувальні властивості, тобто зменшити інтенсивність зношування деталей двигунів і, відповідно, зменшити витрати енергії на подолання тертя, тобто, заощаджувати паливо. Все це, загалом, дозволить подовжити термін експлуатації турбоагрегатів. Таблиця 1 Вміст компонентів, мас.% Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 поліальфаолефінова олива 64,05 68,1 69 похідна бензотриазолу 0,045 0,06 0,1 беззольний дітіофосфат 0,4 0,6 0,7 поліметилсилоксан 0,005 0,005 0,006 поліметакрилат 0,105 0,22 0,028 дипроксамін 0,01 0,011 0,02 мінеральна олива 35,385 31,004 30,146 Найменування компонентів 7 80245 8 Таблиця 2 Назва показників, од. виміру Значення показників Відома олива Запропонована олива Норма за Зразок олиТУ ви Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 не менше 90 91,3 110 134 134 не більше 0,5 0,04 відсутнє відсутнє відсутнє Індекс в'язкості Кислотне число, мГ КОН/г Стабільність проти окислення (кислотне число після окислення), мГ КОН/г температура визначення 130°С на проне більше 0,10 тязі 24год температура визначення 175°С на протязі 50год Число деемульсації, сек не більше 180 Температура застигання, °С не вище -15 Масова доля сірки, % не більше 0,5 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., не більше не визначається б) критичне навантаження, (Рк), Н, не менше не визначається в) індекс задиру (Із) Н, не визначається Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 0,053 168 -15 0,5 2,45 210 -30 0,04 0,045 150 -36 0,04 0,043 145 -37 0,05 0,8 0,6 0,3 0,3 392 205,8 617 284,2 784 402 793,8 402 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601