Антифрикційне мастило для металургійного обладнання

Реферат: Антифрикційне мастило для металургійного обладнання включає оливу, стабілізатор, карбонат та гідроксид лужноземельного металу. Як стабілізатор використовують Фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: карбонат лужноземельного металу 10-24 гідроксид лужноземельного металу 3-8 Фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном 6-18 нафтова або синтетична олива до 100. UA 76471 U (54) АНТИФРИКЦІЙНЕ МАСТИЛО ДЛЯ МЕТАЛУРГІЙНОГО ОБЛАДНАННЯ UA 76471 U UA 76471 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до нафтохімічної галузі, а саме до антифрикційних мастил, призначених для змащування вузлів тертя металургійного обладнання, що експлуатуються в інтервалі від мінус 30 °C до 150 °C в умовах високих навантажень та можливого впливу агресивних середовищ. Відома низка металургійних антифрикційних мастил на гідратованих або комплексних кальційових загусниках [1]. Ці мастила задовільної якості, але часто несумісні між собою та виявляють недостатню антиокиснювальну стійкість і захисну здатність в агресивних середовищах, внаслідок чого не завжди придатні для застосовування в жорстких умовах експлуатації металургійного обладнання. На пострадянському просторі в металургійній галузі досі широко використовують мастило Уніол-2 за ГОСТ 23510-79, яке містить нафтову оливу, стеарат та ацетат кальцію, антиокиснювальну і протизношувальну присадки [2]. За антиокиснювальною стабільністю, захисними властивостями та трибологічними характеристиками, особливо при підвищених температурах, це мастило не задовольняє вимогам сучасних специфікацій для металургійних мастил. Найближчим за складом до мастила, що заявляється, є мастило за патентом США № 4597880 [3], яке і вибрано як прототип. Воно базується на нафтовій або синтетичній оливі і включає як загусник карбонат кальцію (власне карбонат і гідроксид кальцію), стабілізований кальцієвими солями оливорозчинних сульфокислот (надлужний сульфонат кальцію), при наступному співвідношенні компонентів у мастилі, мас. %: карбонат кальцію 5-40 кальцієві солі оливорозчинних сульфокислот (стабілізатор) 5-65 нафтова або синтетична олива до 100. Відоме мастило характеризується високою температурою крапання, а також непоганою антиокиснювальною і захисною здатністю. Завдяки чому рекомендовано для використання як антикорозійне покриття механізмів, які працюють в умовах високих температур і підвищеної вологості. Проте через відносно низькі об'ємно-механічні та змащувальні властивості це мастило не може застосовуватися як антифрикційне мастило. Задачею корисної моделі є створення мастила, яке поєднувало б високі трибологічні й об'ємно-механічні характеристики з покращеними захисними і антиокиснювальними властивостями, що дозволить застосовувати його як антифрикційне мастило в умовах високих температур, навантажень в агресивних середовищах, притаманних металургійному виробництву. Необхідний технічний результат досягається тим, що застосовують мастило, яке містить оливу, стабілізатор, карбонат та гідроксид лужноземельного металу, де як стабілізатор використовують Фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: карбонат лужноземельного металу 10-24 гідроксид лужноземельного металу 3-8 Фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном 6-18 нафтова або синтетична олива до 100. Запропоноване мастило виготовляється за технологією, що включає такі стадії: - розчинення Фосфолідину - продукту конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном в нафтовій чи синтетичній оливі та вуглеводневому розчиннику; - створення мікроемульсії солюбілізацією водного розчину гідроксиду лужноземельного металу і промотора у міцелярному вуглеводневому розчині Фосфолідину; - карбонатацію мікроемульсії (суспензії) з утворенням надлужного карбонату кальцію в оливі; - видалення розчинника та промотора із суспензії надлужного карбонату кальцію в оливі; 1 UA 76471 U 5 10 - термомеханічної обробки суспензії та її охолодження; - гомогенізації готового мастила. Більшість компонентів, які використовуються для виготовлення запропонованого мастила, випускаються промисловістю за діючою нормативно-технічною документацією. Промотором слугують низькомолекулярні спирти - метанол, етанол, пропаноли, бутаноли. Як стабілізатор використовують продукт конденсації фосфатидного концентрату (ДСТУ 4526:2006) з N,N'-біс(2-гідроксіетил)етилендіаміном - Фосфолідин (ТУ У 24.6-03563790104:2011). Як дисперсійне середовище використовують нафтові чи синтетичні оливи із кінематичною 2 в'язкістю при 100 °C у межах 18-28 мм /с. За описаною технологією з використанням товарних сировинних продуктів, відповідно до запропонованої корисної моделі, виготовлені зразки мастила, склад яких наведено у табл. 1. Таблиця 1 Найменування компонентів Карбонат лужноземельного металу Гідроксид лужноземельного металу Фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном Нафтова олива 15 20 25 30 35 Вміст компонентів у зразках мастила, що пропонується, % мас. Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 18,5 12,1 22,0 4,7 3,5 7,1 12,9 решта 7,6 решта 14,8 решта Зразки мастила, виготовленого з використанням сульфонату кальцію (присадка С-150 за ТУ 38 101685-88) в СООО "ЛЛК-НАФТАН" (Республіка Білорусь) та оливи КС-19 (ГОСТ 9243-75), складу, % мас.: карбонат кальцію 16,5 гідроксид кальцію 5,5 сульфонат кальцію 8,5 нафтова олива до 100, випробувано, у порівнянні з мастилом-прототипом [3] та відомим мастилом Уніол-2 за ГОСТ 23510-79, лабораторними методами згідно з діючими стандартами і на спеціальних стендах. Захисні властивості мастил у динамічних умовах оцінювали за швидкістю корозії металевих поверхонь з мастилами на стенді "Динакоротест" (Кваліфікаційний метод оцінки пластичних мастил, затверджений рішенням Держкомісії № 23/1-91 від 01.03.82 p.). Для характеристики механічної стабільності мастил використано метод ASTM D 1831, модифікований в УкрНДІНП "МАСМА" [4]. Після випробування на роликовому стенді Shell (6 годин, 60 °C) визначали межу міцності мастила на зсув згідно з ГОСТ 7143-73. Значення Індексу руйнування (К) розраховували за формулою: К=((1-2)/2)100, де 1, 2 - межа міцності мастила на зсув при 20 °C, відповідно до і після випробувань. Одержані основні характеристики мастил та результати їх випробувань на стендах зведені в табл. 2. Аналіз приведених результатів переконливо засвідчує, що запропоноване мастило у порівнянні як з прототипом, так і промисловим аналогом характеризується підвищеною стабільністю до окиснення, покращеними захисними властивостями металевих поверхонь вузла тертя від корозійних чинників, надзвичайно високими протизношувальними і антизадирними характеристиками. 2 UA 76471 U Таблиця 2 Найменування показника, одиниця виміру Температура крапання, °C Пенетрація при 25 °C з перемішуванням (60 подв. -4 тактів), м·10 Межа міцності за температури 20 °C, Па Механічна стабільність (роликовий стенд Shell). Індекс руйнування, (К), % Змащувальні властивості на чотирикульковій машині тертя Рк, Н Рз, Н Водозмивність, 79 °C, 1 год., % Стабільність до окиснення за прирощуванням кислотного числа (при 150 °C), мгКОН/г Захисні властивості в динамічних умовах. Швидкість корозії, мм/рік 5 10 15 Метод випробування ГОСТ 6793-74 Мастило за Мастило, що пропонується Мастило пат. США Уніол-2 Зразок 1 Зразок 2 Зразок 3 4597880 >230 >230 >250 >250 >250 ГОСТ 5346-78 309 330 292 316 262 ГОСТ 7143-73 100 240 320 220 480 ASTMD1831 УкрНДІ НП "МАСМА" 96,9 84,8 59,4 64,2 51,7 1166 3920 1039 2223 1568 6174 1381 5841 1568 6546 ASTM D1264 1,0 7,5 2,7 3,2 2,5 ГОСТ 5734-76 1,2 1,65 0 (без змін) 0,05 0 (без змін) УкрНДІ НП "МАСМА" "Динакоротест" 3,4·10 ГОСТ 9490-75 -4 -4 9,3·10 3,7·10 -4 -4 4,7·10 3,2·10 -4 При цьому нове мастило значно перевищує відомі мастила за адгезійними властивостями (стійкість до вимивання водою при 79 °C) та механічною стабільністю (випробування на стенді Shell). Отже, результати випробування запропонованого мастила підтверджують, що воно може застосовуватися як високоефективне антифрикційне мастило в широкому діапазоні температур в умовах високих навантажень, підвищеної вологості та агресивних середовищ. Використані джерела: 1. Ищук Ю.Л. Технология пластичных смазок. - Киев: Наукова думка, 1986. 2. Справочник. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. - М.: ТЕХИНФОРМ, 1999. 3. Пат. 4597880 США, МКИ С10М 105/22. One-Step Process for Preparation of Overbased Calcium Sulfonate Greases and Thickened Compositions / T.I. Eliades (CA) // Witco Corporation (New York, NY). - № 738242; Заявл. 28.05.85; Опубл. 01.07.86, НКИ 508/401.-12 с. 4. Железный Л.В., Мартинюк М.А., Папейкин А.А., Курбатова М.В., Любинин И.А. Определение механической стабильности высокотемпературных антифрикционных смазок // Мир нефтепродуктов.-2007, № 5. - С. 34-36. 3 UA 76471 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Антифрикційне мастило для металургійного обладнання, що включає оливу, стабілізатор, карбонат та гідроксид лужноземельного металу, яке відрізняється тим, що як стабілізатор використовують Фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: карбонат лужноземельного металу 10-24 гідроксид лужноземельного металу 3-8 Фосфолідин - продукт конденсації фосфатидного концентрату з оксіетильованим етилендіаміном 6-18 нафтова або синтетична олива до 100. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4