LABORATORIUM SIŁOWNI OKRĘTOWYCH
Imię i nazwisko:	Kurec Artur Dębski Daniel Kołakowski Sławomir Kochanowski Tomasz						Grupa:		IV Mc
Temat ćwiczenia:	Ocena ilościowa i jakościowa olejów smarnych. Diagnostyka maszyn na podstawie cząstek stałych zawartych w oleju.						Numer ćwiczenia2.2;3.4
Data wykonania ćwiczenia:				Data oddania sprawozdania:		13.04.1999
Prowadzący:			Ocena:			Podpis:

1. Kontrola jakości oleju zestawem firmy MOBIL.

Zestaw kontrolny firmy MOBIL pozwala na szybkie określenie zawartości wody w oleju, wartości TBN oraz względnej wartości lepkości w odniesieniu do oleju wzorcowego. Sposób określenia tych parametrów opisany zostanie poniżej.

1.1. Określenie zawartości wody w oleju.

1. wlać 5 ml oleju używanego do głównej komory naczynia pomiarowego,

2. odmierzyć w menzurce 15 ml odczynnika Reagent S water test i dolać do oleju,

3. odczynnik Reagent A wsypać do plastikowej rurki w naczyniu,

4. zamknąć naczynie i wstrząsać przez 20 s powtarzając mieszanie co 2 minuty aż do ustabilizowania ciśnienia na manometrze naczynia,

5. odczytać wskazanie manometru przy ustabilizowanym ciśnieniu (po ok. 5 min) i podstawić wartość do wzoru:

H₂0 [%] = (odczyt z manometru x 5) / wielkość próbki oleju [ml].

1.2. Oszacowanie lepkości.

Za pomocą specjalnego przyrządu (równi pochyłej) przez porównanie prędkości oleju wzorcowego i badanego wypływających ze zbiorniczków i płynących wzdłuż żłobień określamy czy wartość lepkości używanego oleju mieści się w dopuszczalnym zakresie.

1.3. Określenie wartości TBN oleju.

1. umieścić 10 ml odczynnika Reagent N w głównej komorze naczynia pomiarowego,

2. dodać do komory 10 ml testowanego oleju,

3. odczynnik z saszetki wsypujemy do plastikowej rurki i zakręcamy naczynie,

4. wstrząsać przez 1 min i powtarzać regularnie aż do ustabilizowania ciśnienia,

5. odczytujemy ciśnienie z manometru i z tabeli odczytujemy odpowiadającą temu ciśnieniu wartość TBN

2. Zagadnienie urządzeń pomocniczych.

2.1. Sprężarki tłokowe.

Do smarowania układu korbowego sprężarek powietrza z poziomymi cylindrami i otwartymi skrzyniami korbowymi stosowane są zwykłe oleje mineralne, o lepkościach 45-70 cSt/50⁰C, zależnie od obciążenia łożysk i liczby obrotów. W sprężarkach pionowych o wspólnym smarowaniu łożysk i cylindrów stosowane są wysokogatunkowe, najczęściej ulepszane oleje mineralne, pochodzące z rafinacji selektywnej, które noszą ogólną nazwę olejów sprężarkowych. Lepkość olejów stosowanych w sprężarkach powietrza powinna być dobrana stosownie do temperatur wylotowych powietrza. W temperaturach do 140⁰C stosuje się oleje o lepkości ok. 60 cSt/50⁰C. W wyższych temperaturach i ciśnieniach sprężania dobiera się oleje o lepkościach dochodzących do 250-300 cSt/50⁰C. Dla olejów sprężarkowych stosowanych w sprężarkach chłodniczych dodatkowym wymaganiem jest, aby w niskich temperaturach pracy nie następowało wydzielanie się z oleju jego składników, a sam olej zachowywał wymaganą lepkość. Z tego względu temperatura krzepnięcia olejów sprężarkowych powinna być niższa od -30⁰C. Wymagana lepkość olejów stosowanych w sprężarkach chłodniczych jest uzależniona od rozpuszczalności czynnika chłodniczego w oleju. Jako minimalne lepkości należy przyjmować: dla amoniaku i dwutlenku węgla 33 cSt/20⁰C i 10 cSt/50⁰C, a dla dwutlenku siarki i węglowodorów łącznie z pochodnymi chlorowymi i fluorowymi (m.in. freony) 76 cSt/20⁰C i 17 cSt/50⁰C.

2.2. Przekładnie zębate napędu głównego.

Oleje stosowane w przekładniach zębatych napędu głównego powinny charakteryzować się dużą odpornością na utlenianie, małą tendencją do tworzenia emulsji z wodą, dobrą smarnością oraz odpowiednią do konstrukcji przekładni lepkością. Jako oleje przekładniowe stosowane są zatem ulepszone oleje mineralne, zawierające odpowiednie inhibitory, a przy wysoko obciążonych przekładniach oleje te zawierają dodatkowo dodatki typu EP (Extreme Pressure) umożliwiające pracę przekładni przy zwiększonych naciskach powierzchniowych. Lepkość olejów w normalnie stosowanych przekładniach siłowni spalinowych wynosi: dla przekładni redukcyjnych 45-68 cSt/50⁰C (6-9⁰E), a dla przekładni redukcyjno-nawrotnych 29-49 cSt/50⁰C (4- 6.5⁰E).

2.3. Śruby nastawne

Dla smarowania piasty śruby nastawnej oraz łożyska rufowego (śruby nastawne Zamech-Liaaen) stosuje się oleje ulepszane zawierające dodatki zwiększające odporność na utlenianie i korozję oraz zmniejszające pienienie się oleju. Lepkość takich olejów powinna wynosić ok. 40 cSt (5⁰E) w 50⁰C, a w temperaturze 0⁰C nie powinna przekraczać 1200 cSt (160⁰C). Oleje te powinna charakteryzować ponadto możliwie niska temperatura krzepnięcia w granicach -15⁰C do -30⁰C. Ten sam gatunek oleju stosowany jest w układzie hydraulicznym śruby nastawnej.

1. Maszyny sterowe i urządzenia hydrauliczne.

Dla smarowania przekładni maszyn sterowych z napędem elektrycznym stosowane są oleje przekładniowe o lepkości 70 do 90 cSt (9-12⁰E) w 50⁰C. W maszynach sterowych hydraulicznych stosowany jest specjalny olej do instalacji hydraulicznych, lub olej dla sprężarek chłodniczych o lepkości 34 do 42 cSt (4.5-5.5⁰C) w 50⁰C o temperaturze krzepnięcia -40⁰C. Olej stosowany w telemotorach powinien mieć lepkość ok. 8 cSt (1.6⁰E) w 50⁰C i równie niską temperaturę krzepnięcia. W pozostałych okrętowych urządzeniach hydraulicznych, takich jak zamykania drzwi wodoszczelnych, luków, bram na promach itp. Stosowane są oleje do instalacji hydraulicznych charakteryzujące się nieznaczną lepkością, niską temperaturą krzepnięcia , zawierające dodatki przeciw utlenianiu, korozji i pienieniu się oleju. Zakres lepkości olejów stosowanych w tych urządzeniach wynosi 9.5 do 25 cSt (1.8 do 3.5⁰E) w 50⁰C.

2.5.Wciągarki

Dla smarowania zamkniętych przekładni czołowych wciągarek różnych typów stosowane są oleje o lepkościach zróżnicowanych w zależności od strefy klimatycznej. Normalnie, dla europejskiej strefy klimatycznej stosuje się oleje o lepkościach 45-60 cSt (6-8⁰E) w 50⁰C, dla strefy tropikalnej 75-100 cSt (10-13⁰E) w 50⁰C, dla strefy arktycznej 21-30 cSt (3-4⁰E) w 50⁰C. Przekładnie ślimakowe wciągarek wymagają zwykle stosowania olejów o większych lepkościach rzędu 91-122 cSt (12-16⁰E) w 50⁰C. Jeżeli wciągarki mają napęd hydrauliczny, to stosowane w tych urządzeniach oleje hydrauliczne powinny mieć lepkość:

-w strefie umiarkowanej 75 cSt (10⁰E) w 50⁰C,

-w strefie tropikalnej 105 cSt (14⁰E) w 50⁰C,

-w strefie arktycznej 60 cSt ( 8⁰E) w 50⁰C.

3.Dodatki uszlachetniające.

Czysty olej otrzymany bezpośrednio z przerobu ropy naftowej nie jest w stanie spełnić wszystkich wymaganych od niego funkcji. W związku z tym należy zmodyfikować jego jakość. Do tego celu służą dodatki uszlachetniające. Są to indywidualne związki chemiczne lub ich o określonej budowie, posiadające działanie zmieniające i uszlachetniające działanie olejów. Ilość dodatków w olejach jest zróżnicowana i zależy od klasy jakości oleju oraz jego zastosowania. Do najważniejszych dodatków należą:

3.1. Dodatki lepkościowe (wiskozatory) - najczęściej w ilości 0.5-0.8 proc., podwyższają lepkość (efekt zagęszczania). Pod względem chemicznym są to wysokocząsteczkowe związki organiczne, np. polimery winylowe itp. Po ich dodaniu do oleju uzyskujemy: wzrost lepkości kinematycznej, wzrost wskaźnika lepkości, a czasami obniżenie temperatury płynięcia. Podstawową własnością wskazującą na obecność wiskozatora jest wskaźnik lepkości. W olejach mineralnych jest on w granicach 90-105, oleje uszlachetniające mają WL=130 i więcej. Im wyższy ten wskaźnik, tym mniejsze są zmiany lepkości oleju wraz z temperaturą.

3.2.Dodatki depresacyjne (depresatory) - stosowane w ilości 0.1-1.0 proc. posiadają zdolność obniżania temperatury krzepnięcia. Wysoką efektywność wykazują związki polimerowe itp. Dodaje się je aby obniżyć temperaturę płynięcia (aby olej nie zakrzepł w warunkach zimowych oraz zachował płynność potrzebną do jego pompowania). Normalne oleje mineralne mają temperaturę płynięcia do -18⁰C, a depresatory obniżają ją nawet poniżej -26⁰C.

3.3.Dodatki przeciwkorozyjne i przeciwrdzewne (inhibitory korozji) - dodawane do olejów, najczęściej w ilości 0.1-5.0 proc. Mają za zadanie zapobiegać przedwczesnemu starzeniu się oleju, jak również przeciwdziałać korozyjnemu oddziaływaniu produktów zużycia oleju na metalowe części silnika.

3.4.Dodatki przeciwutleniające (inhibitory utleniania) - stosowane w granicach 0.2-1.5 proc. Zadaniem tych dodatków jest podwyższenie odporności olejów smarowych na utlenianie pod wpływem czynników atmosferycznych lub sprężonego tlenu.

3.5.Dodatki myjąco-rozpraszające (detergenty, dyspergatory) - używane w ilościach 0.5-10 proc. i powyżej. Zadaniem tych środków powierzchniowo czynnych jest utrzymanie stałych produktów starzenia oleju w stanie wysokiego rozdrobnienia, obniżenia tendencji tworzenia laków i osadów w silnikach spalinowych. Niektóre typy tych dodatków tzw. nadzasadowe o liczbie zasadowej ok. 300 mg KOH/g spełniają także rolę czynników zobojętniających kwaśne produkty spalania. Są to zazwyczaj sole wapnia, baru lub magnezu kwasów sulfonowych, fenoli, złożone wysokocząsteczkowe aminy powierzchniowo czynne itp.

3.6.Dodatki przeciwpienne - obniżają tworzenie piany w olejach. Są to zazwyczaj związki typu silikonów.

4.Klasyfikacja oleju

4.1.Klasyfikacja lepkościowa (w/g SAE) -opiera się na podziale olejów w/g kilku podstawowych kryteriów eksploatacyjnych .Dzieli ona oleje silnikowe na 12 klas:

-sześć klas zimowych (oznaczonych dodatkową literą W):0W,5W ,10W,15W,20W,25W,

-sześć klas letnich :20,30,40,50,60.

Kryteria podziału są następujące:

Dla klas zimowych

-maksymalna lepkość,jaką może osiągnąć olej w danej minusowej temperaturze

-graniczna temperatura pompowalności

-minimalna lepkość w temperaturze 100 st.C

Dla klas letnich

-minimalna lepkość w temperaturze 100 st.C

-maksymalna lepkość w temperaturze 100 st.C

-minimalna lepkość w temperaturze 150 st.C, i obciążeniu ścinającym=10^6sek^-1

4.2.Klasyfikacja jakościowa (w/g API)-dzieli oleje na dwie zasadnicze grupy:

-oleje do silników benzynowych( oznaczone symbolem S)

-oleje do silników wysokoprężnych(oznaczone symbolem C) Kompletne określenie klasy jakości oleju wg API przykładowo wygląda następująco:

SD-olej średniej klasy do silników benzynowych

CD-olej wysokiej klasy do silników wysokoprężnych

SG/CD-olej uniwersalny wysokiej klasy,przeznaczony do silników

benzynowych,z poprawionymi własnościami wysokoprężnymi,co

umożliwia stosowanie go również w silnikach diesla

---