LABORATORIUM SIŁOWNI OKRĘTOWYCH |
|||||||||
Imię i nazwisko: |
Marcin Janusz Wojciech |
Grupa: |
IV Mb |
||||||
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: |
25.01.1999 |
||||||
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.
wlać 5 ml oleju używanego do głównej komory naczynia pomiarowego,
odmierzyć w menzurce 15 ml odczynnika Reagent S water test i dolać do oleju,
odczynnik Reagent A wsypać do plastikowej rurki w naczyniu,
zamknąć naczynie i wstrząsać przez 20 s powtarzając mieszanie co 2 minuty aż do ustabilizowania ciśnienia na manometrze naczynia,
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.
umieścić 10 ml odczynnika Reagent N w głównej komorze naczynia pomiarowego,
dodać do komory 10 ml testowanego oleju,
odczynnik z saszetki wsypujemy do plastikowej rurki i zakręcamy naczynie,
wstrząsać przez 1 min i powtarzać regularnie aż do ustabilizowania ciśnienia,
odczytujemy ciśnienie z manometru i z tabeli odczytujemy odpowiadającą temu ciśnieniu wartość TBN
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.
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