Стандарты качества нефтяных масел в мире

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА на тему: Стандарты качества нефтяных масел в мире по курсу: Технология переработки масел Содержание Введение… 3 Смазочно-охлаждающие жидкости и нефтяные масла… 4 Классификация нефтяных масел и область их применения… 6 Трансформаторные масла… 9 Заключение… 14 Литература…15 Введение Современные транспортные средства, внедорожная техника, промыш-ленное оборудование, энергетические

агрегаты спроектированы так, чтобы обеспечить малые материало- и энергозатраты при их изготовлении, большой ресурс и надежность при минимальных эксплуатационных затратах и объеме технического обслуживания, выполнение все более ужесточающихся требо-ваний экологических нормативных актов. Полная реализация технико-экономического потенциала, заложенного в машины, двигатели, станки, трансмиссии, возможна только при непременном использовании для их сма-зывания высококачественных смазочных материалов,

полностью соответст-вующих по всему спектру эксплуатационных свойств условиям их примене-ния. Современные смазочные материалы способны длительно выдерживать высокие механические и термические нагрузки, обеспечивать снижение энергопотребления и защиту от износа, коррозии и образования отложений, нарушающих нормальную работу смазываемого оборудования. Высокие экс-плуатационные свойства масел, смазок, гидрожидкостей достигнуты в боль-шей мере их легированием специальными присадками различного функцио-нального действия.

Варьированием состава базовых компонентов, компози-ций присадок и содержания последних в конечном продукте разработчики смазочных материалов достигают выполнения разнообразных требований к их продукции со стороны машиностроителей, формируют широкий ассорти-мент смазочных материалов с дифференцированными свойствами для реше-ния многообразных, иногда весьма специфических, задач смазывания изде-лий машиностроения. Сегодня формирование требований к физико-химическим и эксплуата-ционным свойствам смазочных материалов

основывается на широко извест-ных и практически применяемых классификациях и спецификациях, в кото-рых важнейшие характеристики смазочных материалов заданы в виде ре-зультатов испытаний по известным (в большинстве случаев стандартизован-ным) методам. Это позволяет всем заинтересованным сторонам (изготовите-лям смазочных материалов, машиностроителям, потребителям их продукции) обмениваться достаточно полной и единообразно понимаемой информацией о свойствах смазочных материалов, целесообразном их использовании.

Смазочно-охлаждающие жидкости и нефтяные масла Масла нефтяные, смеси высокомолекулярных углеводородов, получае-мые из нефти и применяемые в основном в качестве смазочных материалов. масла нефтяные используются также как гидравлические и смазочно-охлаждающие жидкости, электроизоляционные среды, поверхностно-активные вещества, мягчители, компоненты пластичных смазок, лекарствен-ных препаратов и др. Существует две основные системы классификации мас-ла нефтяные: по способу их производства и по областям

применения. По способу производства масла нефтяные делят на дистиллятные, получаемые вакуумной перегонкой мазутов; остаточные, получаемые из деасфальтизиро-ванных масляных гудронов, и компаундированные - подобранные по вязко-сти и другим показателям смеси дистиллятных и остаточных масел. Современные процессы производства (включающие вакуумную пере-гонку, деасфальтизацию, селективную очистку, депарафинизацию, контакт-ную или гидродоочистку) обеспечивают достаточно полное извлечение мас-ляных

фракций из нефти, необходимую их очистку и требуемые физико-химические свойства; при этом качество масел зависит от химического со-става и свойств исходной нефти. Перспективные, каталитические процессы получения масел (гидрокрекинг, гидроизомеризация, алкилирование, поли-меризация и другие) позволяют получать масла заданных химического соста-ва и свойств, с более высоким выходом из перерабатываемого сырья. Для производства масла нефтяные в

СССР используются в основном сернистые нефти Урало-Волжского района (ромашкинская, мухановская, туймазинская и другие) и нефти Западной Сибири (усть-балыкская, самотлорская и дру-гие). Эти нефти по своему химическому составу и свойствам (см. Нефть) обеспечивают получение масел с высокими эксплуатационными качествами.

Перспективной для производства масел является также мангышлакская нефть. По областям применения масла нефтяные разделяются на моторные масла, реактивные масла, трансмиссионные масла, индустриальные масла, цилиндровые масла (для паровых машин), электроизоляционные масла, тех-нологические масла и так называемые белые масла, используемые в медици-не и парфюмерии. Первые 5 из перечисленных групп относятся к смазочным маслам, остальные - к несмазочным маслам.

Для каждого вида масел разработан и строго нормируется стандартами перечень физико-химических свойств, зависящий от условий использования. Существует, однако, ряд характеристик, относящихся практически ко всем масла нефтяные Это прежде всего вязкость (или внутреннее трение), изме-ряемая обычно при температурах 50 и 100 °С. Диапазон колебания вязкостей товарных масел очень велик - от 2,0 - 2,5 сст (1 сст = 10-6 м2/сек) при 100 °С у лёгких индустриальных масел до 60 -

70 сст у тяжёлых цилиндровых. Для масел, используемых в арктических условиях ("северные масла"), вязкость определяется также и при отрицательных температурах, -40 °С и ниже; важ-ным показателем для них является так называемый индекс вязкости, характе-ризующий температурную зависимость вязкости. Температура застывания масла нефтяные может быть от 17 °С у тяжёлых цилиндровых до минус 45-60 °С у некоторых моторных и индустриальных. Эту характеристику следует учитывать при выборе условий транспортировки,

хранения и использования смазочных продуктов. Допустимый высокотемпературный предел использо-вания масла нефтяные косвенно характеризуется температурой вспышки. Важный показатель для масла нефтяные - фракционный состав, однако для подавляющего большинства масла нефтяные, в том числе моторных, он тех-ническими стандартами не нормируется. Основным показателем электроизо-ляционных масел являются высокие диэлектрические свойства, характери-

зуемые прежде всего тангенсом угла диэлектрических потерь. Большинство масла нефтяные должно обладать также малой зольно-стью, высокой стойкостью к окислению. Эти показатели связаны с противо-износными, антинагарными и коррозионными свойствами масел. Для использования в современных двигателях и машинах с высокими скоростями, нагрузками и температурами масла нефтяные необходимо леги-ровать различными добавками, присадками, улучшающими эксплуатацион-ные

качества масел (понижающими температуру застывания, повышающими противоизносные и диспергирующие свойства и так далее). Практически все товарные масла содержат присадки или их композиции в количестве от 0,5-1,0 до 25 % и более. В ряде случаев вместо масла нефтяные используются синтетические масла, имеющие более высокие технические характеристики. Классификация нефтяных масел и область их применения Международная электротехническая комиссия (МЭК) разработала стандарт (Публикация 296) “Спецификация

на свежие нефтяные изоляцион-ные масла для трансформаторов и выключателей”. Стандарт предусматрива-ет три класса трансформаторных масел: I - для южных районов (с температу-рой застывания не выше -30°С), II -для северных районов (с температурой за-стывания не выше -45°С), III -для арктических районов (с температурой за-стывания не выше -60°С).

Буква А в обозначении класса указывает па то, что масло содержит ингибитор окисления, отсутствие буквы означает, что масло не ингибировано. Компрессорные масла общего назначения Марка (ГОСТ; ТУ) Область применения КС-19(ГОСТ 9243-75) Предназначено для смазывания поршневых компрессоров среднего и высокого давления. К-19(ГОСТ 1861-73) Предназначено для смазывания поршневых компрессоров среднего и высокого давления

технологических установок, где требуются масла с низким содержанием серы. КС-19п(ТУ 38.4011055-97) Предназначено для смазывания поршневых компрессоров среднего и высокого давления. Содержит антиокислительную присадку ионол, что позволяет увеличить срок до замены масла. К2-24(ТУ 38.401-58-43-92) Применяют для смазывания многоступенчатых поршневых компрессо-ров высокого давления, в том числе компрессоров воздухоразделитель-ных установок.

К4-20(ТУ 38.101759-78) Пpeднaзнaчeню для смазывания поршневых корабельных воздушных компрессоров высокого давления с единой системой смазки цилиндров и механизма движения. КЗ-20(ТУ 38.401700-88) Предназначено для смазывания теплонапряженных поршневых ком-прессоров высокого давления. КЗ-10(ТУ 38.401724-88) Предназначено для смазывания поршневых компрессоров с температу-рой нагнетания до 200°С, а также ротационных компрессоров.

Кп-8с(ТУ 38.1011296-90) Для турбокомпрессоров и винтовых компрессоров, перекачивающих воздух, азот, аммиак и другие газы. Масла для компрессоров холодильных машин Марка (ГОСТ; ТУ) Область применения ХА-30(ГОСТ 5546-86) Минеральное масло для компрессоров холодильных машин. Не допус-кает хлопьеобразования (выпадение хлопьев парафина в осадок) в рас-творе хладона

R-12 при температуре не ниже 40°С, в R-22 не ниже 60°С, Рекомендуемый холодильный агент - аммиак. ХФ12-16(ГОСТ 5546-86) Минеральное масло для компрессоров холодильных машин. Не допус-кает хлопьеобразования (выпадение хлопьев парафина в осадок) в рас-творе хладона R-12 при температуре не ниже 50°С, в R-22 не ниже 10°С.

Рекомендуемый холодильный агент - R-12. ХФ22-24(ГОСТ 5546-86) Минеральное масло для компрессоров холодильных машин. Не допус-кает хлопьеобразования (выпадение хлопьев парафина в осадок) в рас-творе хладона R-12 при температуре не ниже 44°С, в R-22 не ниже 15°С. Рекомендуемый холодильный агент - R-22 ХФ22с-16(ГОСТ 5546-86)

Синтетическое масло для компрессоров холодильных машин. Не до-пускает хлопьеобразования (выпадение хлопьев парафина в осадок) в растворе хладона R-12 при температуре не ниже 70°С, в R-22 не образу-ется. Рекомендуемый холодильный агент - R-22. Турбинные масла Марка (ГОСТ; ТУ) Область применения Тп-22с(ТУ 38.101821-83)

Предназначено для высокооборотных паровых турбин, а также центро-бежных и турбокомпрессоров в тех случаях, когда вязкость масла обес-печивает необходимые противоизносные свойства. Является наиболее распространенным турбинным маслом. Тп-22Б(ТУ 38.401-58-48-92) По сравнению с маслом Тп-22с обладает усиленными антиокислитель-ными свойствами, большим сроком службы, меньшей склонностью к осадкообразованию при работе в оборудовании.

Не имеет заменителей среди отечественных сортов турбинных масел при применении в турбо-компрессорах крупных производств аммиака. Тп-30(ГОСТ 9972-74) Применяют для гидротурбин, некоторых турбо- и центробежных ком-прессоров. Тп-46(ГОСТ 9972-74) Для судовых паросиловых установок с тяжелонагруженными редукто-рами и вспомогательных механизмов. Трансформаторные масла Марка (ГОСТ; ТУ) Область применения Т-1500(ГОСТ 982-80)

Рекомендовано к применению в электрооборудовании напряжением до 1500кВ и выше. Обладает улучшенной стабильностью против окисле-ния, 6 имеет невысокое содержание сернистых соединений, низкое зна-чение тангенса угла диэлектрических потерь. ГК(ТУ 38.101025-85) Рекомендовано к применению в электрооборудовании высших классов напряжения (свыше 1500кВ). Удовлетворяет требованиям стандарта МЭК 296 к маслам класса

ПА. ВГ(ТУ 38.401978-98) Рекомендовано к применению в электрооборудовании высших классов напряжения (свыше 1500кВ). Удовлетворяет требованиям стандарта МЭК 296 к маслам класса ПА. Масло селективной очистки(ГОСТ 10121-76) Рекомендуемая область применения - оборудование напряжением до 220кВ включительно. ТКп(ТУ 38.401-58-49-92) Рекомендуемая область применения - оборудование напряжением до 500кВ включительно. Показатели пробивного напряжения в зависимости от рабочего напря-жения оборудования

должны быть равны (кВ): Рабочее напряжение оборудования Пробивное напряжение масла (кВ) До 15 (вкл.) 30 Св. 15 до 35 (вкл.) 35 От 60 до 150 (вкл.) 55 От 220 до 500 (вкл.) 60 750 65 Трансформаторные масла Трансформаторные масла применяют для заливки силовых и измери-тельных трансформаторов, реакторного оборудования, а также масляных вы-ключателей.

В последних аппаратах масла выполняют функции дугогасящей среды. Общие требования и свойства. Электроизоляционные свойства масел определяются в основном тангенсом угла диэлектрических потерь. Диэлек-трическая прочность трансформаторных масел в основном определяется на-личием волокон и воды, поэтому механические примеси и вода в маслах должны полностью отсутствовать. Низкая температура застывания масел (-45 °С и ниже) необходима для сохранения их подвижности в условиях

низких температур. Для обеспечения эффективного отвода тепла трансформаторные масла должны обладать наименьшей вязкостью при температуре вспышки не ниже 95, 125, 135 и 150 °С для разных марок. Наиболее важное свойство трансформаторных масел - стабильность против окисления, т. е. способность масла сохранять параметры при дли-тельной работе. В России все сорта применяемых трансформаторных масел ингибированы антиокислительной присадкой -

2,6-дитретичным бутилпарак-резолом (известным также под названиями ионол, агидол-1 и др.). Эффек-тивность присадки основана на ее способности взаимодействовать с актив-ными пероксидными радикалами, которые образуются при цепной реакции окисления углеводородов и являются основными ее носителями. Трансфор-маторные масла, ингибированные ионолом, окисляются, как правило, с ярко выраженным индукционным периодом. В первый период масла, восприимчивые к присадкам, окисляются крайне медленно, так как все

зарождающиеся в объеме масла цепи окисления обрываются ингибитором окисления. После истощения присадки масло окисляется со скоростью, близкой к скорости окисления базового масла. Действие присадки тем эффективнее, чем длительнее индукционный период окисления масла, и эта эффективность зависит от углеводородного состава масла и наличия примесей неуглеводородных соединений, промотирующих окисление масла (азотистых оснований, нафтеновых кислот, кислородсодер-жащих продуктов окисления масла).

На рисунке показана зависимость длительности индукционного перио-да окисления трансформаторного масла при одной и той же концентрации присадки от содержания в нем ароматических углеводородов. Окисление проводилось в аппарате, регистрирующем количество поглощаемого маслом кислорода при 130 °С в присутствии катализатора (медной проволоки) в ко-личестве 1 см2 поверхности на 1 г масла с окисляющим газом (кислородом) в статических условиях. Происходящее при очистке нефтяных дистиллятов снижение содержания

ароматических углеводородов, как и удаление неугле-водородных включений, повышает стабильность ингибированного ионолом трансформаторного масла. Международная электротехническая комиссия разработала стандарт (Публикация 296) "Спецификация на свежие нефтяные изоляционные масла для трансформаторов и выключателей". Стандарт предусматривает три клас-са трансформаторных масел:I - для южных районов (с температурой застыва-ния не выше -30 °С),

II - для северных районов (с температурой застывания не выше -45 °С), III - для арктических районов (с температурой застывания -60 °С). Буква А в обозначении класса указывает на то, что масло содержит ин-гибитор окисления, отсутствие буквы означает, что масло не ингибировано. Трансформаторные масла работают в сравнительно "мягких" условиях. Температура верхних слоев масла в трансформаторах при кратковременных перегрузках не должна

превышать 95 °С. Многие трансформаторы оборудо-ваны пленочными диафрагмами или азотной защитой, изолирующими масло от кислорода воздуха. Образующиеся при окислении некоторые продукты (например, гидроперекиси, мыла металлов) являются сильными промоторами окисления масла. При удалении продуктов окисления срок службы масла увеличивается во много раз. Этой цели служат адсорберы, заполненные си-ликагелем, подключаемые к трансформаторам при эксплуатации.

Срок служ-бы трансформаторных масел в значительной мере зависит также от исполь-зования в оборудовании материалов, совместимых с маслом, т. е. не уско-ряющих его старение и не содержащих нежелательных примесей. Для высо-кокачественных сортов трансформаторных масел срок службы без замены может составлять 20-25 лет и более. Перед заполнением электроаппаратов масло подвергают глубокой тер-мовакуумной обработке. Согласно действующему РД 34.45-51.300-97 "Объем и нормы испытаний электрооборудования" концентрация

воздуха в масле, заливаемом в трансформаторы с пленочной или азотной защитой, герметич-ные вводы и герметичные измерительные трансформаторы не должна пре-вышать 0,5 % (при определении методом газовой хроматографии), а содер-жание воды 0,001 % (мас. доля). В силовые трансформаторы без пленочной защиты и негерметичные вводы допускается заливать масло с содержанием воды 0,0025 % (мас. доля). Содержание механических примесей, определяе-мое как класс чистоты, не должно быть хуже 11-го для оборудования

напря-жением до 220 кВ и хуже 9-го для оборудования напряжением выше 220 кВ. При этом показатели пробивного напряжения в зависимости от рабочего на-пряжения оборудования должны быть равны (кВ): Рабочее напряжение оборудования Пробивное напряжение масла До 15 (вкл.) 30 Св. 15 до 35 (вкл.) 35 От 60 до 150 (вкл.) 55 От 220 до 500 (вкл.) 60 750 65 Непосредственно после заливки масла в оборудование допустимые значения

пробивного напряжения на 5 кВ ниже, чем у масла до заливки. До-пускается ухудшение класса чистоты на единицу и увеличение содержания воздуха на 0,5 %. В этом же РД указаны значения показателей масла, по которым состоя-ние эксплуатационного масла оценивается как нормальное. При превышении этих значений должны быть приняты меры по восстановлению масла или устранению причины ухудшения показателя. Помимо этого даны значения показателей, при которых масло подле-жит замене.

В табл. 5.4 приведены требования к эксплуатационным маслам. Сорбенты в термосифонных и адсорбционных фильтрах трансформаторов согласно РД 34.20.501-95 "Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации" следует заменять в трансформато-рах мощностью свыше 630 кВ•А при кислотном числе масла более 0,1 мг КОН/г, а также при появлении в масле растворенного шлама, водораствори-мых

кислот и (или) повышении тангенса угла диэлектрических потерь выше эксплуатационной нормы. В трансформаторах мощностью до 630 кВ•А ад-сорбенты в фильтрах заменяют во время ремонта или при эксплуатации при ухудшении характеристик твердой изоляции. Содержание влаги в сорбенте перед загрузкой в фильтры не должно превышать 0,5 %. Ассортимент трансформаторных масел. Нефтеперерабатывающая про-мышленность выпускает несколько сортов трансформаторных масел (табли-ца).

Они различаются по используемому сырью и способу получения. Масло ТКп (ТУ 38.101890-81) вырабатывают из малосернистых нафте-новых нефтей методом кислотно-щелочной очистки. Содержит присадку ио-нол. Рекомендуемая область применения - оборудование напряжением до 500 кВ включительно. Масло селективной очистки (ГОСТ 10121-76) производят из сернистых парафинистых нефтей методом фенольной очистки с последующей низко-температурной депарафинизацией; содержит присадку ионол.

Рекомендуе-мая область применения - оборудование напряжением до 220 кВ включи-тельно. Масло Т-1500У (ТУ 38.401-58-107-97) вырабатывают из сернистых па-рафинистых нефтей с использованием процессов селективной очистки и гид-рирования. Содержит присадку ионол. Обладает улучшенной стабильностью против окисления, имеет невысокое содержание сернистых соединений, низ-кое значение тангенса угла диэлектрических потерь.

Рекомендовано к при-менению в электрооборудовании напряжением до 500 кВ и выше. Масло ГК (ТУ 38.1011025-85) вырабатывают из сернистых парафини-стых нефтей с использованием процесса гидрокрекинга. Содержит присадку ионол. Полностью удовлетворяет требованиям стандарта МЭК 296 к маслам класса IIА. Обладает хорошими диэлектрическими свойствами, высокой ста-бильностью против окисления и рекомендовано к применению в электрообо-рудовании высших классов напряжении.

Масло ВГ (ТУ 38.401978-98) вырабатывают из парафинистых нефтей с применением гидрокаталитических процессов. Содержит присадку ионол. Удовлетворяет требованиям стандарта МЭК 296 к маслам класса IIА. Обла-дает хорошими диэлектрическими свойствами, высокой стабильностью про-тив окисления и рекомендовано к применению в электрооборудовании выс-ших классов напряжений. Масло АГК (ТУ 38.1011271-89) вырабатывают из парафинистых неф-тей с применением гидрокаталитических

процессов. Содержит присадку ио-нол. По низкотемпературной вязкости и температуре вспышки является про-межуточным между маслами классов IIА и IIIА стандарта МЭК 296. Облада-ет хорошими диэлектрическими свойствами, высокой стабильностью против окисления. Предназначено для применения в трансформаторах арктического исполнения. Масло МВТ (ТУ 38.401927-92) вырабатывают из парафинистых нефтей с применением гидрокаталитических процессов.

Содержит присадку ионол. Удовлетворяет требованиям стандарта МЭК 296 к маслам класса IIIА. Обла-дает уникальными низкотемпературными свойствами, низким тангенсом угла диэлектрических потерь и высокой стабильностью против окисления. Реко-мендовано к применению в масляных выключателях и трансформаторах арк-тического исполнения. Заключение Сегодня формирование требований к физико-химическим и эксплуата-ционным свойствам нефтяных

масел основывается на широко известных и практически применяемых классификациях и спецификациях, в которых важнейшие характеристики нефтяных масел заданы в виде результатов ис-пытаний по известным (в большинстве случаев стандартизованным) мето-дам. Это позволяет всем заинтересованным сторонам (изготовителям сма-зочных материалов, машиностроителям, потребителям их продукции) обме-ниваться достаточно полной и единообразно понимаемой информацией о свойствах нефтяных масел, целесообразном их использовании.