DE1015566B

DE1015566B - Method of lubricating marine diesel engines

Info

Publication number: DE1015566B
Application number: DEE11627A
Authority: DE
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1954-12-20
Filing date: 1955-12-02
Publication date: 1957-09-12
Also published as: GB783033A; NL102647C

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmieren von Schiffsdieselmaschinen.The invention relates to a method for lubricating marine diesel engines.

Es ist bekannt, daß sich in Schmierölen verschiedene saure Verunreinigungen ansammeln, die zur Korrosion der verschiedensten mit dem Schmieröl in Berührung kommenden Metallteile führen. Ein besonderes Problem tritt gegenwärtig in dieser Beziehung bei Schiffsdieselmaschinen auf, bei denen aus wirtschaftlichen Gründen die üblichen Dieseltreibstoffe durch schwere Heizöle, wie Bunkerheizöl, ersetzt werden. Obwohl diese schweren Heizöle verhältnismäßig billig sind, enthalten sie große Mengen Schwefel, z. B. 1 bis 4 Gewichtsprozent. Bei der Verbrennung dieser schweren, schwefelreichen Heizöle in Schiffsdieselmaschinen bilden sich Oxyde des Schwefels, die mit dem sich ebenfalls bei dem VerbrennungsVorgang bildenden Wasser reagieren, wobei starke Säuren entstehen. Diese Säuren wirken korrodierend und werden von dem Schmieröl durch das gesamte Schmiersystem der Schiffsmaschine mitgenommen.It is known that various acidic impurities that cause corrosion are accumulated in lubricating oils the various metal parts that come into contact with the lubricating oil. A particular problem currently occurs in this regard in marine diesel engines, where for economic reasons the usual diesel fuels are replaced by heavy fuel oils such as bunker fuel oil. Although this serious Heating oils are relatively cheap, they contain large amounts of sulfur, e.g. B. 1 to 4 percent by weight. In the When these heavy, sulfur-rich heating oils are burned in marine diesel engines, sulfur oxides are formed, which react with the water that is also formed during the combustion process, producing strong acids. These acids are corrosive and are carried by the lubricating oil through the entire lubrication system taken by the ship's engine.

Eines der Schmiersysteme in diesen Schiffsdieselmaschinen ist das Lagerschmiersystem der Maschine, dessen Schmieröle die Lager, wie z. B. die Pleuelstangenlager, die Kurbelwellenlager u. dgl., schmiert und auch mit den Pleuelstangen und den Kurbelwellen in Berührung kommt. Die Gegenwart von Säuren im Lager-Schmieröl führt zu starker Abnutzung und Korrosion dieser wichtigen Maschinenteile. Man hat zwar bereits korrosionsinhibierende Zusätze zur Herabsetzung der Korrosion in Schmierölsystemen vorgeschlagen; die Verwendung solcher Zusätze in den Schmiersystemen von Schiffsdieselmaschinen, bei denen fortlaufend eine erhebliche Menge korrodierender Säuren von außen her in das Schmieröl eingeführt wird, hat sich jedoch als unwirksam erwiesen.One of the lubrication systems in these marine diesel engines is the machine's bearing lubrication system, whose lubricating oils the bearings, such. B. the connecting rod bearings, the crankshaft bearings and the like., Lubricates and also comes into contact with the connecting rods and the crankshafts. The presence of acids in the bearing lubricating oil leads to severe wear and tear and corrosion of these important machine parts. You already have Proposed corrosion-inhibiting additives to reduce corrosion in lubricating oil systems; the usage such additives in the lubrication systems of marine diesel engines, which continuously have a significant However, the amount of corrosive acids externally introduced into the lubricating oil has been found to be ineffective proven.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Schmieren von Schiffsdieselmaschinen, bei denen in an sich bekannter Weise ein Teil des Schmieröles periodisch oder fortlaufend aus dem System zwecks Abführung der angehäuften Verunreinigungen, wie Wasser, Schlamm, Harze usw., abgezogen und das durch Zentrifugieren von Verunreinigungen gereinigte Öl in das Schmiersystem zurückgeleitet wird. Schiffsdieselmaschinen sind mit einer Einrichtung zum Abziehen eines Teiles des Schmieröles (einschließlich der obenerwähnten Verunreinigungen und von Wasser-Öl-Emulsionen) aus dem Kurbelkastensumpf und zum Zentrifugieren dieses Öles zwecks Abscheidung von Wasser und anderen Verunreinigungen ausgestattet. Diese Schiffsdieselmaschinen sind auch mit einem zweiten Schmiersystem ausgestattet, welches die Zylinder des Dieselmotors schmiert. Dieses letztere System ist zu unterscheiden von dem Schmierölsystem, welches die Maschinenlager schmiert und welches den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet.The invention now relates to a method of lubrication of marine diesel engines, in which part of the lubricating oil is periodic or continuous in a manner known per se from the system to remove accumulated impurities such as water, sludge, Resins, etc., withdrawn and the oil, purified from impurities by centrifugation, into the lubrication system is returned. Marine diesel engines are equipped with a device for drawing off some of the lubricating oil (including the above-mentioned impurities and water-oil emulsions) from the crankcase sump and equipped to centrifuge this oil to remove water and other contaminants. These marine diesel engines are also equipped with a second lubrication system that controls the cylinders of the Diesel engine lubricates. This latter system is to be distinguished from the lubricating oil system, which the Lubricates machine bearings and which forms the subject of the present invention.

Die Erfindung besteht darin, daß man dem Schmieröl Verfahren zum Schmieren
von SchiffsdieselmaschinenThe invention consists in the lubricating oil being given a method of lubricating
of marine diesel engines

Anmelder:Applicant:

Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N. J. (V. St. A.)Esso Research and Engineering Company, Elizabeth, N.J. (V. St. A.)

Vertreter: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,Representative: E. Maemecke, Berlin-Lichterfelde West,

und Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,and Dr. W. Kühl, Hamburg 36, Esplanade 36 a,

PatentanwältePatent attorneys

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Dezember 1954Claimed priority:
V. St. v. America December 20, 1954

im Kurbelkasten eine wäßrige Lösung eines alkalischen Alkaliphosphats in solcher Menge zusetzt, daß der p_H-Wert des Schmieröles 5 bis 11 beträgt, und die wäßrige Salzlösung darauf zusammen mit den Verunreinigungen aus dem Kurbelkasten durch Zentrifugieren entfernt.an alkaline alkali metal phosphate is added in the crankcase, an aqueous solution in such an amount that the _pH value of the lubricating oil is from 5 to 11 and the aqueous salt solution thereon is removed together with the impurities from the crankcase by centrifugation.

Die Menge des anzuwendenden Alkaliphosphats soll ausreichen, um die Metallkorrosion herabzusetzen. Allgemein wurde gefunden, daß eine ausreichende Menge des Salzes zugesetzt werden muß, um das p_H des Öles im Bereich von etwa 5 bis 11, insbesondere von etwa 6 bis 8, zu halten, um die Korrosion erheblich herabzusetzen. DasbevorzugteSalz istTrinatriumorthophosphat,Na₃ P O₄.The amount of alkali metal phosphate to be used should be sufficient to reduce metal corrosion. In general it was found that a sufficient amount of salt must be added to maintain the p _H of the oil in the range of about 5 to 11, in particular from about 6 to 8 to substantially reduce the corrosion. The preferred salt is trisodium orthophosphate, Na ₃ PO ₄ .

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, die, teilweise im Schnitt, das Lagerschmiersystem einer typischen Schiff sdieselmaschine schematisch darstellt, welches mit einer Vorrichtung zur Ausführung einer Form der Erfindung versehen ist.For a better understanding of the invention, reference is made to the drawing, which, partially in section, the Bearing lubrication system of a typical ship sdiesel engine is shown schematically, which with a device for Implementation of a form of the invention is provided.

Die Schiffsdieselmaschine 10 ist mit einem Lagerschmierölkurbelkasten 11 ausgestattet, in welchem sich das von den verschiedenen Lagern der Dieselmaschine, wie z. B. den Hauptlagern, den Pleuelstangenlagern, den Kurbelwellenlagern u. dgl., ablaufende Schmieröl ansammelt. Das in den Kurbelkasten 11 ablaufende Lagerschmieröl läuft abwärts nach links über die schräge Bodenfläche 12 und gelangt in den Ölsumpf 13. Während des Betriebes der Maschine 10 befindet sich in dem unteren Teil 14 des Sumpfes 13 Öl mit einem oberen Spiegel 15. Die Pumpe 20 pumpt fortlaufend Öl aus dem Sumpf 13 durch Leitung 21 und 22 in den Ölkühler 23, wo das Schmieröl durch ein Kühlmittel, wie z. B. Wasser, welches durch Leitung 24 ein- und durch Leitung 25 austritt, inThe marine diesel engine 10 is provided with a bearing oil crankcase 11, in which the different bearings of the diesel engine, such as B. the main bearings, the connecting rod bearings, the crankshaft bearings and the like, draining lubricating oil accumulates. The bearing lubricating oil running off into the crankcase 11 runs downwards to the left over the incline Floor surface 12 and enters the oil sump 13. During operation of the machine 10 is located in the lower Part 14 of the sump 13 oil with an upper mirror 15. The pump 20 continuously pumps oil from the sump 13 through lines 21 and 22 in the oil cooler 23, where the lubricating oil by a coolant, such as. B. water, which enters through line 24 and exits through line 25, in

709 696/300709 696/300

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indirektem Wärmeaustausch gekühlt wird. Das gekühlte wie z. B. durch Messung der Säurezahl oder der Basizitäts-indirect heat exchange is cooled. The cooled like z. B. by measuring the acid number or the basicity

Öl strömt durch Leitung 26 in das Lagerschmieröl- zahl, anwenden. Diese Bestimmungen (p_H, BasizitätszahlOil flows through line 26 into the bearing oil number, apply. These determinations (p _H , basicity number

verteilungssystem 27, wo es mittels kleiner Zuführungs- und Säurezahl) können nach der ASTM-PrüfnormD 664-52distribution system 27, where there is a small supply and acid number) according to the ASTM test standard D 664-52

leitungen, wie z. B. 30,31,32,33,34 und 35, den einzelnen ausgeführt werden.lines, such as B. 30,31,32,33,34 and 35, the individual are carried out.

Maschinenlagern zugeleitet wird. 5 Das p_H kann fortlaufend oder in ZeitabständenMachine bearings is fed. 5 The p _H can be continuous or at time intervals

Im allgemeinen wird vom Boden des Sumpfes 13 eine bestimmt werden. Bestimmt man das p_H periodisch, soIn general, one will be determined from the bottom of the sump 13. If the p _{H is determined} periodically, then

geringe Menge Öl kontinuierlich über Leitung 41 durch wird die Bestimmung vorzugsweise täglich ausgeführt.small amount of oil continuously through line 41, the determination is preferably carried out daily.

Pumpe 40 abgezogen. Dieses Öl enthält Wasser, Öl-Wasser- Es kann auch von Vorteil sein, den Zusatz der wäßrigenPump 40 withdrawn. This oil contains water, oil-water. It can also be advantageous to add the aqueous

Emulsionen, Schlamm und andere Verunreinigungen, die Salzlösung zu dem Kurbelkasten selbsttätig zu regeln, während des in der Maschine 10 stattfindenden Ver- io Zu diesem Zwecke kann das Ventil 52 durch einen z. B.Emulsions, sludge and other impurities to automatically regulate the salt solution to the crankcase, during the process taking place in the machine 10. For this purpose, the valve 52 can B.

brennungsvorganges in das Öl gelangt sind und sich im in die Leitung 26 fest eingebauten p_H-Messer derartcombustion process have passed into the oil and in the p _H knife built into the line 26 in such a way

unteren Teil des Sumpfes 13 abgesetzt haben. Das durch gesteuert werden, daß das Ventil 52 geöffnet wird undhave deposited the lower part of the sump 13. That can be controlled by that the valve 52 is opened and

Pumpe 40 abgezogene Öl gelangt durch Leitung 42 in wäßrige Salzlösung in den Kurbelkasten 11 einfließenOil withdrawn from pump 40 flows into crankcase 11 through line 42 in aqueous saline solution

eine Zentrifuge 43, wo die Verunreinigungen aus dem läßt, sobald das p_H des Ölstromes in der Leitung 26 unter Schmieröl abgeschieden werden. Diese Verunreinigungen 15 den gewählten Wert, wie z. B. 6,0, fällt. Im allgemeinena centrifuge 43, where the impurities can be from when the p _H of the oil flow are deposited in the line 26 under lubricating oil. These impurities 15 the selected value, such as. B. 6.0, falls. In general

werden durch Leitung 44 abgeführt, während das ge- wird die Menge des zuzusetzenden Natriumphosphats imare discharged through line 44, while the amount of sodium phosphate to be added is im

reinigte Schmieröl durch Leitung 45 in den Sumpf 13 Bereich von 6 bis 600 g Na₃PO₄/Tag/m³ öl in dempurified lubricating oil through line 45 in the sump 13 range from 6 to 600 g Na ₃ PO ₄ / day / m ³ oil in the

zurückgeführt wird. Schmiersystem liegen.is returned. Lubrication system.

Erfindungsgemäß wird dem Schmieröl eine wäßrige Nachdem die wäßrige Salzlösung durch den Kurbel-Lösung eines Alkaliphosphats in ausreichender Menge 20 kasten 11 und das Öl in dem Sumpf 13 hindurchgelaufenAccording to the invention, the lubricating oil becomes an aqueous after the aqueous salt solution by the crank solution an alkali metal phosphate in a sufficient amount 20 box 11 and the oil in the sump 13 passed through

zugesetzt, um die Metallkorrosion herabzusetzen oder zu ist, hat sie aus dem Öl eine gewisse Menge der darinadded to reduce or to reduce metal corrosion, it has a certain amount of it in the oil

verhindern. Dies erfolgt mittels des Tanks 50, der enthaltenen Säuren entfernt und wird nunmehr als ver-impede. This is done by means of the tank 50, which removes the acids it contains and is now used as a

Leitung51 und des Ventils 52. In dem Vorratstank 50 brauchte wäßrige Salzlösung bezeichnet. Es wird jedochLine 51 and valve 52. In the storage tank 50 required aqueous saline solution. It will, however

befindet sich ein Vorrat der wäßrigen Salzlösung (Alkali- bemerkt, daß der Ausdruck «verbrauchte wäßrige Salzphosphatlösung). Durch Öffnen des Ventils 52 in der 25 lösung«· sich auf diejenigen Lösungen bezieht, die mit demthere is a supply of the aqueous salt solution (alkali notes that the expression "used aqueous salt phosphate solution"). By opening the valve 52 in the 25 solution «· refers to those solutions that come with the

Leitung 51 läßt man die wäßrige Salzlösung in den Kurbel- Öl in Berührung getreten sind und saure BestandteileLine 51 allows the aqueous saline solution to have come into contact with the crank oil and acidic components

kasten 11 fließen. Gewünschtenfalls kann die wäßrige daraus entfernt haben. Der Ausdruck umfaßt daher nichtbox 11 flow. If desired, the aqueous can have been removed therefrom. The term therefore does not include

Salzlösung in dem Tank 50 hergestellt werden, indem man nur Lösungen, die bezüglich ihrer Fähigkeit, weitere saureSaline solution in the tank 50 can be prepared by adding only solutions that are related to their ability to be more acidic

einfach das Alkaliphosphat mit einer zur vollständigen Bestandteile aus dem Öl zu entfernen, vollständig er-Lösung des Salzes ausreichenden Menge Wasser mischt. 30 schöpft oder aufgebraucht sind, sondern auch solchesimply removing the alkali phosphate from the oil with a completely constituent, complete er solution of the salt mixes a sufficient amount of water. 30 are exhausted or used up, but also such

Vorzugsweise stellt man eine gesättigte Salzlösung her. Lösungen, die in dieser Beziehung nur teilweise erschöpftIt is preferred to prepare a saturated salt solution. Solutions that are only partially exhausted in this regard

Die erfindungsgemäß zu verwendenden Alkaliphosphate sind.The alkali metal phosphates to be used according to the invention are.

werden im einzelnen nachstehend erörtert. Die verbrauchte wäßrige Salzlösung sammelt sich am Die durch Leitung 51 in den Kurbelkasten 11 ein- Boden des Sumpfes 13 zusammen mit anderen Verungeführte wäßrige Salzlösung fließt abwärts und nach links 35 reinigungen, wie Wasser und Schlamm, die sich bei dem über den Boden 12, wobei sie mit dem aus den Lagern Verbrennungsvorgang in der Maschine 10 gebildet haben, der Maschine 10 ablaufenden Öl in Berührung kommt, Die verbrauchte wäßrige Salzlösung wird daher zusammen und gelangt durch den unteren Teil 14 auf den Boden des mit diesen anderen Verunreinigungen vom Boden des Sumpfes 13. Es hat sich herausgestellt, daß auf diese Sumpfes 13 über Leitung 41 durch Pumpe 40 abgezogen Weise ein ausreichender Kontakt zwischen dem Schmieröl 4° und durch Leitung 42 der Zentrifuge 43 zugeführt. Die und der wäßrigen Salzlösung zustande kommt, um so viel verbrauchte wäßrige Salzlösung wird in der Zentrifuge 43 Säure aus dem Schmieröl zu entfernen, daß dadurch die zusammen mit den anderen Verunreinigungen von dem Korrosion in dem gesamten Lagerschmiersystem der Schmieröl getrennt und durch Leitung 44 aus dem Dieselmaschine 10 verhindert oder doch wenigstens er- Schmiersystem entfernt, während das gereinigte Schmieröl heblich herabgesetzt wird. Im allgemeinen setzt man die 45 durch Leitung 45 in den Sumpf 13 des Schmiersystems wäßrige Salzlösung in bestimmten Zeitabständen, z. B. zurückgelangt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren einmal am Tage, zu. Gegebenenfalls kann man die Lösung werden daher die korrosiven Säuren, die sich besonders jedoch auch kontinuierlich zusetzen. Ungeachtet der Art in der Schiffsdieselmaschine 10 bei der Verbrennung des Zusatzes der wäßrigen Salzlösung zu dem Öl ist es schwefelhaltiger Treibstoffe bilden, in wirksamer Weise wesentlich, daß man eine ausreichende Menge der 5° aus dem Lagerschmiersystem entfernt, und diese Entwäßrigen Salzlösung zusetzt, um das p_H des Öles min- fernung findet ohne Ansammlung irgendwelcher Salze in destens oberhalb 4,0 zu halten. Es wurde gefunden, daß dem Schmiersystem statt, so daß der Betrieb der Schiffsbei einem p_H unterhalb 4,0 eine erhebliche Korrosion von dieselmaschine 10 nicht durch die Anwesenheit unlöslicher Lagern, wie z. B. Pleuelstangenlagern, Kurbelwellen- Salze in dem Lagerschmieröl behindert wird, lagern u. dgl., und auch eine Korrosion der Kurbelwellen, 55 Die für die Zwecke der Erfindung geeigneten Salze sind Pleuelstangen usw. auftritt, daß diese Korrosion jedoch allgemein alkalische Alkaliphosphate. Diese Salze sind erheblich herabgesetzt wird, wenn man das p_H des Öles verhältnismäßig wasserlöslich und ölunlöslich und lassen im Bereich von etwa 5 bis 11, insbesondere im Bereich von sich daher leicht aus dem Lagerschmieröl vor seiner etwa 6 bis 8, hält. Die Menge der zuzusetzenden wäßrigen Rückführung zu den Maschinenlagern entfernen. BeSalzlösung läßt sich am besten durch den p_H-Wert des ⁶° vorzugt werden im Rahmen der Erfindung die normalen Öles ausdrücken, da die Menge an Salzlösung, wenn man Alkaliphosphate, d. h. diejenigen Salze, bei denen sämtsie z. B. in Kilogramm Salz/m³/Öl/Tag ausdrückt, von liehe Wasserstoffatome der Säure ersetzt sind. Gevielen Veränderlichen, wie z. B. der Schärfe der Betriebs- wünschtenfalls kann man auch mit alkalischen Alkalibedingungen der Maschine, dem Schwefelgehalt des phosphaten arbeiten, die Wasserstoffatome enthalten; Treibstoffes, der Art des Schmieröles, der Alkalität des ⁶S diese sind jedoch weniger wirksam als die normalen Salze, zugesetzten Salzes usw., abhängt. Das vorteilhafteste Das bevorzugte Alkalimetall ist Natrium, da es wirksamer Verfahren zur Bestimmung der erfindungsgemäß zuzu- ist als die anderen Alkalimetalle. An nächster Stelle setzenden Salzmenge ist daher die Messung des p_H-Wertes kommt Kalium in Betracht. Lithium ist weniger wirksam des Öles. Natürlich kann man auch andere Verfahren zur als Kalium oder Natrium. Das bei dem erfindungsgemäßen Bestimmung der entsprechenden Azidität (oder Alkalität), 7° Verfahren bevorzugte Salz ist Trinatriumorthophosphat,are discussed in detail below. The used aqueous saline solution collects at the bottom of the sump 13 through line 51 in the crankcase 11 along with other contaminated aqueous saline solution flows downward and to the left 35 purifications, such as water and sludge, which are in the over the bottom 12, being they have formed from the combustion process in the engine 10 from the bearings, the engine 10 comes into contact with oil, the used aqueous salt solution is therefore combined and passes through the lower part 14 to the bottom of the with these other impurities from the bottom of the sump 13 It has been found that in this sump 13, withdrawn via line 41 by pump 40, there is sufficient contact between the lubricating oil 4 ° and supplied to the centrifuge 43 through line 42. The and the aqueous salt solution comes about to remove so much used aqueous salt solution is in the centrifuge 43 acid from the lubricating oil that thereby the lubricating oil along with the other impurities from the corrosion in the entire bearing lubrication system is separated and through line 44 from the Diesel engine 10 prevents or at least removes the lubrication system while the cleaned lubricating oil is significantly reduced. In general, the 45 is set through line 45 in the sump 13 of the lubrication system aqueous saline solution at certain time intervals, e.g. B. returned. By the method according to the invention, once a day, too. If necessary, the solution can therefore be the corrosive acids, which in particular, however, also continuously clog. Regardless of the nature in the marine diesel engine 10 of the combustion of the addition of the aqueous salt solution to the oil, it is effectively essential that a sufficient amount of the 5 ° is removed from the bearing lubrication system and this dehydrated salt solution is added to form sulfur-containing fuels p _H of the oil min- fernung place without accumulation of any salts to keep least above 4.0 in. It has been found that the lubricating system instead, so that the operation of Schiffsbei a p _H below 4.0 a considerable corrosion of the diesel engine 10 is not insoluble by the presence of bearings such. B. connecting rod bearings, crankshaft salts is hindered in the bearing lubricating oil, store and the like, and also a corrosion of the crankshafts, 55 The salts suitable for the purposes of the invention are connecting rods, etc. occurs, but this corrosion is generally alkaline alkali phosphates. These salts are is considerably reduced, if one therefore easy to 8, holds the p _H of the oil relatively water soluble and oil insoluble and can be in the range of about 5 to 11, in particular in the range of from the bearing lubrication oil before it is about. 6 Remove the amount of aqueous recycle to be added to the machine bearings. BeSalzlösung can best by the _pH-value of ⁶ ° are vorzugt express the normal oil in the context of the invention, since the amount of salt solution, when alkali metal phosphates ie, those salts in which z sämtsie. B. in kilograms of salt / m ³ / oil / day, are replaced by borrowed hydrogen atoms of the acid. Many variables, such as B. the sharpness of the operating- if desired, one can also work with alkaline alkali conditions of the machine, the sulfur content of the phosphates, which contain hydrogen atoms; Fuel, the type of lubricating oil, the alkalinity of the ⁶ S but these are less effective than the normal salts, added salt etc. The most advantageous The preferred alkali metal is sodium because it is a more effective method of determining which of the present invention is to be used than the other alkali metals. The measurement of the p _H -value is therefore comes into consideration in the next place potassium releasing amount of salt. Lithium is less effective than the oil. Of course, one can use methods other than potassium or sodium. The salt preferred in the determination of the corresponding acidity (or alkalinity), 7 ° method according to the invention is trisodium orthophosphate,

Na₃PO₄, welches normalerweise in hydratisierter Form als Na₃PO₄ · 12H₂O erhältlich ist. Als Phosphate kommen im Rahmen der Erfindung die Alkalisalze der Ortho-, Meta-, Hypo- und Pyrophosphorsäure und die entsprechenden Polyphosphate in Betracht. Besondere Beispiele solcher Alkaliphosphate sind:Na ₃ PO ₄ , which is normally available in hydrated form as Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O. In the context of the invention, suitable phosphates are the alkali metal salts of ortho-, meta-, hypo- and pyrophosphoric acid and the corresponding polyphosphates. Specific examples of such alkali phosphates are:

Trinatriumorthophosphat, Na₃PO₄
Natriummetaphosphat, NaPO₃
Tetranatriumpyrophosphat, Na₄P₂O₇
Tetranatriumhypophosphat, Na₄P₂ O₆
Pentanatriumtripolyphosphat, Na₅ P₃ O₁₀
Dinatriumorthophosphat, Na₂HPO₄
Trinatriumpyrophosphat, Na₃HP₃O₇
Trinatriumhypophosphat, Na₃HP₂O₆ Trisodium orthophosphate, Na ₃ PO ₄
Sodium metaphosphate, NaPO ₃
Tetrasodium pyrophosphate, Na ₄ P ₂ O ₇
Tetrasodium hypophosphate, Na ₄ P ₂ O ₆
Pentasodium tripolyphosphate, Na ₅ P ₃ O ₁₀
Disodium orthophosphate, Na ₂ HPO ₄
Trisodium pyrophosphate, Na ₃ HP ₃ O ₇
Trisodium hypophosphate, Na ₃ HP ₂ O ₆

und die entsprechenden Kalium- und Lithiumsalze. Auch Gemische dieser Salze können verwendet werden.and the corresponding potassium and lithium salts. Mixtures of these salts can also be used.

Als Schmieröle für Schiffsdieselmaschinen kommen gewöhnlich Mineralöle in Betracht. Diese Mineralöle können nach verschiedenen, an sich bekannten Verfahren raffiniert sein, z. B. durch Lösungsmittelextraktion, Lösungsmittelentparaffinierung, Säureraffination, Erdebehandlung und -filtrierung u. dgl. Bevorzugte Schmieröle sind säureraffinierte Destillate von Schmierölviskosität (etwa 65 bis 216 cSt bei 37,8°), die aus Rohölen von niedrigem Erstarrungspunkt gewonnen werden. Im allgemeinen enthalten diese Schmieröle keinerlei Zusätze; gewünschtenfalls kann man ihnen jedoch Oxydationsverzögerer, Schlamminhibitoren, Korrosionsinhibitoren u. dgl. zusetzen.Mineral oils are usually suitable as lubricating oils for marine diesel engines. These mineral oils can be refined by various methods known per se, e.g. B. by solvent extraction, Solvent dewaxing, acid refining, soil treatment and filtration, and the like are preferred lubricating oils are acid-refined distillates of lubricating oil viscosity (about 65 to 216 cSt at 37.8 °), which are made from crude oils of low freezing point can be obtained. In general, these lubricating oils do not contain any additives; if desired, however, they can be used with antioxidants, Add sludge inhibitors, corrosion inhibitors and the like.

Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfindung, sind jedoch nicht einschränkend auszulegen. The following examples serve to illustrate the invention, but are not to be interpreted as restrictive.

1010

example 1

Eine Probe eines gebrauchten Schmieröles, das zur Schmierung der Lager einer Schiffsdieselmaschine gedient hatte, wurde nach einem abgewandelten ASTM-Rostprüfverfahren untersucht. Das ursprüngliche Schmieröl war ein mit 100% Schwefelsäure raffiniertes, aus einem Rohöl von niedrigem Erstarrungspunkt gewonnenes Destillat, dessen Kennwerte in den folgenden Bereichen lagen:A sample of a used lubricating oil that is used to lubricate the bearings of a marine diesel engine was tested using a modified ASTM rust test method. The original lubricating oil was a 100% sulfuric acid refined obtained from a crude oil with a low freezing point Distillate, the characteristics of which were in the following areas:

Dichte 0,928 bis 0,913Density 0.928-0.913

Farbe nach Robinson 9,0 bis 13,0Robinson color 9.0 to 13.0

Flammpunkt O. T >210°Flash point at T> 210 °

Koksrückstand, % < 0,2Coke residue,% <0.2

Säurezahl < 0,10Acid number <0.10

Ph 8 bis 9Ph 8 to 9

Viskosität, cSt bei 37,8° 162,5 bis 167Viscosity, cSt at 37.8 ° 162.5 to 167

Das bei diesen Untersuchungen verwendete, gebrauchte Schmieröl hatte ein p_H von etwa 2,6, eine Säurezahl von 0,29 und eine »negative«· Basizitätszahl (bestimmt nach der ASTM-Prüfnorm D 664-52). Es wurden drei einzelne Prüfmischungen von je 330 ecm hergestellt. Eine der Mischungen (Mischung I) war ein Gemisch des gebrauchten Schmieröles mit destilliertem Wasser. Mischung II war ein Gemisch des gebrauchten Schmieröles mit einer wäßrigen Phase, die aus einer gesättigten Lösung von Na₃PO₄ in destilliertem Wasser bestand. Mischung III wurde durch Behandeln des gebrauchten Schmieröles mit einer gesättigten Lösung von Na₃PO₄ und anschließende Abtrennung der wäßrigen Phase von dem behandelten Öl erhalten.That, used lubricating oil used in these studies had a p _H of about 2.6, an acid value of 0.29 and a "negative" · Basizitätszahl (determined by ASTM test standard D 664-52). Three individual test mixtures of 330 ecm each were prepared. One of the mixtures (Mixture I) was a mixture of the used lubricating oil with distilled water. Mixture II was a mixture of the used lubricating oil with an aqueous phase consisting of a saturated solution of Na ₃ PO ₄ in distilled water. Mixture III was obtained by treating the used lubricating oil with a saturated solution of Na ₃ PO ₄ and then separating the aqueous phase from the treated oil.

Jede dieser Prüfmischungen wurde in ein Becherglas eingebracht, und in jedem dieser Bechergläser wurdenEach of these test mixtures was placed in a beaker, and in each of these beakers were

Table I.

I*)I *) Ergebnisse der KorrosionsprüfungenResults of the corrosion tests η Mischung
Wäßrige Phaseη mixture
Aqueous phase Volumen
ecmvolume
ecm Werk
stoffplant
material II. Prüfr
GewichtsExaminer
Weight mit Schiffsdieselmotorenölenwith marine diesel engine oils Maschinenöl nach RostprüfungMachine oil after rust test PhPh SäurezahlAcid number Basizitäts
zahlBasicity
number Zusammensetzung der unterComposition of the under ArtArt 6060 CC. unterschied
mgdifference
mg Neutralisationszahl
ASTM D-664Neutralization number
ASTM D-664 2,02.0 0,990.99 negativnegative Nr.No. suchte
Gebrauchtes
Maschinenölsought
Used items
Machine oil A**)A **) 0,40.4 netallprobenmetal samples Volumen
ecmvolume
ecm DD. AussehenAppearance 270270 0,50.5 glatt und glänzend,smooth and shiny, SS. geringer Beschlaglittle fogging - 6,7- 6.7 glatt und glänzend,smooth and shiny, II*)II *) geringer Beschlaglittle fogging 6060 CC. mäßige Rost- undmoderate rust and 10,310.3 0,140.14 0,350.35 -11,7-11.7 Grübchenbildung,Pitting, DD. keine Verfärbungno discoloration 270270 -15,8-15.8 rauh, hellgoldfarbenrough, light gold colored SS. bis dunkelbraunto dark brown ΠΙ****)ΠΙ ****) - 0,1- 0.1 rauh, hellgoldfarbenrough, light gold colored CC. bis dunkelbraunto dark brown 10,410.4 0,040.04 0,770.77 seinehis + 2,6+ 2.6 keine Änderung,no change, glatt und glänzendsmooth and shiny 330330 DD. glatt, hellgoldfarbensmooth, light gold colored + 2,0+ 2.0 bis braun, blau undto brown, blue and SS. grauGray + 0,2+ 0.2 glatt, hellgoldfarbensmooth, light gold colored bis stahlgrau und blauto steel gray and blue keine Änderung,no change, glatt und glänzendsmooth and shiny

*) Bestimmung der Neutralisationszahl nach Absetzenlassen und Abzentrifugieren der wäßrigen Phase. **) Destilliertes Wasser.*) Determination of the neutralization number after the aqueous phase has been allowed to settle and centrifuged off. **) Distilled water.

***) Gesättigte Lösung (bei 90,5°) von Na₃PO₄ in destilliertem Wasser.***) Saturated solution (at 90.5 °) of Na ₃ PO ₄ in distilled water.

****) Vor den Korrosionsprüfungen wurde das Öl mit einer gesättigten, wäßrigen Lösung von Na₃PO₄ behandelt, absetzen gelassen und von der Na₃PO₄-Lösung abzentrifugiert.****) Before the corrosion tests, the oil was _{treated with a saturated aqueous solution of Na 3} PO ₄ , allowed to settle and _{centrifuged from the Na 3} PO ₄ solution.

drei Metallproben aufgehängt. Die eine der Metallproben, die als Metall S bezeichnet wird, war ein Stab aus poliertem Rundstahl (Nr. 1020 der Provisorischen Normen für kalt verarbeitete Stangen und Wellen aus gekohltem Stahl — ASTM-Norm A-108), der an einem plastischen Halter befestigt war. Metall S entsprach der Stahlsorte, aus der die Kurbelwellen u. dgl. von Schiffsdieselmaschinen hergestellt werden. Eine andere der Metallproben, die als Metall C bezeichnet wird, besaß die folgende Zusammensetzung: 80% Zinn, 12% Antimon, 6 % Kupfer und 2 % Blei. Die dritte MetaUprobe, MetallD, hatte folgende Zusammensetzung: 85% Zinn, 8% Antimon und 7 % Kupfer. Die Metalle C und D entsprechen den Lagermetallen für Schiffsdieselmaschinen.three metal samples hung up. One of the metal samples, designated Metal S, was a rod of polished Round bars (No. 1020 of the Provisional Standards for Cold Processed Bars and Shafts from Carbonized Steel - ASTM Standard A-108) attached to a plastic Holder was attached. Metal S corresponded to the type of steel from which the crankshafts and the like of marine diesel engines are made getting produced. Another of the metal samples, designated Metal C, had the following Composition: 80% tin, 12% antimony, 6% copper and 2% lead. The third meta rehearsal, MetallD, had the following composition: 85% tin, 8% antimony and 7% copper. Metals C and D correspond the bearing metals for marine diesel engines.

Die Metallproben wurden in den Priifmischungen 48 Stunden bei 90,5° unter Rühren aufgehängt, dann herausgenommen, mit ASTM-Fällungsbenzin gewaschen und auf ihr Aussehen untersucht. Die Prüf mischungen wurden am Ende der Prüfungen absitzen gelassen, durch Zentrifugieren von der wäßrigen Phase getrennt und auf ihren p_H-Wert, ihre Säurezahl und ihre Basizitätszahl (nach der ASTM-Prüfnorm D-e64-52) untersucht. Die Ergebnisse dieser modifizierten ASTM-Rostprüfung sind in Tabelle I zusammengestellt.The metal samples were suspended in the test mixtures for 48 hours at 90.5 ° with stirring, then removed, washed with ASTM precipitated gasoline and examined for their appearance. The test mixtures were allowed to settle at the end of the tests, separated by centrifugation from the aqueous phase and analyzed for their _pH-value, its acid number and their Basizitätszahl (according to ASTM test standard D-e64-52). The results of this modified ASTM rust test are summarized in Table I.

Man sieht, daß die Mischung I bei dem Metall S zur Rost- und Grübchenbildung führte und daß das aus dieser Probe wiedergewonnene Schmieröl nach der Prüfung stark sauer war. Andererseits verursachten Mischung II, welche eine Na₃PO₄-Lösung enthielt, und Mischung III, welche mit einer Na₃PO₄-Lösung behandelt worden war, praktisch keine nachteiligen Wirkungen auf das Metall S. Es ist zu bemerken, daß die aus den Mischungen II und III nach Beendigung der Prüfungen wiedergewonnenen Öle alkalisch waren, indem ihr p_H etwa 10 betrug. Diese Prüfungen beweisen die Wirksamkeit von Na₃PO₄ zur Herabsetzung der Stahlkorrosion durch saure Schmieröle. Bei Schiffsdieselmaschinen, die mit schwefelreichen Treibstoffen betrieben werden, treten infolge der Korrosion der Stahlkurbelwellen besondere Schwierigkeiten auf. Diese Kurbelwellen sind außerordentlich teuer, und ihr Ersatz ist sehr kostspielig. Die Werte der Tabelle I zeigen die Wirksamkeit der Erfindung hinsichtlich der Verhinderung der Korrosion derartiger Stahlkurbelwellen.It can be seen that Mixture I rusted and pitted the metal S and that the lubricating oil recovered from this sample was strongly acidic after the test. On the other hand, Mixture II, which contained a Na ₃ PO ₄ solution, and Mixture III, which _{had been treated with a Na 3} PO ₄ solution, caused practically no adverse effects on the metal S. It is to be noted that those from the were alkaline mixtures II and III recovered after completion of the tests oils by their p _H was about 10 degrees. These tests prove the effectiveness of Na ₃ PO ₄ in reducing steel corrosion by acidic lubricating oils. In marine diesel engines that are operated with sulfur-rich fuels, particular difficulties arise as a result of the corrosion of the steel crankshafts. These crankshafts are extremely expensive and very expensive to replace. The values in Table I demonstrate the effectiveness of the invention in preventing corrosion of such steel crankshafts.

Es ist weiter zu bemerken, daß die Mischung II Korrosion der Metalle C und D verursachte, während die Mischungen I und III praktisch keine Wirkung auf disse Lagermetalle ausübten. Dieser Teil der Prüfungen beweist die Notwendigkeit der Entfernung des Na₃PO₄ aus dem Schmieröl vor dessen Rückführung aus dem Kurbelkasten zu den Maschinenteilen, wenn die Korrosion der Lagermetalle verhindert werden soll.It should also be noted that mixture II caused corrosion of metals C and D, while mixtures I and III had practically no effect on these bearing metals. This part of the tests proves the necessity of removing the Na ₃ PO ₄ from the lubricating oil before returning it from the crankcase to the machine parts, if the corrosion of the bearing metals is to be prevented.

Example 2

Das erfindungsgemäße Verfahren wurde zur Verhinderung der Korrosion in dem Dieselmotor eines 21600-to-Tankers angewandt. Die Schiffsdieselmaschine war etwa 21,4 m lang, 4,6 m breit, 12,2 m hoch und besaß etwa 7EC0 PS. Sie verbrauchte etwa 5,7 m³ des im Beispiel 1 beschriebenen Schmieröles. Das Lagerschmiersystem dieser Dieselmaschine war im wesentlichen das gleiche, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Die Dieselmaschine war mit einer Zentrifuge ausgestattet, welche Verunreinigungen, wie Wasser, Schlamm u. dgl., aus dem in dem Kurbelkastensumpf enthaltenen Lagerschmieröl abschied.The method according to the invention was used to prevent corrosion in the diesel engine of a 21,600-ton tanker. The marine diesel engine was about 21.4 m long, 4.6 m wide, 12.2 m high and had about 7EC0 hp. It consumed about 5.7 m ³ of the lubricating oil described in Example 1. The bearing lubrication system of this diesel engine was essentially the same as that shown in the drawing. The diesel engine was equipped with a centrifuge which separated impurities such as water, sludge and the like from the bearing lubricating oil contained in the crankcase sump.

Nach 5 Monate langem Betrieb der Schiffsdieselmaschine mit einem Bunkerheizöl, welches einen Schwefelgehalt von etwa 2,25 % aufwies, besaß das Schmieröl ein p_H von etwa 2,5. Dann wurden einmal täglich etwa 450 g pro Tag Na₃PO₄ · 12H₂O (als gesättigte wäßrige Lösung) auf einmal zu demLagerschmierölkurbelkasten zugegeben, in welchem sich das saure Schmieröl befand. Die verbrauchte wäßrige Phosphatlösung wurde darauf vor der Rückführung des Öles zu den Maschinenlagern mittels einer Zentrifuge entfernt. Die Wirkung des täglichen Zusatzes von etwa 450 g Phosphat zu dem Lagerschmieröl in dem Kurbelkasten des Dieselmotors ergibt sich aus der nachstehenden Tabelle.After 5 months of operation of the marine diesel engine with a bunker fuel oil, which had a sulfur content of about 2.25%, the lubricating oil possessed a p _H of about 2.5. Then, once a day, about 450 g per day of Na ₃ PO ₄ • 12H ₂ O (as a saturated aqueous solution) was added all at once to the bearing lube oil crankcase in which the acidic lube oil was located. The used aqueous phosphate solution was then removed by means of a centrifuge before the oil was returned to the machine bearings. The effect of the daily addition of about 450 g of phosphate to the bearing lubricating oil in the crankcase of the diesel engine is shown in the table below.

Tabelle II Prüfwerte für das gebrauchte SchmierölTable II Test values for the used lubricating oil

PhPh ^eutralisationszahl^ neutralization number BasizitätszahlBasicity number Ascheash Unlösliches*), unlöslich inInsoluble *), insoluble in Benzol Harzen
I Benzene resins
I. 0,090.09 TageDays 2,52.5 ASTM D-664ASTM D-664 negativnegative GewichtsprozentWeight percent IsopentanIsopentane GewichtsprozentWeight percent 0,120.12 3,03.0 SäurezahlAcid number negativnegative 0,050.05 0,240.24 0,100.10 00 3,83.8 0,570.57 0,020.02 0,080.08 0,330.33 0,260.26 0,030.03 44th 6,16.1 0,500.50 0,150.15 0,090.09 0,380.38 0,300.30 0,020.02 1111 7,17.1 0,480.48 0,160.16 <0,01<0.01 0,400.40 0,030.03 0,030.03 98 .98 7,17.1 0,220.22 0,120.12 <0,01<0.01 0,060.06 0,020.02 110110 0,140.14 <0,01<0.01 0,040.04 0,020.02 138138 0,240.24 0,050.05

*) Diese Stoffe sind zu diesem Zeitpunkt im allgemeinen öllöslich, führen aber schließlich zur Schlammbildung, wenn sie nicht entfernt werden.*) These substances are generally oil-soluble at this point, but will eventually lead to sludge formation if they do not removed.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß der Zusatz von Trinatriumphosphat zu demSchmieröl das p_H des Schmieröles ständig erhöhte und schließlich auf einem Wert von etwa 7 hielt. Bei diesem Tanker, der mit einer Na₃PO₄-Behandlung nach der Erfindung arbeitete, ergaben sich zu keiner Zeit während des Betriebs der Maschine irgendwelche Schwierigkeiten durch Korrosion, während bei den anderen Tankern der gleichen Flotte, die ohne Na₃PO₄-Behandlung arbeiteten, Korrosionsprobleme auftraten.From the table it can be seen that the addition of trisodium phosphate to demSchmieröl constantly increased the p _H of the lubricating oil, and finally held at a value of about. 7 In this tanker, which operated with a Na ₃ PO ₄ treatment according to the invention, at no time during the operation of the machine were there any problems due to corrosion, while in the other tankers of the same fleet, those without Na ₃ PO ₄ treatment worked, corrosion problems arose.

Ferner ersieht man aus Tabelle II, daß durch die Na₃PO₄-Behandlung der Aschegehalt des Schmieröles und der Gehalt an unlöslichen Bestandteilen (% Unlösliches in Isopentan und Benzol sowie Harzgehalt) herabgesetzt wurde. Der Mechanismus, auf den diese Erscheinungen zurückzuführen sind, ist zur Zeit noch nicht vollständig aufgeklärt; es wird jedoch angenommen, daß diese Faktoren eine beträchtliche Wirkung auf die bessere Arbeitsweise der Maschine ausübten, die sich bemerkbar machte.It can also be seen from Table II that the Na ₃ PO ₄ treatment reduced the ash content of the lubricating oil and the content of insoluble constituents (% insolubles in isopentane and benzene and resin content). The mechanism to which these phenomena can be attributed has not yet been fully elucidated; however, it is believed that these factors had a significant effect on the better performance of the machine which made itself felt.

Die Erfindung wurde vorstehend in ihrer Anwendung auf die Verhinderung der Korrosion in dem Lagerschmierölsystem von Schiffsdieselmaschinen beschrieben; sie läßt sich jedoch auch mit Vorteil auf Schmiersysteme anderer Verbrennungskraftmaschinen und anderer Maschinen an-The invention has been described above in its application to the prevention of corrosion in the bearing lubricating oil system of marine diesel engines; she lets however, it is also advantageous to use the lubrication systems of other internal combustion engines and other machines.

wenden, bei denen das Alkaliphosphat zu dem von der Maschine abfließenden Öl zugesetzt und anschließend vor der Rückführung des Öles zu den Maschinenteilen aus dem Öl abgeschieden werden kann.turn, in which the alkali phosphate is added to the oil draining off the machine and then before the return of the oil to the machine parts can be separated from the oil.

Claims

Patent claims:

1. A method for lubricating marine diesel engines, in which part of the bearing lubricating oil is withdrawn from the crankcase, freed of impurities by centrifugation and returned to the crankcase in a cleaned state, characterized in that the lubricating oil in the crankcase is an aqueous solution of an alkaline alkali metal phosphate in such adding amount that the _pH value of the lubricating oil is from 5 to 11 and the aqueous salt solution thereon is removed together with the impurities from the crankcase by centrifugation.

1010

2. The method according to claim 1, characterized in that the phosphate is trisodium orthophosphate used.

3. The method according to claim 2, characterized in that the phosphate is added in amounts in the range of about 6 to 600 g / day / m ^{s of} bearing lubricating oil.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that by the amount of phosphate additive for marine diesel engines with a

ίο 1 to 4 percent by weight of sulfur-containing fuel are operated, the _pH value of the lubricating oil 6 is up. 8

Considered publications:
British Patent No. 409,522;
French Patent No. 757,234;
Ohlenschläger: "The processing of used industrial oils" (1952), 52 (No. 18); 62 (No. 81 and 85); 106 (No. 357).

1 sheet of drawings