RU2032715C1

RU2032715C1 - Pressure fluid

Info

Publication number: RU2032715C1
Authority: RU
Inventors: Михаил Яковлевич Шильмовер
Original assignee: Михаил Яковлевич Шильмовер
Priority date: 1992-01-22
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1995-04-10

Abstract

FIELD: lubricants. SUBSTANCE: pressure fluid contains (mass %): polyethylene oxide 0.74-.076, concentrate of lubricant being prepared on the base of industrial oil, chlorinated paraffin, benzotriazole and emulsifier 3.4-3.6, additive on the base of copper oleate 0.4-0.5, potassium iodide 0.082-0.84, potassium permanganate 0.0025-0.0035 and water the rest. EFFECT: improves quality of desired product. 2 tbl

Description

Изобретение относится к химической технологии создания рабочих жидкостей с большим содержанием воды, содержащих загуститель, концентрат присадок в масле, а также металлоплакирующую присадку, калий йодистый, калий марганцовокислый и используемых как рабочие жидкости в гидросистемах, а также как смазочно-охлаждающие. The invention relates to chemical technology for the creation of working fluids with a high water content containing a thickening agent, an additive concentrate in oil, as well as a metal-cladding additive, potassium iodide, potassium permanganate and used as working fluids in hydraulic systems, as well as cutting lubricants.

Известны гидравлические жидкости на основе водных растворов гликолей с различными добавками такие как промгидрол, ПГВ, ТОСОЛ-НГЖс, солитон-2 и др. Hydraulic fluids based on aqueous solutions of glycols with various additives are known, such as promhydrol, PGV, TOSOL-NGZhs, soliton-2, etc.

Недостатками этих составов являются то, что содержание воды в них колеблется от 30 до 40% а содержание гликолей (глицерина, полиэтиленгликоля и др.) достигает 50-65% Во время эксплуатации частичное испарение воды приводит к резкому подъему вязкости, так как остаются почти одни гликоли и загуститель с добавками. Это тормозит работу оборудования, повышает износ пар трения. The disadvantages of these compositions are that the water content in them ranges from 30 to 40% and the content of glycols (glycerin, polyethylene glycol, etc.) reaches 50-65%. During operation, partial evaporation of water leads to a sharp increase in viscosity, since almost alone remain glycols and thickener with additives. This inhibits the operation of the equipment, increases the wear of friction pairs.

За рубежом в автомобильной, горно-шахтной, металлургической и других отраслях уже нашли применение рабочие жидкости с большим содержанием воды. Это водорастворимые эмульсии, содержащие в своем составе высокомолекулярный загуститель для поддержания вязкости и набор присадок для улучшения эксплуатационных характеристик. Эти жидкости в несколько раз дешевле по сравнению с маслами на нефтяной основе, экологически более чистые, огнестойкие и могут выполнять функции как рабочей жидкости, так и смазочно-охлаждающей. Abroad in the automotive, mining, metallurgical and other industries have already found application working fluids with a high water content. These are water-soluble emulsions containing a high molecular weight thickener to maintain viscosity and a set of additives to improve performance. These fluids are several times cheaper than petroleum-based oils, environmentally friendly, fire-resistant and can perform the functions of both a working fluid and a cutting fluid.

Известна рабочая жидкость, состоящая из 6% загустителя, 4% присадок и 90% воды. Вязкость при 40 и 50^оС составляет соответственно 45 и 20 мм²/c (cCт). Рабочая жидкость предназначена главным образом для подземных машин. Недостатком данного состава является повышенная коррозия баков при хранении, относительно большая концентрация загустителя и невысокая смазочная способность.Known working fluid, consisting of 6% thickener, 4% additives and 90% water. Viscosity at 40 and 50 ° ^C is respectively 45 and 20 mm ² / c (cCt). The working fluid is mainly intended for underground machines. The disadvantage of this composition is the increased corrosion of the tanks during storage, a relatively high concentration of thickener and low lubricity.

Из описанных в литературе жидкостей водно-гликолевого класса в качестве прототипа выбран ТОСОЛ-НГЖс (ТУ6-02-09-12-73). Эта рабочая жидкость представляет собой раствор этиленгликоля, содержание которого находится на уровне 25% в дистиллированной воде объем которой составляет 35% В качестве загустителя применяется гидропол-200 (статический сополимер окиси этилена и окиси пропилена с мол.м. порядка 10000) в концентрации 20% Остальное приходится на антикоррозионные и антипенные присадки. Вязкость при 50^оС составляет 27 сСт, плотность при 20^оС 1,093 г/см³. Рабочая жидкость предназначена для использования в гидросистемах различного оборудования, при пожароопасных условиях эксплуатации. Недостатками данного состава являются наличие высоких концентраций компонентов, которые при испарении воды резко загустевают, давая значительное увеличение вязкости, невысокая смазочная способность из-за отсутствия противоизносных присадок.Of the liquids of the water-glycol class described in the literature, TOSOL-NGZhs (TU6-02-09-12-73) was selected as a prototype. This working fluid is a solution of ethylene glycol, the content of which is at the level of 25% in distilled water, the volume of which is 35%. As a thickener, Hydropol-200 (a static copolymer of ethylene oxide and propylene oxide with a molecular weight of about 10000) is used at a concentration of 20% The rest is accounted for by anti-corrosion and anti-foam additives. Viscosity at 50 ^{° C} is 27 cSt, density at ²⁰ ° C 1.093 g / cm ^3. The working fluid is intended for use in hydraulic systems of various equipment under fire hazardous operating conditions. The disadvantages of this composition are the presence of high concentrations of components, which evaporate sharply when water evaporates, giving a significant increase in viscosity, low lubricity due to the absence of antiwear additives.

Цель изобретения создание рецептуры гидравлической жидкости, сохраняющей высокие смазочные, вязкостные, противокоррозионные и другие эксплуатационные свойства в интервале температур (5-50)^оС. Этот диапазон температур полностью охватывает необходимый температурный режим работы гидросистем общепромышленного назначения.The purpose of the invention is the creation of a hydraulic fluid formulation that retains high lubricating, viscous, anticorrosive and other operational properties in the temperature range (5-50) ^о С. This temperature range fully covers the required temperature regime of hydraulic systems for general industrial use.

Технический результат, получаемый при использовании данного изобретения, состоит в том, что применение данной рабочей жидкости позволяет экономить нефтяное сырье, улучшить экологическую обстановку, повысить огнестойкость пожароопасных условий эксплуатации, устранить перекрестное загрязнение между гидравлическими жидкостями (маслами) и смазочно-охлаждающими, что приводит к дорогостоящим отключениям и последующим чисткам. The technical result obtained by using the present invention is that the use of this working fluid allows to save oil raw materials, improve the environmental situation, increase the fire resistance of fire hazardous operating conditions, eliminate cross-contamination between hydraulic fluids (oils) and cutting fluids, which leads to costly shutdowns and subsequent cleanings.

Существенными признаками изобретения является то, что рабочая жидкость, содержащая большое количество воды, имеет в своем составе высокомолекулярный загуститель полиэтиленоксид, выпускаемый по ТУ6-05-231-340-86 и позволяющий держать необходимую вязкость при концентрации <1% концентрат смазки технологической "Укринол-50У", выпускаемый по ТУ38-101978-87 и изготавливаемый на основе индустриального масла И-12А, противоиз- носно-противозадирной присадки (хлорпарафин-ХП-470), эмульгатора (сульфитола), ингибитора коррозии. Кроме того, в смазку добавлена многофункциональная присадка бензтриазол. Водная (5-10% ) эмульсия этой смазки может применяться самостоятельно, как смазочно-охлаждающая жидкость на операциях обработки и штамповки черных и цветных металлов; металлоплакирующую присадку МКФ-18, для снижения износа, которую производят по ТУ38.1011127-87. Эта однородная жидкость темно-зеленого цвета и представляет собой 50%-ный раствор олеата меди в индустриальном масле И-20А; калий марганцевокислый, производимый по ГОСТ 20490-75 и дополнительно содержит калий йодистый, выпускаемый по ТУ6-09-3909-75 при следующем соотношении компонентов, мас. Полиэтиленоксид 0,74-0,76 Концентрат смазки "Укринол-50У" 3,4-3,6 Присадка МКФ-18 0,4-0,5 Калий йодистый 0,082-0,084 Калий марганцево- кислый 0,0025-0,0035 Вода До 100
В качестве загустителя использован полиэтиленоксид мол. м. 4 млн, стабильность которого удерживается калием йодистым.The essential features of the invention is that the working fluid containing a large amount of water incorporates a high molecular weight thickener polyethylene oxide produced in accordance with TU6-05-231-340-86 and which allows holding the necessary viscosity at a concentration of <1% technological lubricant "Ukrinol- 50U ", manufactured in accordance with TU38-101978-87 and manufactured on the basis of industrial oil I-12A, antiwear and extreme pressure additives (chlorine paraffin-KhP-470), emulsifier (sulfitol), and corrosion inhibitor. In addition, a multifunctional benztriazole additive has been added to the lubricant. The aqueous (5-10%) emulsion of this lubricant can be used independently as a cutting fluid in the processing and stamping of ferrous and non-ferrous metals; MKF-18 metal-cladding additive to reduce wear, which is produced according to TU38.1011127-87. This homogeneous liquid is dark green in color and represents a 50% solution of copper oleate in industrial oil I-20A; potassium permanganate produced in accordance with GOST 20490-75 and additionally contains potassium iodide produced in accordance with TU6-09-3909-75 in the following ratio of components, wt. Polyethylene oxide 0.74-0.76 Ukrinol-50U lubricant concentrate 3.4-3.6 MKF-18 additive 0.4-0.5 Potassium iodide 0.082-0.084 Potassium manganese acid 0.0025-0.0035 Water Up to 100
As a thickener, polyethylene oxide mol. m. 4 million, the stability of which is retained by potassium iodide.

Гидравлическая жидкость с высоким содержанием воды пожаробезопасна, нетоксична и экологически более чистая, чем рабочие жидкости на нефтяной основе, обеспечивает коррозийную стойкость конструкционных материалов, обладает высокими противоизносными и противозадирными свойствами в интервале температур от 5 до 50^оС, благодаря наличию в концентрате смазки "Укринол-50У", противокоррозионных, противоизносных и противозадирных присадок и дополнительному введению металлоплакирующей присадки МЕФ-18. От биоповреждений, предохраняет калий марганцевокислый. При частичном испарении воды жидкость не загустевает, как в прототипе или аналогичных ему жидкостях.Hydraulic fluid with a high content of fireproof water, nontoxic and environmentally cleaner than the working fluid in the oil basis, provides the corrosion resistance of construction materials, has high anti-wear and extreme pressure properties in the temperature range of from 5 ^to 50 ° C, due to the presence in the concentrate lubrication "Ukrinol -50U ", anti-corrosion, anti-wear and extreme pressure additives and the additional introduction of metal-cladding additives MEF-18. From biodeterioration, protects potassium permanganate. With partial evaporation of water, the liquid does not thicken, as in the prototype or similar liquids.

При использовании заявляемой гидравлической жидкости взамен минеральных масел устраняется перекрестное загрязнение между гидравлической жидкостью и смазочно-охлаждающими, так как они имеют одну основу концентрат смазки "Укринол-50У" и воду. Это позволяет избегать дорогостоящих отключений и чисток систем. When using the inventive hydraulic fluid instead of mineral oils, cross-contamination between the hydraulic fluid and the cutting fluid is eliminated, since they have the same base as Ukrinol-50U lubricant concentrate and water. This avoids costly shutdowns and system cleanings.

Технология приготовления гидравлической жидкости проста и состоит из следующих стадий:
1. Смешение компонентов основы (полиэтиленоксид и вода дистиллированная или паровой конденсат). При смешении необходимо перемешивание в течение 4 ч с последующим выстаиванием раствора до следующего дня и дополнительным перемешиванием еще в течение 4 ч.The technology for preparing a hydraulic fluid is simple and consists of the following stages:
1. A mixture of the components of the base (polyethylene oxide and distilled water or steam condensate). When mixing, stirring is necessary for 4 hours, followed by standing the solution until the next day and additional stirring for another 4 hours.

2. Введение добавок в следующей последовательности:
концентрат смазки "Укринол-50У", присадка МКФ-18, калий йодистый, перманганат калия. При этом предусматривается перемешивание в течение 1 ч с предварительным нагревом присадки МКФ-18 до 40-50^оС перед введением.2. The introduction of additives in the following sequence:
Ukrinol-50U lubricant concentrate, MKF-18 additive, potassium iodide, potassium permanganate. It is contemplated by stirring for 1 hour preheating additives ICF-18 to 40-50 ^{° C} prior to administration.

В табл. 1 приведены три состава жидкости, условно названные МПУ-1, МПУ-2, МПУ-3. В табл.2 представлены результаты физико-химических и смазочных свойств, полученные в результате сравнительных испытаний жидкости ТОСОЛ-НГЖс (ТУ6-02-09-12-73) и предлагаемой рабочей жидкости. Смазочные свойства композиций исследовали на машине трения СМЦ-2 по схеме "ролик-колодка". В качестве изнашиваемых элементов применялись ролики из стали 18ХГТ, колодочки из бронзы БрАж 9-4. Линейная скорость в зоне трения 1,4 м/с, удельная нагрузка 7 МПа, длительность испытаний 10 ч. Образцы обрабатывались до 8 класса чистоты и обезжиривались. In the table. 1 shows three liquid compositions, conventionally called MPU-1, MPU-2, MPU-3. Table 2 presents the results of physicochemical and lubricating properties obtained as a result of comparative tests of TOSOL-NGZhs fluid (TU6-02-09-12-73) and the proposed working fluid. The lubricating properties of the compositions were investigated on a friction machine SMC-2 according to the "roller-block" scheme. As wear elements, rollers made of 18KhGT steel and bronze blocks BrAzh 9-4 were used. The linear velocity in the friction zone is 1.4 m / s, the specific load is 7 MPa, the test duration is 10 hours. The samples were processed up to grade 8 and degreased.

В процессе испытаний фиксировалась температура, момент трения с последующим пересчетом в коэффициент трения. Величину износа контртел за время испытаний определяли весовым методом по потере массы образцов до и после испытаний. Весовую интенсивность износа определяют по формуле
Ig=g/S_n L, где g потеря веса образца;
S_n площадь контакта;
L путь трения.During the tests, the temperature and the moment of friction were recorded, followed by conversion to the coefficient of friction. The amount of counterbody wear during the test was determined by the weight method from the weight loss of the samples before and after the tests. The weight rate of wear is determined by the formula
Ig = g / S _n L, where g is the weight loss of the sample;
S _n contact area;
L is the friction path.

Результаты исследований приведены в табл.2. The research results are given in table.2.

Из данных, приведенных в табл.2 следует, что предлагаемая композиция рабочей жидкости имеет лучшие физико-химические и смазочные свойства по сравнению с прототипом при концентрации воды 95% Предлагаемая композиция имеет большую вязкость при меньшей плотности жидкости. У предлагаемой композиции лучшие антифрикционные свойства (момент и коэффициент трения) и несколько более низкий весовой износ и его интенсивность, несмотря на почти в 3 раза более высокую концентрацию воды. From the data given in table 2 it follows that the proposed composition of the working fluid has the best physico-chemical and lubricating properties compared with the prototype at a water concentration of 95%. The proposed composition has a higher viscosity at a lower density of the liquid. The proposed composition has the best antifriction properties (moment and coefficient of friction) and slightly lower weight wear and its intensity, despite an almost 3 times higher concentration of water.

Claims

A WORKING LIQUID based on water, containing a thickener and additives, characterized in that it contains polyethylene oxide as a thickener and contains potassium iodide, potassium permanganate, Ukrinol-5OU lubricant concentrate based on industrial oil, chlorinated paraffin, benztriazole and emulsifier, and additive MKF-18 based on copper oleate in the following ratio of components, wt.

Polyethylene Oxide 0.74 0.76
Lubricant concentrate Ukrinol-5OU 3.4 3.6
Additive MKF-18 0.4 0.5
Potassium Iodide 0.082 0.084
Potassium permanganate 0.0025 0.0035
Water Up to 100