RU223010U1

RU223010U1 - INSTALLATION FOR ASSESSING THE TENDENCY OF COMPRESSOR OILS TO FORM HIGH TEMPERATURE DEPOSITS

Info

Publication number: RU223010U1
Application number: RU2023127702U
Authority: RU
Inventors: Алексей Викторович Иванов; Александр Анатольевич Евсеев; Иван Владимирович Галушко
Filing date: 2023-10-27
Publication date: 2024-01-26

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для исследования эксплуатационных свойств компрессорных масел, в частности к устройствам для определения их склонности к образованию высокотемпературных отложений (ВТО), и может применяться как в исследовательских физико-химических лабораториях, так и лабораториях складов хранения и предприятий, производящих компрессорные масла. Современные синтетические компрессорные масла для поршневых воздушных компрессоров с комплексом высокоэффективных присадок обладают более высокой термоокислительной стабильностью по сравнению с ранее разработанными минеральными маслами. В связи с этим разработанные для оценки склонности их к образованию ВТО установки оказались непригодными для этой цели. Установка содержит взаимосвязанные узлы, детали, совокупность существенных признаков позволит произвести ранжирование разработанных компрессорных масел с помощью получения числового значения К_ББК, в режиме испытания приближенного к условиям эксплуатации. Технический результат - достигается достоверная оценка склонности испытуемого масла, предназначенного для смазки поршневых воздушных компрессоров высокого давления, к образованию ВТО, за счет одновременного проведения лабораторных испытаний нескольких навесок (не менее трех) исследуемого масла с эталонным маслом, которые приближены к реальным условиям эксплуатации компрессорного масла (температура t=260°С, подача окислителя V=0,186 м³/час и время окисления τ=60 мин). 2 ил., 1 табл.

The utility model relates to devices for studying the operational properties of compressor oils, in particular to devices for determining their tendency to form high-temperature deposits (HDE), and can be used both in research physical and chemical laboratories, and laboratories of storage warehouses and enterprises producing compressor oils . Modern synthetic compressor oils for piston air compressors with a complex of highly effective additives have higher thermal-oxidative stability compared to previously developed mineral oils. In this regard, the installations developed to assess their propensity to form WTOs turned out to be unsuitable for this purpose. The installation contains interconnected components, parts, and a set of essential features will make it possible to rank the developed compressor oils by obtaining the numerical value of K _BBK , in test mode close to operating conditions. Technical result - a reliable assessment of the tendency of the test oil, intended for lubrication of high-pressure piston air compressors, to form WTO is achieved, due to the simultaneous laboratory testing of several samples (at least three) of the test oil with a reference oil, which are close to the actual operating conditions of the compressor oil (temperature t=260°C, oxidizer supply V=0.186 m ³ /hour and oxidation time τ=60 min). 2 ill., 1 tab.

Description

Полезная модель относится к устройствам для исследования эксплуатационных свойств компрессорных масел, в частности к устройствам для определения их склонности к образованию высокотемпературных отложений (ВТО), и может применяться как в исследовательских физико-химических лабораториях, так и лабораториях складов хранения и предприятий, производящих компрессорные масла.The utility model relates to devices for studying the operational properties of compressor oils, in particular to devices for determining their tendency to form high-temperature deposits (HDE), and can be used both in research physical and chemical laboratories, and laboratories of storage warehouses and enterprises producing compressor oils .

Современные синтетические компрессорные масла для поршневых воздушных компрессоров с комплексом высокоэффективных присадок обладают более высокой термоокислительной стабильностью по сравнению с ранее разработанными минеральными маслами. В связи с этим разработанные для оценки склонности их к образованию ВТО установки оказались непригодными для этой цели.Modern synthetic compressor oils for piston air compressors with a complex of highly effective additives have higher thermal-oxidative stability compared to previously developed mineral oils. In this regard, the installations developed to assess their propensity to form WTOs turned out to be unsuitable for this purpose.

В цилиндрах воздушного компрессора смазочное масло находится в виде пленки, тумана и пара. Под действием высоких температур (200°С и выше) и давлений воздуха (до 40 МПа) в присутствии продуктов износа металлов компрессорное масло испаряется и окисляется с образованием нагара на поверхности выпускных клапанов, что сокращает время безаварийной эксплуатации между техническим обслуживанием и ремонтом компрессора.In the air compressor cylinders, lubricating oil is present in the form of film, mist and vapor. Under the influence of high temperatures (200°C and above) and air pressure (up to 40 MPa) in the presence of metal wear products, compressor oil evaporates and oxidizes with the formation of carbon deposits on the surface of the exhaust valves, which reduces the time of trouble-free operation between maintenance and repair of the compressor.

Из цилиндров компрессора, минуя впускные клапаны, основная масса масла поступает в нагнетательный трубопровод в виде аэрозоля и брызг. После осаждения в виде пленки под влиянием вибрации и потока воздуха масло распределяется по его стенкам в тонком слое. При этом оно продолжает окисляться и испаряться с образованием твердых продуктов разложения, которые пропитываются маслом (нагаромасляные отложения). В определенных условиях нагаромасляные отложения сами становятся источником повышенных температур вследствие протекания экзотермических реакций и способны самовоспламеняться, что в определенных случаях приводит к пожарам и взрывам [1 - Воропай П.И., Шленов Л.А. Повышение надежности и экономичности поршневых компрессоров. М.: Недра, 1980 - стр. 18-23].From the compressor cylinders, bypassing the intake valves, the bulk of the oil enters the discharge pipeline in the form of aerosol and splashes. After deposition in the form of a film, under the influence of vibration and air flow, the oil is distributed along its walls in a thin layer. At the same time, it continues to oxidize and evaporate with the formation of solid decomposition products that become saturated with oil (carbon-oil deposits). Under certain conditions, carbon deposits themselves become a source of elevated temperatures due to exothermic reactions and are capable of self-ignition, which in certain cases leads to fires and explosions [1 - Voropai P.I., Shlenov L.A. Increasing the reliability and efficiency of piston compressors. M.: Nedra, 1980 - pp. 18-23].

В настоящее время для оценки склонности к образованию ВТО используют дорогостоящие и длительные (в течение 1000 часов) эксплуатационные испытания в полноразмерных компрессорных установках [2 - Отчет о проведении ресурсных испытаний на теплонапряженном компрессоре ВВД опытно-промышленной партии модернизированного масла К4-20 м (модернизированного состава), изготовленного АО «СвНИИ НП». Инв. №1423/365КБ от 08.02.2021 г. Санкт-Петербург, 2021, стр. 30, 31].Currently, to assess the tendency to form HTOs, expensive and lengthy (over 1000 hours) operational tests are used in full-size compressor units [2 - Report on the performance of life tests on a heat-stressed VVD compressor of a pilot batch of modernized oil K4-20 m (modernized composition ), manufactured by JSC "SvNII NP". Inv. No. 1423/365KB dated 02/08/2021, St. Petersburg, 2021, pp. 30, 31].

Перед авторами стояла задача разработать установку для простого, малозатратного и нетрудоемкого лабораторного экспресс-метода, позволяющий оперативно оценить склонность к образованию ВТО и произвести ранжирование перспективных разработанных новых компрессорных масел в режиме испытания приближенного к условиям эксплуатации. А именно установка должна имитировать процесс окисления в компрессоре ВД при температуре 260°С.The authors were faced with the task of developing a setup for a simple, low-cost and non-labor-intensive laboratory express method that allows one to quickly assess the tendency to form HTOs and rank promising new compressor oils developed in a test mode close to operating conditions. Namely, the installation should simulate the oxidation process in a high pressure compressor at a temperature of 260°C.

В результате анализа источников патентной и научно-технической информации были выявлены технические решения, частично удовлетворяющие поставленной задаче: достоверной оценки склонности современных компрессорных масел к образованию ВТО.As a result of the analysis of sources of patent and scientific and technical information, technical solutions were identified that partially satisfy the task set: a reliable assessment of the tendency of modern compressor oils to form WTO.

Известна установка для оценки склонности масел (в частности, авиационных и моторных) к образованию высокотемпературных отложений, содержащая дозатор пробы, размещенный в теплоизолирующем коробе обогреваемый оценочный элемент, выполненный в виде параллелепипеда с прямоугольной продольной выемкой по всей длине этого участка, в заданных точках которого установлены датчики температуры, измеритель длины участка с отложениями, закрепленный с возможностью перемещения по прозрачной крышке, закрывающей теплоизолированный короб, жестко закрепленный под углом а к горизонтальной плоскости. В установке имеется датчик наличия масла в дозаторе, подключенный, как и измеритель длины участка с отложениями, к блоку обработки информации [3 - RU №2345349 С1].There is a known installation for assessing the tendency of oils (in particular, aviation and motor oils) to form high-temperature deposits, containing a sample dispenser, a heated evaluation element placed in a heat-insulating box, made in the form of a parallelepiped with a rectangular longitudinal recess along the entire length of this section, at specified points of which temperature sensors, a length meter for the section with deposits, mounted with the ability to move on a transparent cover covering a thermally insulated box, rigidly fixed at an angle a to the horizontal plane. The installation has a sensor for the presence of oil in the dispenser, connected, like a length meter for the section with deposits, to the information processing unit [3 - RU No. 2345349 C1].

Недостатки данной установки: не моделирует условия работы компрессора высокого давления (далее - ВД), в котором над маслом проходит большое количества окислителя; низкая достоверность результатов, вызываемая невозможностью воспроизводить идентичные условия окисления масла при сравнении с эталонным образцом; при испытании современных компрессорных масел образуется незначительное количество ВТО (1,4-6,0%).Disadvantages of this installation: it does not simulate the operating conditions of a high-pressure compressor (hereinafter - HP), in which a large amount of oxidizer passes over the oil; low reliability of the results caused by the inability to reproduce identical oil oxidation conditions when compared with a reference sample; When testing modern compressor oils, a small amount of WTO is formed (1.4-6.0%).

Наиболее близкой по технической сущности и взятой за прототип является установка [4 - RU №2446397 С1], реализующая способ окисления компрессорных масел, которая содержит корпус, внутри которого размещен нагреватель и датчик измерения температуры нагрева бюкса, устанавливаемого в посадочное место, выполненное по центральной оси внутренней поверхности корпуса, полую цилиндрическую насадку, герметично закрепленную нижним торцом на корпусе, концентрично установленную в цилиндрической насадке и закрепленную на ее верхнем торце большей ступенью фигурную вставку, в которой выполнены центральный осевой канал подачи и выхода окислителя и канал подачи и выхода хладагента, наружная поверхность средней ступени фигурной вставки имеет гофры и размещена относительно внутренней поверхности цилиндрической насадки с образованием кольцевого зазора, который связан с каналами подачи и выхода окислителя, нижняя ступень фигурной вставки выполнена в виде конуса, вершина которого обращена к рабочей поверхности бюкса, и дозатор масла на поверхность бюкса, причем дозатор масла на поверхность бюкса выполнен в виде насоса высокого давления и связан с центральным осевым каналом фигурной вставки, вершина конуса которой удалена от рабочей поверхности бюкса на расстояние 3 мм. Установка также содержит источник избыточного давления окислителя, рассекатель потока окислителя и контур регулирования давления окислителя в кольцевом зазоре, при этом источник избыточного давления окислителя установлен на входе в канал подачи окислителя, рассекатель потока окислителя - в кольцевом зазоре, закреплен на выходном торце канала подачи окислителя, в канале выхода которого установлен запорный клапан контура регулирования давления окислителя в кольцевом зазоре, а бюксы выполнены из металлов, используемых при изготовлении деталей цилиндро-поршневой группы компрессоров [4 - RU №2446397 C1 - прототип].The closest in technical essence and taken as a prototype is the installation [4 - RU No. 2446397 C1], which implements a method for oxidizing compressor oils, which contains a housing, inside of which there is a heater and a sensor for measuring the heating temperature of a bottle installed in a seat made along the central axis the inner surface of the housing, a hollow cylindrical nozzle, hermetically sealed at the lower end on the body, concentrically installed in the cylindrical nozzle and fixed on its upper end with a larger step, a shaped insert in which a central axial channel for supplying and exiting the oxidizer and a channel for supplying and exiting the refrigerant are made, outer surface the middle stage of the shaped insert has corrugations and is placed relative to the inner surface of the cylindrical nozzle to form an annular gap, which is connected to the oxidizer supply and exit channels, the lower stage of the shaped insert is made in the form of a cone, the top of which faces the working surface of the bottle, and an oil dispenser is placed on the surface of the bottle , and the oil dispenser on the surface of the bottle is made in the form of a high-pressure pump and is connected to the central axial channel of a shaped insert, the top of the cone of which is removed from the working surface of the bottle at a distance of 3 mm. The installation also contains a source of excess pressure of the oxidizer, an oxidizer flow divider and an oxidizer pressure control circuit in the annular gap, while the source of excess pressure of the oxidizer is installed at the entrance to the oxidizer supply channel, the oxidizer flow divider is in the annular gap, fixed at the output end of the oxidizer supply channel, in the output channel of which a shut-off valve is installed for the oxidizer pressure control circuit in the annular gap, and the bottles are made of metals used in the manufacture of parts of the cylinder-piston group of compressors [4 - RU No. 2446397 C1 - prototype].

Недостатки данной установки: отсутствие условий имитации работы компрессора ВД, в котором рабочая пленка компрессорного масла подвергается воздействию большого количество окислителя, уменьшая значительную часть летучих соединений, образующихся в ходе работы компрессор ВД; невысокая точность результатов, вызываемая невозможностью воспроизводить идентичные условия окисления для небольших количеств испытуемого масла (до 5 г) в сравнении с эталонным образцом; при испытании современных компрессорных масел образуется малое количество ВТО, что исключает возможность каких-либо заключений без значительного увеличения времени окисления и количества испытуемого масла; испарившуюся фракцию конденсируют обратно в испытательный образец, что вносит значительную погрешность в результат определения количества испарившегося масла; незначительное расхождение в образовании отложений масел (порядка 1,4-2,6 мас.%), в пределах значения ошибки чувствительности данного метода, а так же не учитывает расход масла (6 мас.%) за час работы [2 - стр. 1-9]. Следовательно, при попытке применить указанную установку авторы выявили малую чувствительность для дифференциации современных компрессорных масел к образованию ВТО.Disadvantages of this installation: the absence of conditions for simulating the operation of a high pressure compressor, in which the working film of compressor oil is exposed to a large amount of oxidizer, reducing a significant part of the volatile compounds formed during operation of the high pressure compressor; low accuracy of results caused by the inability to reproduce identical oxidation conditions for small quantities of the test oil (up to 5 g) in comparison with the reference sample; when testing modern compressor oils, a small amount of WTO is formed, which excludes the possibility of any conclusions without a significant increase in the oxidation time and the amount of tested oil; the evaporated fraction is condensed back into the test sample, which introduces a significant error in the result of determining the amount of evaporated oil; slight discrepancy in the formation of oil deposits (about 1.4-2.6 wt.%), within the sensitivity error value of this method, and also does not take into account oil consumption (6 wt.%) per hour of operation [2 - page 1 -9]. Consequently, when trying to apply this installation, the authors revealed low sensitivity for differentiating modern compressor oils to the formation of WTO.

Технический результатом полезной модели - повышение точности полученных результатов за счет приближения условий испытаний к условиям реальной эксплуатации компрессоров ВД и других поршневых воздушных компрессоров с одновременным повышением достоверностью полученных результатов.The technical result of the utility model is to increase the accuracy of the results obtained by bringing the test conditions closer to the conditions of actual operation of high pressure compressors and other piston air compressors while simultaneously increasing the reliability of the results obtained.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для оценки склонности компрессорных масел к образованию высокотемпературных отложений, содержащая канал подачи окислителя в корпус, внутри которого размещены нагревательный элемент и датчик температуры встроенные в стальной диск, на поверхности которого выполнены посадочные места для изготовленных из металла, используемого для смазываемых деталей компрессора, бюксы, охватываемых полой стальной цилиндрической насадкой, закрепленной торцом с возможностью замены на стальном диске с образованием кольцевой полости с корпусом установки, согласно полезной модели канал подачи окислителя размещен в кольцевой полости, выполнен в виде фигурной трубки, герметично закрепленной в боковой стенке цилиндрической насадки, снабжен направленным по оси цилиндра в сторону бюксов диффузором, удаленным от поверхности центра стального диска на расстояние 30 мм, а центры посадочных мест для бюксов размещены на стальном диске по окружности, удаленной от центральной оси стального диска на расстояние половины радиуса цилиндрической насадки, при этом боковая стенка бюкса с внутренней стороны выполнена ступенчатой, меньшая по ширине из которых примыкает к торцу бюкса и образует прямоугольную в сечении площадку на большей по ширине ступени.The specified technical result is achieved by the fact that an installation for assessing the tendency of compressor oils to form high-temperature deposits, containing an oxidizer supply channel into the housing, inside of which there is a heating element and a temperature sensor built into a steel disk, on the surface of which there are seats for made of the metal used for lubricated parts of the compressor, a bottle, covered by a hollow steel cylindrical nozzle, fixed at the end with the possibility of replacement on a steel disk to form an annular cavity with the body of the installation, according to the utility model, the oxidizer supply channel is placed in the annular cavity, made in the form of a shaped tube, hermetically fixed in the side wall of the cylindrical nozzle, equipped with a diffuser directed along the axis of the cylinder towards the bottles, distant from the surface of the center of the steel disk at a distance of 30 mm, and the centers of the seats for the bottles are placed on the steel disk along a circle distant from the central axis of the steel disk at a distance of half the radius of the cylindrical nozzle , while the side wall of the bench on the inside is made of steps, the smaller in width of which is adjacent to the end of the bench and forms a rectangular platform on the larger step in width.

На фиг. 1 представлена блок-схема установки для оценки склонности компрессорных масел к образованию высокотемпературных отложений; фиг. 2 - вид по разрезу А-А фиг. 1; фиг. 3 - бюкс в увеличенном масштабе (в разрезе).In fig. Figure 1 shows a block diagram of an installation for assessing the tendency of compressor oils to form high-temperature deposits; fig. 2 - sectional view A-A of FIG. 1; fig. 3 - bottle on an enlarged scale (in section).

Для пояснения работы установки введены следующие условные обозначения:To explain the operation of the installation, the following symbols have been introduced:

1 - Корпус1 - Housing

2 - Стальной диск2 - Steel disc

3 - Крепежная скоба3 - Mounting bracket

4 - Нагревательный элемент4 - Heating element

5 - Датчик температуры5 - Temperature sensor

6 - Бюкс6 - Byuks

7 - Цилиндрическая насадка7 - Cylindrical nozzle

8 - Фигурная трубка8 - Curly tube

9 - Диффузор9 - Diffuser

10 - Углубление10 - Recess

11 - Блок управления11 - Control unit

12 - Ступень12 - Stage

Установка включает корпус 1 в виде трубы с вырезом для доступа к стальному диску 2, закрепленному в корпусе 1 крепежной скобой 3. Нагревательный элемент 4 расположен внизу стального диска, внутри которого установлен датчик температуры 5. На поверхности стального диска 2 выполнены посадочные места для четырех бюксов 6, которые изготовлены из инструментальной стали марки 40 (ГОСТ 1050-2013 Металлопродукция из нелегированных конструкционных качественных и специальных сталей. Общие технические условия.), используемой для производства смазываемых деталей поршневых компрессоров высокого давления. Бюксы 6 охватывает полая стальная цилиндрическая насадка 7, изготовленная из стальной трубы 76×3 мм (ГОСТ 8734-75 «Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент») и высотой 130 мм. На поверхности стального диске 2 сделана круговая проточка для создания прочного разъемного соединения со стальной цилиндрической насадкой 7, что позволяет поднимать цилиндрическую насадку 7 и проводить установку бюксов 6, строго контролируя время испытания с точностью до 5 с. Каналом подачи окислителя является трубка 8, которая впаяна в стенку цилиндрической насадки 7. Трубка 8 снабжена направленным по оси цилиндрической насадки 7 в сторону бюксов 6 диффузором 9, удаленным от центра стального диска на расстояние 30 мм. Это расстояние выбрано, исходя из условия формирования устойчивого равномерного потока окислителя над бюксами с испытуемым маслом и геометрических параметрами реакционной зоны образованной над бюксами на стальном диске 2, ограниченной цилиндрической насадкой 7 и диффузором 9 сверху.The installation includes a housing 1 in the form of a pipe with a cutout for access to a steel disk 2, fixed in the housing 1 with a fastening bracket 3. The heating element 4 is located at the bottom of the steel disk, inside of which a temperature sensor 5 is installed. On the surface of the steel disk 2 there are seats for four bottles 6, which are made of tool steel grade 40 (GOST 1050-2013 Metal products from unalloyed structural high-quality and special steels. General technical conditions.), used for the production of lubricated parts of high-pressure piston compressors. The bottles 6 are covered by a hollow steel cylindrical nozzle 7, made of a steel pipe 76×3 mm (GOST 8734-75 “Cold-deformed seamless steel pipes. Assortment”) and 130 mm high. A circular groove is made on the surface of the steel disk 2 to create a strong detachable connection with the steel cylindrical nozzle 7, which allows you to lift the cylindrical nozzle 7 and install the weighing bottles 6, strictly controlling the test time with an accuracy of up to 5 s. The oxidizer supply channel is tube 8, which is soldered into the wall of the cylindrical nozzle 7. Tube 8 is equipped with a diffuser 9 directed along the axis of the cylindrical nozzle 7 towards the bottles 6, located at a distance of 30 mm from the center of the steel disk. This distance was chosen based on the condition for the formation of a stable uniform flow of oxidizer over the bottles with the test oil and the geometric parameters of the reaction zone formed above the bottles on a steel disk 2, limited by a cylindrical nozzle 7 and a diffuser 9 on top.

В стальном диске 2 выполнено углубление 10 под ртутный термометр для поверки точности работы блока управления 11.In the steel disk 2 there is a recess 10 for a mercury thermometer to check the accuracy of the control unit 11.

Блок управления 11 представляет собой электронное устройство на основе терморегулятора ТРМ10-Щ2.У.ТР, который предназначен для стабилизации температуры стального диска 2.The control unit 11 is an electronic device based on the TRM10-Shch2.U.TR thermostat, which is designed to stabilize the temperature of the steel disk 2.

Верхняя поверхность стального диска 2 отшлифована до параметров шероховатости Ra от 0,63 до 0,32 мкм по ГОСТ 2789-73 «Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.». Нагревательный элемент 4 изготовлен из керамического диска с напылением металлического слоя, обеспечивающего возможность нагрева до 350°С.The upper surface of the steel disk 2 is ground to roughness parameters Ra from 0.63 to 0.32 microns according to GOST 2789-73 “Surface roughness. Parameters and characteristics." Heating element 4 is made of a ceramic disk coated with a metal layer, providing the ability to heat up to 350°C.

Канал подачи окислителя (трубка 8) своей нижней частью проходит по центру цилиндрической насадки 7. Газовый поток проходит над нагретым маслом в бюксах 6 и затем выходит из верхней части цилиндрической насадки 7. Канал подачи окислителя (трубка 8) изготовлен из нержавеющей стали 6x2 мм (ГОСТ 8734-75 «Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. Сортамент».). Диффузор 9 на выходе служит для равномерной подачи воздуха над поверхностью испытуемого масла, находящегося в бюксах 6 тонким слоем. Таким образом, воспроизводится условие работы масла в компрессоре ВД, в котором воздух из цилиндра сжатия переходит на следующую ступень сжатия с газообразной частью масла.The oxidizer supply channel (tube 8) with its lower part runs through the center of the cylindrical nozzle 7. The gas flow passes over the heated oil in bottles 6 and then exits the upper part of the cylindrical nozzle 7. The oxidizer supply channel (tube 8) is made of stainless steel 6x2 mm ( GOST 8734-75 "Cold-formed seamless steel pipes. Assortment."). Diffuser 9 at the outlet serves to uniformly supply air above the surface of the test oil, which is in a thin layer in bottles 6. Thus, the operating condition of the oil in the HP compressor is reproduced, in which the air from the compression cylinder passes to the next compression stage with the gaseous part of the oil.

Бюксы 6, предназначенные для окисления масел в тонком слое, имеют кольцевую ступень 12 размером 0,3 на 0,3 мм (фиг. 3) для предотвращения потерь жидкой фазы масла в ходе проведения испытания. Установка работает следующим образом.The bottles 6, intended for the oxidation of oils in a thin layer, have an annular stage 12 measuring 0.3 by 0.3 mm (Fig. 3) to prevent loss of the liquid phase of the oil during the test. The installation works as follows.

Бюксы 6 перед испытанием должны быть чистыми и сухими. Если они находились в работе и на них имеются лаковые отложения, их кипятят в 10-15% щелочном растворе в течении 20-60 мин, затем тщательно промывают водой. Оставшиеся лаковые отложения снимают любым известным методом. Затем бюксы опускают в стакан с соляной кислотой на 1-2 мин, сливают кислоту, заливают водой и тщательно промывают струей проточной воды при перемешивании, после чего бюксы протирают, высушивают и доочищают шлифовальной шкуркой. И в конце подготовки бюксы промывают растворителем «Нефрас» и выдерживают на фильтровальной бумаге в сушильном шкафу при 100°С в течении 30 мин.Beakers 6 must be clean and dry before testing. If they have been in use and there are varnish deposits on them, they are boiled in a 10-15% alkaline solution for 20-60 minutes, then thoroughly washed with water. The remaining varnish deposits are removed by any known method. Then the bottles are immersed in a glass with hydrochloric acid for 1-2 minutes, the acid is drained, filled with water and thoroughly washed with a stream of running water while stirring, after which the bottles are wiped, dried and further cleaned with sandpaper. And at the end of preparation, the bottles are washed with Nefras solvent and kept on filter paper in a drying cabinet at 100°C for 30 minutes.

Каждый бюкс 6 нумеруют и взвешивают на весах, имеющих погрешность не более 0,0002 г, для получения значения Ml (Таблица 1 столбец 3).Each bottle 6 is numbered and weighed on scales having an error of no more than 0.0002 g to obtain the Ml value (Table 1, column 3).

Пример 1. Необходимо определить склонности компрессорных масел К4-20 м, Ксм4-20 (ГОСТ 1861-73 «Масла компрессорные. Технические условия») и КС-19 (ГОСТ 92434-75 «Масло компрессорное из сернистых нефтей КС-19. Технические условия») к образованию высокотемпературных отложений. За эталонное масло принято синтетическое компрессорное масло К4-20 м для компрессоров высокого давления, разработанное АО «СвНИИНП по СТО 00151911-2019, опытно-промышленная партия которого с положительным результатом прошла 1000-часовые стендовые испытания в теплонапряженном электрокомпрессоре высокого давления ЭКЗ0А-1 в 2021 г. [2 - стр. 25].Example 1. It is necessary to determine the propensities of compressor oils K4-20 m, Ksm4-20 (GOST 1861-73 “Compressor oils. Technical conditions”) and KS-19 (GOST 92434-75 “Compressor oil from sulfur oils KS-19. Technical conditions ") to the formation of high-temperature deposits. The reference oil is synthetic compressor oil K4-20 m for high-pressure compressors, developed by JSC SvNIINP according to STO 00151911-2019, a pilot batch of which passed 1000-hour bench tests with positive results in a heat-stressed electric high-pressure compressor EKZ0A-1 in 2021 [2 - page 25].

В бюкс 6 берется навеска испытуемого масла (М3) (Таблица 1 столбец 5) массой ~0,03 г. Стальной диск 2 установки для оценки склонности компрессорных масел к образованию высокотемпературных отложений (Далее установка) нагревают до температуры 260°С с цилиндрической насадкой 7 и включенной подачей окислителя с расходом 0,186 м³/час (в нашем случае воздух 3 100 мл/мин). После выхода установки на стабильный режим цилиндрической насадку 7 приподнимают, бюксы 6 с навеской испытуемых масел размещают в посадочные места на стальном диске 2. Цилиндрическую насадку 7 устанавливают в крепежный паз на стальном диске 2. По прошествии 60 мин цилиндрическую насадку убирают и бюксы 6 перемещают со стального диска 2 в эксикатор и охлаждают в течение 20 мин.A sample of the test oil (M3) (Table 1, column 5) weighing ~0.03 g is taken into weighing bottle 6. Steel disk 2 of the installation for assessing the tendency of compressor oils to form high-temperature deposits (Next installation) is heated to a temperature of 260°C with a cylindrical attachment 7 and switched on oxidizer supply with a flow rate of 0.186 m ³ /hour (in our case, air 3,100 ml/min). After the installation reaches a stable mode, the cylindrical nozzle 7 is lifted, the bottles 6 with a sample of the test oils are placed in seats on the steel disk 2. The cylindrical nozzle 7 is installed in the mounting groove on the steel disk 2. After 60 minutes, the cylindrical nozzle is removed and the bottles 6 are moved from steel disk 2 into a desiccator and cool for 20 minutes.

Точную массу навески испытуемого масла (М3) получают вычитанием массы соответствующего бюкса 6 (M1) из массы бюкса с навеской (М2) (в скобках приведены данные для расчета по маслу КС-19 строка 4 из Таблицы 1):The exact mass of a sample of the test oil (M3) is obtained by subtracting the mass of the corresponding bottle 6 (M1) from the mass of the bottle with the sample (M2) (calculation data for KS-19 oil, line 4 from Table 1 is given in parentheses):

М3=М2 - M1=2,1118 - 2,0786=0,0332M3=M2 - M1=2.1118 - 2.0786=0.0332

Массу испарившейся доли навески (М6) вычисляют по разности веса бюкса с навеской до (М2) и после окисления (М4), как описано в RU №2589284 С1 «Способ оценки склонности смазочных масел к образованию высокотемпературных отложений»:The mass of the evaporated fraction of the sample (M6) is calculated from the difference in the weight of the bottle with the sample before (M2) and after oxidation (M4), as described in RU No. 2589284 C1 “Method for assessing the tendency of lubricating oils to form high-temperature deposits”:

М6=М2 - М4=2,1118 - 2,0942=0,0176M6=M2 - M4=2.1118 - 2.0942=0.0176

Бюкс 6 с остатком помещают в экстракционный аппарат (ГОСТ 23175-78 Масла смазочные. Метод оценки моторных свойств и определения термоокислительной стабильности) и с помощью растворителя пентана извлекают жидкую фазу испытуемого компрессорного масла.Beaker 6 with the residue is placed in an extraction apparatus (GOST 23175-78 Lubricating oils. Method for assessing motor properties and determining thermal-oxidative stability) and using a pentane solvent, the liquid phase of the tested compressor oil is extracted.

В случае образования нерастворенных в пентане твердых отложений, после полного охлаждения экстракционного аппарата, бюкс 6 помещают в сушильный шкаф на фильтровальной бумаге, выдерживают при температуре 100°С в течение 30 мин. Если на фильтровальной бумаге обнаруживаются частицы лака, их переносят в бюкс к твердым отложениям. Бюкс 6 с проэкстрагированным остатком взвешивают (М5). Массу образованных отложений (М7) вычисляют вычитанием массы бюкса 6 (M1):In case of formation of solid deposits undissolved in pentane, after complete cooling of the extraction apparatus, bottle 6 is placed in a drying cabinet on filter paper and kept at a temperature of 100°C for 30 minutes. If varnish particles are found on the filter paper, they are transferred to a bottle of solid deposits. Beaker 6 with the extracted residue is weighed (M5). The mass of deposits formed (M7) is calculated by subtracting the mass of weighing bottle 6 (M1):

М7=М5 - M1=2,0893 - 2,0786=0,0107M7=M5 - M1=2.0893 - 2.0786=0.0107

По полученным результатам вычисляют массу жидкой фазы (М8) окисленного масла:Based on the results obtained, the mass of the liquid phase (M8) of the oxidized oil is calculated:

М8=М3 - М6 - М7=0,0332 - 0,0176 - 0,0107=0,0049M8=M3 - M6 - M7=0.0332 - 0.0176 - 0.0107=0.0049

Все данные и значения, полученные в ходе проведения испытаний, и вычислений коэффициента компрессорных масел приведены в Таблице 1. По формулам вычисляем:All data and values obtained during testing and calculations of the coefficient of compressor oils are given in Table 1. Using the formulas we calculate:

где Г - % испарившейся доли от исходной массы навески исследуемого масла в процентах соответственно по каждому маслу;where G is the % of the evaporated fraction of the initial mass of the sample of the test oil in percentage, respectively, for each oil;

Ж - % сохранившейся жидкой фазы от исходной массы навески исследуемого масла в процентах соответственно по каждому маслу;F - % of the preserved liquid phase from the initial mass of the sample of the test oil in percentage, respectively, for each oil;

Л - % ВТО от исходной массы навески исследуемого масла;L - % WTO from the initial mass of the test oil sample;

j - номер бюкса навески исследуемого масла.j is the sample bottle number of the test oil.

Полученные одновременно в одинаковых условиях окисления % показатели навески испытуемого масла (Г_j; Л_j; Ж_j) используют для расчета Безразмерного балльного критерия (К_ББК) относительно % показателей эталонного масла (Г_ЭТ; Л_ЭТ; Ж_ЭТ) по формуле и округляют до 0,1:The % indicators of a sample of the test oil (G _j ; L _j ; F _j ) obtained simultaneously under the same oxidation conditions are used to calculate the Dimensionless Point Criterion (K _BBK ) relative to the % indicators of the reference oil (G _ET ; L _ET ; Zh _ET ) according to the formula and rounded up to 0.1:

Оценку склонности перспективных компрессорных масел к образованию ВТО осуществляют путем расчета значения безразмерного балльного критерия (К_ББК), вычисляемого по полученным результатам соответствующих определенной пробе масла относительно с результатами эталонного масла. Безразмерный балльный критерий К_ББК может принимать значение от 1 до 4, где масла со значениями 2 и ниже относят к маслам с низкой термоокислительной стабильностью и отбраковываются, выше 2 - соответствуют требованиям компрессорных масел по показателю ВТО.The assessment of the propensity of promising compressor oils to form HTO is carried out by calculating the value of the dimensionless point criterion (K _BBK ), calculated from the results obtained corresponding to a certain oil sample relative to the results of the reference oil. The dimensionless scoring criterion K _BBK can take a value from 1 to 4, where oils with values of 2 and below are classified as oils with low thermal-oxidative stability and are rejected, above 2 - meet the requirements of compressor oils according to the WTO indicator.

С помощью установки был проведен анализ товарных масел к образованию ВТО по 3ем параллельным испытаниям при температуре 260°С, расходе окислителя 0,186 м³/час (3 100 мл/мин), время окисления 60 мин, материал бюкса 5 - сталь марки 40. Данные параметры испытаний соответствуют условиям работы одного из серийных компрессоров ЭКЗ0А-1 [2 - стр. 25]. Результаты испытаний к склонности образованию ВТО и последовательность вычисления К_ББК товарных компрессорных масел К4-20 м, Ксм4-20 и КС-19 по сравнению с К4-20 представлены в Таблице 1.Using the installation, an analysis of commercial oils for the formation of WTO was carried out according to 3 parallel tests at a temperature of 260°C, an oxidizer flow rate of 0.186 m ³ /hour (3,100 ml/min), oxidation time of 60 minutes, bottle material 5 - grade 40 steel. Data The test parameters correspond to the operating conditions of one of the serial compressors EKZ0A-1 [2 - page 25]. The test results for the tendency to form WTO and the sequence of calculating the K _BBK of commercial compressor oils K4-20 m, Ksm4-20 and KS-19 in comparison with K4-20 are presented in Table 1.

Полученные результаты идентичны с разбросом значений при трех повторенных испытаниях не более 0,06, что при округлении числового значения К_ББК до одной десятой, процент ошибки составляет не более 1,5%. Установка позволяет малозатратным способом достоверно оценить склонность к образованию ВТО за счет создания условий проведения испытаний, близких к реальным условиям работы масла при эксплуатации компрессоров.The results obtained are identical with a spread of values in three repeated tests of no more than 0.06, which, when rounding the numerical value of K _BBK to one tenth, the percentage of error is no more than 1.5%. The installation makes it possible, in a low-cost way, to reliably assess the tendency to form WTO by creating test conditions that are close to the actual operating conditions of the oil during compressor operation.

Таким образом благодаря совокупности существенных признаков узлов и деталей установки, изложенных в формуле изобретения (наличие изогнутой трубки окислителя фигурной трубки, направленным по оси цилиндра в сторону нагревателя бюксов диффузором на расстояние 30 мм, а центры посадочных мест для бюксов размещены на расстояние половины радиуса цилиндрической насадки, боковая стенка бюкса с внутренней стороны выполнена ступенчатой) и методике получения числового значения К_ББК, достигается достоверная оценка склонности испытуемого масла, предназначенного для смазки поршневых воздушных компрессоров высокого давления, к образованию ВТО, за счет одновременного проведения лабораторных испытаний нескольких навесок (не менее трех) исследуемого масла с эталонным маслом, которые приближены к реальным условиям эксплуатации компрессорного масла (температура t=260°C, подача окислит V=0,186 м³/час (3 100 мл/мин) и время окисления τ=60 мин).Thus, thanks to the combination of essential features of the units and installation parts set out in the claims (the presence of a curved oxidizer tube of a shaped tube directed along the cylinder axis towards the bottle heater with a diffuser at a distance of 30 mm, and the centers of the bottle seats are located at a distance of half the radius of the cylindrical nozzle , the side wall of the bottle on the inside is made stepwise) and the method of obtaining the numerical value K _BBK , a reliable assessment of the tendency of the test oil intended for lubrication of high-pressure piston air compressors to form WTO is achieved by simultaneously conducting laboratory tests of several samples (at least three ) of the studied oil with a reference oil, which are close to the actual operating conditions of the compressor oil (temperature t=260°C, oxidation supply V=0.186 m ³ /hour (3,100 ml/min) and oxidation time τ=60 min).

Claims

An installation for assessing the tendency of compressor oils to form high-temperature deposits, containing a channel for supplying an oxidizer to the housing, inside of which there is a heating element and a temperature sensor built into a steel disk, on the surface of which there are seats for bottles made of metal used for lubricated parts of the compressor , covered by a hollow steel cylindrical nozzle, fixed at the end with the possibility of replacement on a steel disk to form an annular cavity with the body of the installation, characterized in that the oxidizer supply channel is located in the annular cavity, made in the form of a shaped tube, hermetically fixed in the side wall of the cylindrical nozzle, equipped a diffuser directed along the axis of the cylinder towards the bottles, located at a distance of 30 mm from the surface of the center of the steel disk, and the centers of the seats for the bottles are placed on the steel disk along a circle distant from the central axis of the steel disk at a distance of half the radius of the cylindrical nozzle, while the side wall The bench on the inside is made of steps, the smaller width of which is adjacent to the end of the bench and forms a rectangular platform on the larger step.