RU2240558C1 - Method of determining thermal stability of lubricating oil - Google Patents

Method of determining thermal stability of lubricating oil Download PDF

Info

Publication number
RU2240558C1
RU2240558C1 RU2003110308/12A RU2003110308A RU2240558C1 RU 2240558 C1 RU2240558 C1 RU 2240558C1 RU 2003110308/12 A RU2003110308/12 A RU 2003110308/12A RU 2003110308 A RU2003110308 A RU 2003110308A RU 2240558 C1 RU2240558 C1 RU 2240558C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
oil
thermal stability
coefficient
determined
Prior art date
Application number
RU2003110308/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003110308A (en
Inventor
Б.И. Ковальский (RU)
Б.И. Ковальский
С.И. Васильев (RU)
С.И. Васильев
С.Б. Ковальский (RU)
С.Б. Ковальский
Original Assignee
Красноярский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Красноярский государственный технический университет filed Critical Красноярский государственный технический университет
Priority to RU2003110308/12A priority Critical patent/RU2240558C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2240558C1 publication Critical patent/RU2240558C1/en
Publication of RU2003110308A publication Critical patent/RU2003110308A/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

FIELD: investigating and analyzing of materials.
SUBSTANCE: method includes sampling lubricating oil to be investigated, separating the sample into two samples, heating the samples, and mixing the samples without air access during at least three hours. For each subsequent sample the temperature is heightened by a constant value and, then, light absorption coefficient, viscosity, coefficient of energy condition are determined, the samples are centrifuged and the characteristics are determined again. The thermal stability is determined from these values before and after centrifuging the samples.
EFFECT: enhanced reliability.
3 dwg

Description

Изобретение относится к испытаниям смазочных масел и может быть использовано для оценки их термической стабильности.The invention relates to tests of lubricating oils and can be used to assess their thermal stability.

Известен способ определения температурной стойкости граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий (Матвеевский P.M. Температурная стойкость граничных смазочных слоев и твердых смазочных покрытий при трении металлов и сплавов. - М.: Наука. 1971. 227 с) путем измерения коэффициента трения. Принятый показатель оценивает поведение смазочного материала в зависимости от температуры.A known method for determining the temperature resistance of the boundary lubricating layers and solid lubricant coatings (Matveevsky P.M. Temperature resistance of the boundary lubricating layers and solid lubricant coatings during friction of metals and alloys. - M .: Nauka. 1971. 227 c) by measuring the coefficient of friction. The accepted indicator evaluates the behavior of the lubricant as a function of temperature.

Известный способ обладает недостаточной информативностью о термической стабильности смазочных масел, т.к. коэффициент трения может быть одинаковым при разных температурах испытания. Кроме того, коэффициент трения зависит от фрикционных свойств материалов пары трения, которые могут изменяться в зависимости от пакета присадок в смазочном материале.The known method has insufficient information about the thermal stability of lubricating oils, because the friction coefficient may be the same at different test temperatures. In addition, the coefficient of friction depends on the frictional properties of the materials of the friction pair, which may vary depending on the additive package in the lubricant.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ определения термической стабильности смазочного масла. (Авт. свид. №1525576, кл. G 01 N 33/30, Б.И. №44, 1989) путем его циклической прокатки через жиклер с использованием нагревания до температуры выше температуры коксования смазочного масла и охлаждения с последующим определением стабильности по изменению скорости прокачивания масла. Согласно способу масло предварительно подают в сообщающуюся с жиклером термокамеру, оси отверстий которых совпадают и расположены горизонтально, и после истечения масла из термокамеры до нижнего уровня жиклера осуществляют нагрев термокамеры и жиклера до температуры выше температуры коксования смазочного масла.The closest in technical essence and the achieved result is a method for determining the thermal stability of lubricating oil. (Auth. Certificate. No. 1525576, class G 01 N 33/30, B.I. No. 44, 1989) by rolling it through a jet using heating to a temperature above the coking temperature of the lubricating oil and cooling, followed by determination of the stability by change oil pumping speed. According to the method, the oil is preliminarily fed into a heat chamber in communication with the nozzle, the axis of the holes of which coincide and are horizontal, and after the oil flows from the heat chamber to the lower level of the nozzle, the heat chamber and nozzle are heated to a temperature above the coking temperature of the lubricating oil.

Известный способ обладает низкой информативностью о термической стабильности смазочных масел, т.к. не учитывает влияния температуры на вязкость и загрязнение испытуемых масел продуктами термической деструкции.The known method has low information about the thermal stability of lubricating oils, because does not take into account the effect of temperature on the viscosity and contamination of the tested oils with thermal degradation products.

Задачей изобретения является повышение информативности способа определения термической стабильности смазочных масел путем учета дополнительно изменения таких параметров испытуемого масла как: вязкость, коэффициент энергетического состояния, температура начала нагарообразования, разность коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования при фотометрировании термически испытанного масла.The objective of the invention is to increase the information content of the method for determining the thermal stability of lubricating oils by taking into account additional changes in such parameters of the test oil as viscosity, coefficient of energy state, the temperature of the onset of carbonization, the difference in the absorption coefficients of the light flux before and after centrifugation during photometry of thermally tested oils.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения термической стабильности смазочного масла путем нагревания, согласно изобретению, отбирают пробу масла, делят ее на равные части, каждую из которых нагревают и перемешивают при атмосферном давлении без доступа воздуха с конденсацией паров и отвода конденсата не менее трех часов, при этом для каждой последующей части пробы масла температуру испытания повышают на постоянную величину, после чего определяют коэффициент поглощения светового потока, вязкость, коэффициент энергетического состояния, центрифугируют, повторно определяют коэффициент поглощения светового потока, строят их графические зависимости от температуры, а термическую стабильность смазочного масла определяют по вязкости, коэффициенту энергетического состояния, температуре начала нагарообразования и разности коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования.The problem is solved in that in a method for determining the thermal stability of a lubricating oil by heating, according to the invention, an oil sample is taken, divided into equal parts, each of which is heated and stirred at atmospheric pressure without access of air with vapor condensation and at least three condensate drains hours, while for each subsequent part of the oil sample, the test temperature is increased by a constant value, after which the light absorption coefficient, viscosity, energy coefficient are determined conditions, centrifuged, re-determined the absorption coefficient of the light flux, plot their temperature dependencies, and the thermal stability of the lubricating oil is determined by viscosity, energy coefficient, the temperature of the onset of carbonization and the difference in the absorption coefficients of the light flux before and after centrifugation.

Сравнительный анализ прототипа и заявляемого способа показал, что последний обладает следующими отличительными признаками.A comparative analysis of the prototype and the proposed method showed that the latter has the following distinctive features.

Испытание смазочных масел в диапазоне температур от 140 до 300°С с интервалом, например, 20°С с перемешиванием не менее трех часов позволяют определить изменение таких показателей как: вязкость, коэффициент энергетического состояния, температура начала нагарообразования и разность коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования термически испытанной пробы масла. Все эти отличительные признаки в совокупности направлены на решение поставленной задачи - повышения информативности способа определения термической стабильности смазочных масел.Testing of lubricating oils in the temperature range from 140 to 300 ° C with an interval of, for example, 20 ° C with stirring for at least three hours allows you to determine the change in such indicators as viscosity, energy coefficient, the temperature of the onset of carbonization and the difference in the absorption coefficients of the light flux to and after centrifuging a thermally tested oil sample. All these distinctive features are collectively aimed at solving the problem - increasing the information content of the method for determining the thermal stability of lubricating oils.

На фиг.1, 2 изображены зависимости коэффициента поглощения светового потока Кп и Кпц соответственно до и после центрифугирования и их разности Кп-Кпц (а); вязкости ηт (б); коэффициента энергетического состояния Кэ (в) от температуры испытания отработанных минерального масла Шеврон 15W-40 и синтетического масла Mobil OW-40 SJ/CF; на фиг.3 изображена схема устройства для испытания масел на термическую стабильность.Figure 1, 2 shows the dependence of the absorption coefficient of the light flux Kp and Kpc, respectively, before and after centrifugation and their difference Kp-Kpc (a); viscosity η t (b); coefficient of energy state Ke (c) versus test temperature of spent Chevron 15W-40 mineral oil and Mobil OW-40 SJ / CF synthetic oil; figure 3 shows a diagram of a device for testing oils for thermal stability.

Пример конкретного исполнения способа.An example of a specific implementation of the method.

Испытанию подвергались отработанные минеральное масло Шеврон 15W-40 (фиг.1 а, б, в) и синтетическое масло Mobil OW-40 SJ/CF (фиг.2 а, б, в).The tested were spent mineral oil Chevron 15W-40 (Fig. 1 a, b, c) and synthetic oil Mobil OW-40 SJ / CF (Fig. 2 a, b, c).

Перед испытаниями на термическую стабильность часть пробы масла массой 50 грамм наливают в алюминиевый стакан 1 (фиг.3), который герметично соединяется с холодильником 2, выполненным с механической мешалкой 3, полостями 4, 5 для сбора и отвода конденсата. Затем стакан устанавливают в печь 6.Before thermal stability tests, part of a 50 gram oil sample is poured into an aluminum beaker 1 (Fig. 3), which is hermetically connected to a refrigerator 2 made with a mechanical stirrer 3, cavities 4, 5 for collecting and draining condensate. Then the glass is installed in the oven 6.

С помощью задатчика температуры устанавливают ее значение, равное 140°С. Это минимальная температура, при которой в течение трех и более часов происходят термические изменения в смазочных маслах. Затем включают нагрев и вращение механической мешалки 3 с помощью электропривода 7, при наборе температуры равной 140°С, регистрируют время начала испытания. В дальнейшем при испытании температура поддерживается автоматически.Using the temperature setter, set its value equal to 140 ° C. This is the minimum temperature at which thermal changes in lubricating oils occur within three or more hours. Then, the heating and rotation of the mechanical stirrer 3 are turned on using the electric drive 7, when the temperature is set equal to 140 ° C, the start time of the test is recorded. Subsequently, during the test, the temperature is maintained automatically.

После испытания масла на термическую стабильность в течение четырех часов нагрев печи 6 и механическую мешалку 3 отключают, а стакан 1 совместно с холодильником 2 вынимают из печи и подвергают остыванию до температуры 40-50°С. Затем стакан отсоединяют от холодильника, а термически испытанную пробу масла подвергают фотометрированию для определения коэффициента поглощения светового потока Кп, при толщине фотометрируемого слоя 0,15 мм. Это позволяет определить концентрацию общих примесей в масле (растворимых и не растворимых). Затем определяют вязкость ηт, центрифугируют и повторно фотометрируют пробу масла для определения концентрации растворимых примесей в испытанном масле (Кпц). Определяют коэффициент энергетического состояния Кэ из выраженияAfter testing the oil for thermal stability for four hours, the heating of the furnace 6 and the mechanical stirrer 3 are turned off, and the glass 1 together with the refrigerator 2 is removed from the furnace and cooled to a temperature of 40-50 ° C. Then the glass is disconnected from the refrigerator, and a thermally tested oil sample is subjected to photometry to determine the absorption coefficient of the light flux Kp, with a thickness of the photometer layer of 0.15 mm. This allows you to determine the concentration of total impurities in the oil (soluble and insoluble). Then, the viscosity η t is determined, the oil sample is centrifuged and photometric again to determine the concentration of soluble impurities in the tested oil (Cpc). The coefficient of the energy state of Ke is determined from the expression

Кэ=1-Кп·ηт/ηисх,Ke = 1-Kp · η t / η ref ,

где Кп - коэффициент поглощения светового потока термически испытанного масла (до центрифугирования); ηт - вязкость работавшего масла после термических испытаний, сСт; ηисх - вязкость исходного товарного масла, сСт.where Kp is the absorption coefficient of the light flux of thermally tested oil (before centrifugation); η t - viscosity of the working oil after thermal tests, cSt; η ref is the viscosity of the original marketable oil, cSt.

Данный показатель характеризует процесс деструкции присадок в зависимости от температуры испытания.This indicator characterizes the process of degradation of additives depending on the test temperature.

Определяют разность значений коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования термически испытанного масла.The difference in the values of the absorption coefficients of the light flux before and after centrifugation of the thermally tested oil is determined.

Вторую часть пробы работавшего масла испытывают при температуре 160°С, по той же технологии измеряют те же параметры, что и при температуре 140°С, наблюдая за образование нагара. Остальные части пробы масла последовательно испытывают при температуре выше предыдущей на 20°С. Результаты испытаний отработанного масла сводят в таблицы 1 и 2, строят графические зависимости показателей термической стабильности от температуры испытаний фиг.1 (а, б, в) и фиг.2 (а, б, в).The second part of the working oil sample is tested at a temperature of 160 ° C. The same parameters are measured using the same technology as at a temperature of 140 ° C, observing the formation of soot. The remaining parts of the oil sample are successively tested at a temperature above the previous one by 20 ° C. The test results of the used oil are summarized in tables 1 and 2, and graphical dependences of the thermal stability indices on the test temperature of Fig. 1 (a, b, c) and Fig. 2 (a, b, c) are built.

Термическую стабильность масла определяют по изменению вязкости при увеличении температуры испытания; изменению коэффициента энергетического состояния; температуре начала нагарообразования; разности коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования.The thermal stability of the oil is determined by the change in viscosity with increasing test temperature; a change in the coefficient of the energy state; the temperature of the onset of carbonization; the difference in the absorption coefficients of the light flux before and after centrifugation.

Вязкость масла при испытании на термическую стабильность (фиг.1б) и (фиг.2б) изменяется в результате увеличения концентрации продуктов деструкции присадок.The viscosity of the oil when tested for thermal stability (figb) and (figb) changes as a result of an increase in the concentration of the products of degradation of additives.

Коэффициент энергетического состояния (фиг.1в и фиг.2в) испытуемого масла уменьшается с увеличением температуры испытания в результате изменения в нем концентрации присадок.The coefficient of energy state (figv and figv) of the test oil decreases with increasing test temperature as a result of changes in the concentration of additives.

Температура начала нагарообразования зависит от наработки смазочного масла. С увеличением наработки температура нагарообразования уменьшается.The temperature of the onset of carbonization depends on the operating time of the lubricating oil. With an increase in operating time, the carbonization temperature decreases.

Разность между значениями коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования (фиг.1а и фиг.2а) характеризует изменение концентрации нерастворимых примесей от температуры испытания, которые образуются в результате деструкции присадок.The difference between the values of the absorption coefficients of the light flux before and after centrifugation (figa and figa) characterizes the change in the concentration of insoluble impurities from the test temperature, which are formed as a result of the destruction of additives.

Судя по результатам испытания фиг.1а, б, в, табл.1, фиг.2а, б, в, табл.2 термическая стабильность смазочных масел Шеврон 15W-40 и Mobil OW-40 определяется температурой 260°С, т.к. увеличение температуры испытания выше 260°С приводит к резкому изменению параметров, характеризующих термическую стабильность смазочного масла.Judging by the test results of figa, b, c, table 1, figa, b, c, table 2, the thermal stability of Chevron 15W-40 and Mobil OW-40 lubricants is determined by the temperature of 260 ° C, because an increase in the test temperature above 260 ° C leads to a sharp change in the parameters characterizing the thermal stability of the lubricating oil.

Предложенный способ определения термической стабильности обладает большей информативностью. Так, информация о характере изменения вязкости смазочного масла от температуры испытания позволяет установить термическую стабильность по температуре начала резкого ее увеличения.The proposed method for determining thermal stability is more informative. Thus, information on the nature of the change in the viscosity of the lubricating oil from the test temperature allows us to establish thermal stability at the temperature at which it begins to increase sharply.

Информация об изменении коэффициента энергетического состояния позволяет определить температуру, при которой наступает резкое его уменьшение в результате деструкции присадок.Information on the change in the coefficient of the energy state makes it possible to determine the temperature at which a sharp decrease occurs as a result of the destruction of additives.

Информация о температуре начала нагарообразования черного цвета характеризует ресурс, который отработало масло. Чем больше времени отработало масло, тем при меньшей температуре наступает нагар.Information about the temperature of the onset of carbonization of black color characterizes the resource that the oil used. The more time the oil has worked, the lower the temperature.

Разность между значениями коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования термически испытанной пробы масла позволяет оценить влияние температуры испытания на деструкцию присадок и образование продуктов деструкции.The difference between the values of the absorption coefficients of the light flux before and after centrifugation of a thermally tested oil sample allows us to evaluate the effect of the test temperature on the degradation of additives and the formation of degradation products.

Применение предлагаемого способа позволяет определить термическую стабильность смазочных масел с более полной информацией о изменении их свойств при температурном воздействии.

Figure 00000002
Figure 00000003
The application of the proposed method allows to determine the thermal stability of lubricating oils with more complete information about the change in their properties during temperature exposure.
Figure 00000002
Figure 00000003

Claims (1)

Способ определения термической стабильности смазочного масла путем нагревания масла с последующим определением стабильности, отличающийся тем, что отбирают пробу масла, делят ее на равные части, каждую из которых нагревают и перемешивают при атмосферном давлении без доступа воздуха с конденсацией паров и отвода конденсата не менее 3 ч, при этом для каждой последующей части пробы масла температуру испытания повышают на постоянную величину, после чего определяют коэффициент поглощения светового потока, вязкость, коэффициент энергетического состояния, центрифугируют, повторно определяют коэффициент поглощения светового потока, строят их графические зависимости от температуры, а термическую стабильность смазочного масла определяют по вязкости, коэффициенту энергетического состояния, температуре начала нагарообразования и разности коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования.A method for determining the thermal stability of a lubricating oil by heating the oil with the subsequent determination of stability, characterized in that a sample of the oil is taken, divided into equal parts, each of which is heated and stirred at atmospheric pressure without access of air with vapor condensation and condensate drain for at least 3 hours at the same time, for each subsequent part of the oil sample, the test temperature is increased by a constant value, after which the absorption coefficient of the light flux, viscosity, and energy coefficient are determined state, centrifuged, re-determined the absorption coefficient of the light flux, build their graphical dependence on temperature, and the thermal stability of the lubricating oil is determined by viscosity, coefficient of energy state, the temperature of the onset of carbonization and the difference in the absorption coefficients of the light flux before and after centrifugation.
RU2003110308/12A 2003-04-10 2003-04-10 Method of determining thermal stability of lubricating oil RU2240558C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110308/12A RU2240558C1 (en) 2003-04-10 2003-04-10 Method of determining thermal stability of lubricating oil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110308/12A RU2240558C1 (en) 2003-04-10 2003-04-10 Method of determining thermal stability of lubricating oil

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2240558C1 true RU2240558C1 (en) 2004-11-20
RU2003110308A RU2003110308A (en) 2004-12-10

Family

ID=34310683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003110308/12A RU2240558C1 (en) 2003-04-10 2003-04-10 Method of determining thermal stability of lubricating oil

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2240558C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2471187C1 (en) * 2011-06-07 2012-12-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Method for determining thermal resistance of lubricating oils
RU2495415C2 (en) * 2011-02-18 2013-10-10 Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" Method for effective monitoring of lubricating oil operability, and device for its implementation
RU2547263C1 (en) * 2014-02-07 2015-04-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of increasing thermal-oxidative stability of lubricating oils
RU2595874C1 (en) * 2015-08-07 2016-08-27 Публичное акционерное общество "Газпром" Method of determining conditional operating life of lubricating oil

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2495415C2 (en) * 2011-02-18 2013-10-10 Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" Method for effective monitoring of lubricating oil operability, and device for its implementation
RU2471187C1 (en) * 2011-06-07 2012-12-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет (СФУ) Method for determining thermal resistance of lubricating oils
RU2547263C1 (en) * 2014-02-07 2015-04-10 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of increasing thermal-oxidative stability of lubricating oils
RU2595874C1 (en) * 2015-08-07 2016-08-27 Публичное акционерное общество "Газпром" Method of determining conditional operating life of lubricating oil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1989540B1 (en) Determination of total base number in marine engine lubricants by elements
RU2240558C1 (en) Method of determining thermal stability of lubricating oil
RU2589284C1 (en) Method for evaluation of tendency of lubricating oils to formation of high temperature deposits
RU2618581C1 (en) Method for determining thermal-oxidative stability of lubricants
RU2366945C1 (en) Method for determination of temperature resistance of lubricant oils
RU2406087C1 (en) Method of determining temperature stability of lubrication oil
RU2318206C1 (en) Method for determining thermal-oxidative stability of lubricating materials
Selby The use of the scanning brookfield technique to study the critical degree of gelation of lubricants at low temperatures
RU2222012C1 (en) Technique establishing durability of lubricating oils
RU2408886C1 (en) Method of determining thermal oxidative stability of lubricant materials
RU2419791C1 (en) Procedure for determination of lubricating property of oil
RU2186386C1 (en) Procedure determining lubricating power of oils
RU2453832C1 (en) Method for accurate determination of displacement factor and relative permeability
Cox et al. The cold cranking simulator method for viscosity of motor oils at low temperature
RU2696357C1 (en) Method of determining the effect of test temperature on properties of oxidation products of lubricating materials
RU2451293C1 (en) Method of determining working capacity of lubricating oil
Kovalsky et al. Results of the study of the influence of oxidative processes on the viscosity-temperature characteristics of mineral motor oils
Shram et al. Study of dependence of kinematic viscosity and thermal-oxidative stability of motor oils
RU2485486C1 (en) Method to determine thermal-oxidative stability of lubricant materials
Datoo et al. An initial investigation of the lubricant condition in the automotive ring zone under cold start conditions
RU2156973C1 (en) Technique evaluating thermal oxidizing stability of oils for aircraft gas-turbine engines
SU1467442A1 (en) Method of determining limit temperature of operation of boundary lubricating layer in friction pair
RU2621471C1 (en) Method for determining intensity of oxidation processes of lubricating oils
SU427281A1 (en) METHOD FOR DETERMINING THE EFFICIENCY OF PLASTIC GREASE
SU1566291A1 (en) Method of determining quality of lubricating oil

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20050411