RU2406087C1

RU2406087C1 - Method of determining temperature stability of lubrication oil

Info

Publication number: RU2406087C1
Application number: RU2009121771/04A
Authority: RU
Inventors: Болеслав Иванович Ковальский (RU); Болеслав Иванович Ковальский; Юрий Николаевич Безбородов (RU); Юрий Николаевич Безбородов; Наталья Николаевна Малышева (RU); Наталья Николаевна Малышева; Сергей Болеславович Ковальский (RU); Сергей Болеславович Ковальский; Александр Валентинович Берко (RU); Александр Валентинович Берко
Priority date: 2009-06-08
Filing date: 2009-06-08
Publication date: 2010-12-10

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: oil sample is taken and divided into equal portions, each of which is heated at atmospheric pressure with condensation of vapour and separation of the condensate. For each subsequent portion of oil sample, the test temperature is raised by a constant value, after which the coefficient of absorption of light flux is determined, as well as the value of the evaporated mass as a difference between the mass of the sample before and after testing. The coefficient of evaporation is determined as the ratio of the evaporated mass of the oil sample to the remaining mass and the coefficient of resistance to thermal decomposition is determined from this ratio. A curve of the coefficient of resistance to thermal decomposition versus test temperature is plotted, and temperature stability is determined from the value of coefficient of resistance to thermal decomposition depending on the temperature. ^ EFFECT: increased information content of determination. ^ 1 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии испытания смазочных масел и может быть использовано для оценки их температурной стойкости.The invention relates to a technology for testing lubricating oils and can be used to assess their temperature stability.

Известен способ определения температурной стойкости смазочного масла (патент РФ 2240558, МПК G01N 33/30, опубл. 2004) путем определения коэффициента поглощения светового потока, вязкости, коэффициента энергетического состояния, температуры начала нагарообразования и разности коэффициентов поглощения светового потока до и после центрифугирования.A known method for determining the temperature resistance of lubricating oil (RF patent 2240558, IPC G01N 33/30, publ. 2004) by determining the absorption coefficient of the light flux, 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.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является метод определения температурной стойкости смазочных материалов (Вестник КрасГАУ, Вып.12, г.Красноярск, 2006 г. С.237), при котором отбирают пробу масла, каждую из которых нагревают при атмосферном давлении без доступа воздуха с конденсацией паров и отвода конденсата, при этом каждую последующую пробу масла испытывают при температуре на 10-20°C выше предыдущей (т.е. температуру испытания повышают на постоянную величину), после чего определяют коэффициент поглощения светового потока К_п, летучесть (величину испарившейся массы G как разность массы пробы масла до и после испытания), строят графические зависимости от температуры испытания.The closest in technical essence and the achieved result is a method for determining the temperature resistance of lubricants (Bulletin of the Krasnoyarsk State Agrarian University, Issue 12, Krasnoyarsk, 2006, P.237), in which an oil sample is taken, each of which is heated at atmospheric pressure without access air with condensation of vapors and condensate drainage, with each subsequent oil sample being tested at a temperature of 10-20 ° C higher than the previous one (i.e., the test temperature is increased by a constant value), after which the light absorption coefficient is determined of the new flow K _p , volatility (the value of the evaporated mass G as the difference in mass of the oil sample before and after the test), graphical dependences on the test temperature are built.

Известные способы обладают низкой информативностью, т.к. не учитывают сопротивляемость испытуемого масла температурной деструкции.Known methods have low information content, because do not take into account the resistance of the test oil to thermal degradation.

Задачей изобретения является повышение информативности способа определения температурной стойкости смазочных материалов путем дополнительного учета коэффициента сопротивляемости температурной деструкции.The objective of the invention is to increase the information content of the method for determining the temperature resistance of lubricants by additionally taking into account the coefficient of resistance to thermal degradation.

Поставленная задача решается тем, что в способе определения температурной стойкости смазочных масел, при котором отбирают пробу масла, делят ее на равные части, каждую из которых нагревают при атмосферном давлении с конденсацией паров и отвода конденсата, при этом для каждой последующей части пробы масла температуру испытания повышают на постоянную величину, после чего определяют коэффициент поглощения светового потока, величину испарившейся массы как разность массы пробы масла до и после испытания, согласно изобретению определяют коэффициент испарения как отношение испарившейся массы пробы масла к оставшейся массе и коэффициент сопротивляемости температурной деструкции R_д по формулеThe problem is solved in that in the method for determining the temperature resistance of lubricating oils, in which a sample of the oil is taken, it is divided into equal parts, each of which is heated at atmospheric pressure with vapor condensation and condensate drainage, while for each subsequent part of the oil sample the test temperature increase by a constant value, after which the absorption coefficient of the light flux is determined, the value of the evaporated mass as the difference in mass of the oil sample before and after the test, according to the invention, the ffitsient evaporation as the ratio of the mass evaporated to an oil sample weight remaining and temperature coefficient of resistance to degradation by the formula R _d

,

где К_п - коэффициент поглощения светового потока; К_G - коэффициент испарения;where K _p - the absorption coefficient of the light flux; To _G is the coefficient of evaporation;

затем строят графическую зависимость коэффициента сопротивляемости температурной деструкции R_д от температуры испытания, а температурную стойкость испытуемого смазочного масла определяют по величине коэффициента сопротивляемости температурной деструкции R_д.then build a graphical dependence of the coefficient of resistance to thermal destruction R _d from the test temperature, and the temperature resistance of the test lubricating oil is determined by the value of the coefficient of resistance to thermal destruction R _d .

На чертеже представлены зависимости коэффициента сопротивления температурной деструкции R_д от температуры испытания моторных масел: 1 - минеральное Spectral Super Universal 15W-40 SF/CC; 2 - частично синтетическое ТНК 10W-40 SL/CF; 3 - синтетическое Mobil Super 3000 5W-40 SJ/CF.The drawing shows the dependence of the resistance coefficient of thermal destruction R _d from the temperature of the test engine oils: 1 - mineral Spectral Super Universal 15W-40 SF / CC; 2 - partially synthetic TNC 10W-40 SL / CF; 3 - synthetic Mobil Super 3000 5W-40 SJ / CF.

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

Испытанию подвергались товарные масла: минеральное Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC, частично синтетическое ТНК 10W-40 SL/CF и синтетическое Mobil Super 3000 5W-40 SJ/CF.Commercial oils were tested: mineral Spectrol Super Universal 15W-40 SF / CC, partially synthetic TNK 10W-40 SL / CF and synthetic Mobil Super 3000 5W-40 SJ / CF.

Пробу масла делят на равные части, одну из которых массой, например, 80±0,1 г заливают в термостойкий стеклянный стакан и термостатируют на специально разработанном приборе в течение, например, 7 часов, при атмосферном давлении с конденсацией паров и отводом конденсата при температуре испытания, например 140°C. Температуру масла измеряют термопарой и поддерживают автоматически с помощью терморегулятора ТР-101 с точностью ±1°C.The oil sample is divided into equal parts, one of which, for example, weighing 80 ± 0.1 g, is poured into a heat-resistant glass beaker and thermostated on a specially designed device for, for example, 7 hours, at atmospheric pressure with vapor condensation and condensate drain at a temperature tests, e.g. 140 ° C. The temperature of the oil is measured with a thermocouple and maintained automatically using the TP-101 thermostat with an accuracy of ± 1 ° C.

После термостатирования пробу взвешивают, фотометрируют для определения коэффициента поглощения светового потока К_п, определяют величину испарившейся массы G как разность массы пробы масла до и после испытания и коэффициент испарения K_G как отношение испарившейся массы пробы масла к оставшейся массе.After thermostating, the sample is weighed, photometric to determine the absorption coefficient of the light flux K _p , the value of the evaporated mass G is determined as the difference in the mass of the oil sample before and after the test and the evaporation coefficient K _G as the ratio of the evaporated mass of the oil sample to the remaining mass.

Так как дисперсная система масла не может неограниченно поглощать тепловую энергию, поэтому избыток ее обеспечивает превращение части смазочного материала в продукты окисления и испарения. Количество образующихся продуктов деструкции зависит от сопротивляемости испытуемого масла температурным воздействиям, поэтому, принимая за единицу сопротивляемость масла, определяем коэффициент сопротивляемости температурной деструкции по формуле:Since the dispersed oil system cannot absorb thermal energy indefinitely, therefore, its excess provides the conversion of a part of the lubricant into oxidation and evaporation products. The amount of degradation products formed depends on the resistance of the test oil to thermal influences, therefore, taking the resistance of the oil as a unit, we determine the resistance coefficient of thermal destruction by the formula:

где К_п и K_G - коэффициенты, характеризующие соответственно поглощения светового потока и испарения.where K _p and K _G are the coefficients characterizing, respectively, the absorption of light flux and evaporation.

K_G=m/M,K _G = m / M,

где m - масса испарившегося масла, г; M - масса оставшейся пробы масла, г.where m is the mass of evaporated oil, g; M is the mass of the remaining oil sample, g.

Остальные пробы испытуемого смазочного масла испытывают тем же способом при повышении температуры, например, на 20°C, выше предыдущей в диапазоне температур от 140 до 300°C и измеряют те же параметры, что при температуре 140°C. Результаты испытания сведены в таблицу.The remaining samples of the test lubricating oil are tested in the same way when the temperature rises, for example, by 20 ° C, higher than the previous one in the temperature range from 140 to 300 ° C and the same parameters are measured as at 140 ° C. The test results are summarized in table.

ТаблицаTable Результаты испытания моторных масел на температурную стойкостьTemperature resistance test results for engine oils Марка маслаBrand of oil Температура испытания, °CTest temperature ° C Коэффициент поглощения светового потока, К_п The absorption coefficient of the light flux, To _p Коэффициент испарения, К_G Coefficient of evaporation, K _G Коэффициент сопротивления температурной деструкции, R_д The coefficient of resistance of thermal destruction, R _d Минеральное моторное масло Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CCMineral engine oil Spectrol Super Universal 15W-40 SF / CC 140140 00 0,010.01 1one 160160 0,050.05 0,020.02 0,990.99 180180 0,090.09 0,0250,025 0,980.98 200200 0,110.11 0,0730,073 0,960.96 220220 0,140.14 0,1440.144 0,930.93 240240 0,520.52 0,2530.253 0,830.83 260260 0,860.86 0,5480.548 0,670.67 Частично синтетическое моторное масло ТНК 10W-40 SL/CFPartially Synthetic Motor Oil TNK 10W-40 SL / CF 140140 0,010.01 0,0140.014 0,990.99 160160 0,060.06 0,0230,023 0,980.98 180180 0,090.09 0,0160.016 0,980.98 200200 0,220.22 0,0850,085 0,940.94 220220 0,330.33 0,250.25 0,860.86 240240 0,740.74 0,560.56 0,680.68 260260 0,880.88 0,750.75 0,590.59 Синтетическое моторное масло Mobil Super 3000 5W-40 SJ/CFSynthetic engine oil Mobil Super 3000 5W-40 SJ / CF 140140 00 0,0120.012 1one 160160 0,030,03 0,0120.012 0,990.99 180180 0,070,07 0,0250,025 0,980.98 200200 0,110.11 0,0630,063 0,960.96 220220 0,190.19 0,1010,101 0,930.93 240240 0,70.7 0,2560.256 0,820.82 260260 0,970.97 0,4120.412 0,710.71

По результатам испытания строят графические зависимости коэффициента сопротивляемости температурной деструкции R_д от температуры испытания.According to the test results, graphical dependencies of the coefficient of resistance to thermal destruction R _d from the test temperature are built.

Температурную стойкость испытуемого смазочного масла определяют по изменению коэффициента сопротивляемости температурной деструкции R_д. Чем больше коэффициент сопротивляемости температурной деструкции R_д, тем выше сопротивляемость и температурная стойкость испытуемого масла.The temperature resistance of the test lubricating oil is determined by the change in the coefficient of resistance to thermal destruction R _d . The greater the coefficient of resistance to thermal destruction R _d , the higher the resistance and temperature resistance of the test oil.

Для минерального масла Spectrol Super Universal 15W-40 SF/CC (кривая 1) и синтетического Mobil Super 3000 5W-40 SJ/CF (кривая 3) сопротивляемость деструкции одинакова до температуры 240°C, а от температуры 240 до 260°C сопротивляемость снижается, причем для минерального масла она снижается более интенсивно (кривая 1).For Spectrol Super Universal mineral oil 15W-40 SF / CC (curve 1) and synthetic Mobil Super 3000 5W-40 SJ / CF (curve 3), the destruction resistance is the same up to a temperature of 240 ° C, and from a temperature of 240 to 260 ° C the resistance decreases moreover, for mineral oil, it decreases more intensively (curve 1).

Для частично синтетического масла (кривая 2) высокое сопротивление деструкции наблюдается до температуры испытания 180°C, после которой оно снижается.For partially synthetic oil (curve 2), high degradation resistance is observed up to a test temperature of 180 ° C, after which it decreases.

По данным графической зависимости R_д=f(t) (фиг.) видно, что более термостойким является масло (кривая 3) при температуре испытания 260°C.According to the graphical dependence R _d = f (t) (Fig.) It is seen that the oil is more heat-resistant (curve 3) at a test temperature of 260 ° C.

Применение предлагаемого способа позволяет получить более полную информацию о температурной стойкости моторных масел, которую можно использовать для идентификации и представления группы эксплуатационных свойств.The application of the proposed method allows to obtain more complete information about the temperature resistance of motor oils, which can be used to identify and represent a group of operational properties.

Claims

A method for determining the temperature resistance of lubricating oils, in which an oil sample is taken, divided into equal parts, each of which is heated at atmospheric pressure with vapor condensation and condensate drainage, while for each subsequent part of the oil sample, the test temperature is increased by a constant value, after which determine the absorption coefficient of the light flux, the value of the evaporated mass as the difference in mass of the oil sample before and after the test, characterized in that they determine the evaporation coefficient as the ratio of the vapor the existing mass of the oil sample to the remaining mass and the coefficient of resistance to thermal destruction R _d according to the formula

where K _n - absorption coefficient of the light flux; To _G is the coefficient of evaporation;
then build a graphical dependence of the coefficient of resistance to thermal destruction R _d from the test temperature, and temperature resistance is determined by the value of the coefficient of resistance to thermal destruction R _d depending on temperature.