Коррозионные свойства масел
Как и у топлив, коррозионные свойства масел обуславливаются наличием в них агрессивных веществ, способных вызвать коррозию металла: водорастворимых (неорганических) кислот и щелочей, органических кислот, воды, сернистых соединений и т.п.
С другой стороны, коррозия металлов возникает и из-за агрессивного действия окружающей среды вследствие наличия в ней влаги, выбросов промышленных предприятий, средств транспорта и др. В такой ситуации роль масла двояка: с одной стороны, оно защищает поверхности деталей от агрессивного влияния внешней среды; с другой стороны, само масло может вызывать коррозию из-за присутствия в нем коррозионных веществ.
Коррозионность свежего масла незначительна. Водорастворимые кислоты и щелочи в нем отсутствуют, отсутствуют также и активные сернистые соединения. В небольших количествах присутствуют органические кислоты, что связано с невозможностью их полного удаления при очистке масел.
Однако, по мере работы коррозионные свойства масел постепенно ухудшаются, особенно это относится к моторным маслам. При работе двигателей на сернистом топливе образуются серный и сернистый ангидриды, а при конденсации влаги в картере двигателя получаются серная и сернистые кислоты, активно вступающие в реакцию с металлами. Вода, таким образом, является средой для электрохимических процессов (электро-химической коррозии) и, кроме того, катализатором процесса окисления масла. Наиболее заметно это проявляется при работе двигателей на высокосернистых топливах. Причем, чем сильнее изношены детали цилиндро-поршневой группы двигателя, тем больше отработанных газов прорывается в картер двигателя и тем больше будет концентрация в нем кислот.
В свежем масле вода по ГОСТ не допускается или могут быть лишь следы воды, но при неправильном хранении, транспортировке и раздаче масел она может накапливаться.
Во время работы образуются также и органические кислоты, как продукты окисления масла. Они более опасны чем первоначально содержащиеся в масле, так как являются низкомолекулярными, легко растворяются в воде и обладают лучшей диссоциацией. Наиболее активны органические кислоты в отношении цветных металлов, входящих в состав подшипников (свинец, кадмий).
Коррозионность масел оценивается по потере массы ( г/м
) свинцовых пластин, которые на специальных приборах периодически опускаются и поднимаются из нагретого до 140
С масла (метод Пинкевича). Взвешивание производят с точностью до 0,0002 г.
Для замедления процесса образования в масле агрессивных органических соединений применяют различные способы:
- антиокислительные присадки (ингибиторы окисления) - замедляют процессы окисления масел, но полностью его не устраняют;
- пассиваторы - создают на поверхностях деталей машин защитные пленки, в состав которых входят сера и фосфор, но при высоких температурах они разрушаются ;
- антикоррозионные присадки - обладают щелочными свойствами.
Наиболее эффективен последний путь. В состав антикоррозионных присадок входят соединения щелочных и щелочноземельных металлов, обладающие щелочными свойствами и нейтрализующие кислые соединения (продукты окисления масла). Особенно важно наличие таких присадок в маслах для двигателей, работающих на топливе с большим содержанием серы.
По мере работы концентрация присадки уменьшается (присадка срабатывается, т.е. расходуется на нейтрализацию кислых соединений), и качество масла ухудшается. Для контроля этого показателя качества масла служит щелочное число, показывающее запас щелочности масла . Оно выражается количеством гидроокиси калия KOH в мг, эквивалентное количеству соляной кислоты HCE, израсходованной на нейтрализацию всех основных соединений, содержащихся в 1 г анализируемого масла. Определяют его потенциометрическим титрованием спиртового раствора масла на лабораторном рН-метре. В свежих моторных маслах щелочное число составляет 3,5...4,0 мг КОН для масел группы В и 6...8 мг КОН для масел группы Г. В работающих маслах допускается снижение щелочного цикла до 0,5...2,0 мг КОН для бензиновых двигателей и до 1,0...3,0 мг КОН для дизельных двигателей. При этом нижние пределы относятся к маслам группы В, верхние - к маслам группы Г.