IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Использование смазочных материалов в нефтяной отраслиInfluence of lubricants for wear parts

Аннотация Состав смазочных материалов является неотъемлемой частью триботехнических проблем. На сегодня, экология ухудшается с немалой скоростью. Поэтому решение этой проблемы имеет место, и более того, оно необходимо также потому, что ресурсы на нашей планете далеко не вечны, и их запасы, так или иначе, исчерпываются.

Аннотация The composition of the lubricant is an integral part of tribological problems. Today, the environment is getting worse with considerable speed. Therefore, the solution to this problem takes place, and moreover, it is necessary also because the resources on our planet is not eternal, and their reserves, anyway, exhausted.

Ключевые слова коэффициент трения, износ, смазочные материалы, триботехника.

Ключевые слова friction coefficient, wear , lubricants, tribotechnics.

Ни для кого не секрет, что изнашивание - это основная причина выхода из строя любых деталей машин, в том числе, и бурового оборудования. Больше половины всех случаев поломок происходят именно из-за того, что произошел износ. Как правило, износ существенно снижает ресурс техники, что увеличивает эксплуатационные затраты.

Для того, чтобы снизить эти затраты имеет место изучение влияния смазочных материалов на износ деталей.

Известно, что при граничной смазке поверхности взаимодействующих материалов разделены тонким слоем смазочного материала. При наличии такого граничного слоя (пленки) снижается сила трения, в 2 - 10 раз и уменьшает износ поверхностей в сотни раз. Все известные масла способны абсорбироваться на гладкой поверхности. Количество и качество активных молекул в масляной пленке влияет на прочность пленки. В обычных минеральных маслах всегда есть соединения органических кислот, смол и других активных веществ, поэтому почти все смазочные масла образуют на металлах граничную фазу кристаллической структуры толщиной до 0.1 мкм, с продольной когезией и достаточно прочной связью с поверхностью. При наличии относительно толстой масляной прослойки между поверхностями трения переход от ориентированной структуры масла к неориентированной совершается скачком.

Табл. Состав исследуемых смазок

№ смазки	Состав
1	Циатим-201
2	Циатим-201 + 0,1 % наночастиц магнетита
3	Циатим-201 + 5 % наночастиц магнетита
4	Масло Castrol
5	Масло Castrol + 0,1 % наночастиц магнетита
6	Масло Castrol + 5 % наночастиц магнетита

Наше исследование направлено на изучение и использование трибологических свойств смазочных построений, в основе которых масла и пластичные смазки, такие как, например «Циатим-201», измененный ферромагнитной наносуспензией. Итого, отмечено, что смазочные композиции с добавками магнетита основанные на пластической смазке «Циатим-201» и масла Castrol с содержанием магнетита 0,1 % мас. обладают высокими противозадирными и противоизносными свойствами. Увеличение содержания магнетита в смазках приводит к уменьшению их противоизносных свойств.

При рассмотрении трения и износа, многократно подчеркивалось, что одним из самых действенных способов противостояния износу является использование масел. Ведущими особенностями определения качества смазочных веществ являются: вязкость, маслянистость, процент кислоты, щелочи и механические примеси.

Вязкость определяет внутреннее истирание, которое проявляется в сопротивлении движению жидкости. Смазочный материал должен иметь уровень вязкости, достаточный для образования пленки, масляной консистенции, между взаимно движущимися деталями, в процессе их работы. Увеличенная вязкость масла в соединениях с жидкостным трением ослабляет формирование такой масляной пленки. Но, из вышесказанного не следует, что необходимо постоянное использование более вязкого масла. Зазоры граничащих поверхностей необходимы для использования масел конкретной вязкости, поэтому высокий уровень вязкости может привести к недостаточной подаче масла к поверхностям трения и увеличению потерь на трение.

Рекомендуется использование масел с высоким уровнем вязкости (по сравнению с указанным в регламенте) только при значительном увеличении зазора в сцеплениях, что происходит вследствие истирания деталей. Результатом низкого уровня вязкости, как правило, является увеличение износа, так как при данном условии процесс "всплытия" вала ухудшается.

Выбирая масло для обработки каких-либо деталей машин, имеет место рассмотреть температуру окружающей среды, в которой эксплуатируется машина. К примеру, летом нужно использовать более вязкое масло, нежели зимой. Необходимо отметить, что значение вязкости масел не является постоянным, оно меняется в зависимости от температуры ее нагрева. Чем выше температура, тем ниже уровень вязкости. Сейчас, используя смешанные составления присадок, созданы все сезонные масла, которые используются в автомобильных двигателях.

Характерные проблемы смазочных масел, таких как плохая способность к окислению и низкотемпературным характеристикам, могут быть улучшены путем присоединения функциональных групп на точках ненасыщенности путем химической модификации. Исследование проводилось на базе нефтяной компании ООО «Омега».

В исследовании было выбрано пять систем разветвленных структур эфиров из доступного метилолеата и обычных органических кислот. Эти разветвленные сложные эфиры характеризуются как альфагидроксиды сложного эфира производных метилолеатов. В дериватизации также была увеличена термоокислительная стабильность, параметры которой были измерены с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии под давлением. Параметры трибологического поведения были оценены в качестве добавок в полиальфаолефину. Эти производные имеют хорошие противоизносные и фрикционные- восстановительные свойства при относительно низких концентрациях при всех испытательных нагрузках. В целом, данные указывают, что некоторые из этих производных имеют значительный потенциал, чтобы быть использованы в качестве смазочных базовых масел или добавок.

Смазочные растительные масла, или их производные, являются хорошей альтернативой нефтяных масел в качестве смазочных материалов или присадок к маслам в экологически чувствительных областях промышленных применений. Во многих отраслях промышленности, около 40% смазки могут быть потеряны и будут загрязнять окружающую среду. При высоких ценах на нефть, развитие экономически целесообразных новых промышленных продуктов с использованием соевого масла было бы весьма привлекательным. Хотя соевое масло и его производные oleochemicals показывают превосходные смазывающие свойства, но они имеют низкую окислительную стабильность и очень плохую текучесть при низких температурах. Одним из возможных способов улучшения окислению при низких температурах - использование свойства модифицирования его путем присоединения некоторых функциональных групп в точках ненасыщенности.

Список литературы

1. Основы трибологии (трение, износ, смазка)/ А. В. Чичинадзе, Э. Д. Браун, Н. А. Буше и др.; Под общ. ред. А. В. Чичинадзе: Учебник для технических вузов. – 2- изд., переработ. и доп. – М.: Машиностроение, 2001.

2. Гаркунов Д. Н. Триботехника (износ и безызносность): Учебник. – 4-е изд., переработ. и доп. – М.: «Издательство МСХА», 2001.

3. Трибология: Исследования и приложения: опыт США и стран СНГ/ Под ред. А. В. Белого, К. Лудемы, Н. К. Мышкина. – М.: Машиностроение; Нью-Йорк: Аллертон Пресс, 1993.

4. Сорокин Г. М. Проблемы технического обновления различных отраслей машиностроения// Трение и износ. – 2001, том 22, № 3.Захаров С. М. Задачи компьютерной трибологии// Трение и износ. – 2002, том 23, № 3.

5. Мукобенова Д.Н., Горяев В.М. Программно-аппаратный комплекс анализа и решения триботехнических проблем в нефтяной отрасли // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 3-1. – С. 42-42;

6. Одгаев Н.Э., Горяев В.М. Управляемые услуги на облачных платформах // Международный студенческий научный вестник. – 2016. – № 3-1. – С. 44-45;

7. Подгорков, В. В. Повышение долговечности, надежности и трибологической безопасности технических устройств путем применения магнитных жидкостей / В. В. Подгорков // Вестник Ивановского гос. энергетич. ун-та. — 2005. — Вып. 3. — С. 70–74.

8. Силин А. А. Трение и его роль в развитии техники. – М.: Наука, 1983.

9. Основы трибологии (трение, износ, смазка)/ А. В. Чичинадзе, Э. Д. Браун, Н. А. Буше и др.; Под общ. ред. А. В. Чичинадзе: Учебник для технических вузов. – 2- изд., переработ. и доп. – М.: Машиностроение, 2001.

Код для цитирования: Скопировать