Оценка коррозионных свойств топлив. При использовании нефтяных топлив различают два типа коррозии металлов: жидкофазная коррозия тары, трубопроводов и агрегатов системы питания; газовая высокотемпературная коррозия элементов выпускного тракта двигателей.
Коррозионная агрессивность продуктов сгорания бензинов и дизельных топлив оценивается обычно исследователями на специально разработанных сложных стендах. К сожалению, какого-либо единого простого метода оценки этого показателя пока не разработано.
Методы оценки коррозионной агрессивности топлив в жидкой фазе получили достаточное распространение. Все лабораторные методы делят на качественные и количественные. Качественные методы предусматривают визуальное сравнение образцов металла до и после испытания. Количественные методы включают определение числа очагов коррозионных поражений на металле, времени до появления первого коррозионного поражения, изменения размеров или массы металлических пластин или деталей.
Наиболее известным методом оценки коррозионной агрессивности топлив является проба на медную пластину. Метод заключается в фиксировании изменения цвета медной пластинки под влиянием активных сернистых соединений или свободной серы. В испытуемое топливо опускается тщательно зачищенная пластинка из электролитической меди и выдерживается в нем 3 ч при 50°С. После испытаний визуально оценивают изменение цвета пластинки. Топливо считается не выдержавшим испытания в том случае, если пластинка покрылась черными, темно-коричневыми или серо-стальными налетами и пятнами. По результатам испытаний на медную пластинку отсутствие видимой коррозии свидетельствует о том, что содержание сероводорода в топливе может быть не более 0,0003, а элементарной серы — не более 0,0015%. В таких количествах сероводород и сера не оказывают коррозионного воздействия на металлы в условиях хранения и применения.
Коррозионную активность топлив в условиях конденсации воды определяют по ГОСТ 18597—73. Определение коррозионной активности топлива проводится по потере массы стальной пластинки, находящейся в топливе в течение 4 ч при насыщении топлива водой и конденсации ее на пластинке.
Испытание проводится в специальном приборе, изображенном на рис. 13. Прибор из термостойкого стекла представляет собой двух стенную колбу, во внутренней части которой находится полый стеклянный столик 6 для размещения металлической пластинки 5, охлаждаемый циркулирующей водой. Колба закрывается пробкой 1, имеющей гидравлический затвор 2 для поддержания нормального давления при испытании. Внутри колбы имеется желобок 4, в него наливают дистиллированную воду, которая, испаряясь, создает максимальную влажность воздуха внутри колбы н насыщает топливо водой. По межстенному пространству 3 прокачивается подогревательная жидкость (вода, масло или глицерин в зависимости от условий опыта). Соотношение объема топлива и объема воздуха в колбе 2:3 (60 мл топлива и 90 мл воздуха). При испытании бензинов вместо пробки с гидравлическим затвором применяется водяной холодильник.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/218562.jpg)
Рис. 13. Прибор, для уценки коррозионной активности топлив в условиях конденсации воды
Испытание ведут в течение 4 ч при температуре подогревательной жидкости 60°С для бензинов и 120°С для дизельных топлив. При этом температура воды для охлаждения столп ка поддерживается на уровне 30°С для бензинов и 50°С для дизельных топлив. Пластинка из Ст. 3 после опыта подвергается травлению в 20%-ном растворе соляной кислоты с 0,8—1,0% ингибитора для удаления продуктов коррозии. Изменение массы пластинки, отнесенное к ее поверхности, служит количественной мерой коррозионной активности топлив.
Коррозионную активность дизельных топлив при повышенных температурах оценивают по ГОСТ 20449—75. Сущность метода заключается в оценке воздействия дизельного топлива на медную пластинку при высокой температуре. Изменение массы пластинки за 6 ч пребывания в топливе при 170°С принимают за коррозионную активность топлива. Испытания проводят в приборе из термостойкого стекла (рис. 14), состоящего из реакционного сосуда в форме пробирки и шарикового или змеевикового холодильника. Прибор помещается в специальную воздушную баню. Испытание проводят при 170°С тремя этапами по 2 ч, причем каждый раз со свежим топливом. Пластинки из электролитной меди марок МО или M1 взвешивают до и после испытаний. Изменение массы пластинки, отнесенное к ее поверхности, принимают за результат испытания.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/218563.jpg)
Рис. 14. Прибор для определения коррозионной активности дизельного топлива: 1 — холодильник; 2 — стеклянный подвес: 3 — медная пластинка; 4 — топливо; 5 — пробирка
Для более детальной оценки коррозионной активности топлив испытания описанными выше методами можно сочетать с электрохимическими исследованиями, проводимыми путем снятия поляризационных кривых гальваностатическим или потенциостатическим методом.
Интересные результаты, связанные с изучением причин коррозионной активности и механизма защитного действия топлив, получают, исследуя водные вытяжки, остающиеся в колбе после проведения испытания по ГОСТ 18597—73.
Интересен метод попеременного контактирования образцов металлов с водой, топливом и воздухом. В пробирки заливают топливо и воду в соотношении 1:1. Пластинки с помощью возвратно-поступательного механизма совершают перемещение, находясь в контакте последовательно с водой, топливом и воздухом.
Разработаны и простые качественные методы оценки защитных свойств дизельных топлив. Суть таких методов сводится к нанесению на металлическую пластинку, покрытую тонкой пленкой топлива, одной или нескольких капель воды (пресной или соленой). Визуально оценивают появление признаков коррозии под каплей воды. На различных топливах и различных металлах такие признаки будут появляться через разное время, что и может служить критерием оценки их защитной эффективности.
Оценка коррозионной активности смазочных материалов
Для оценки коррозионной активности рабочих и рабоче-консервационных масел разработаны дополнительные методы, как безмоторные, так и с использованием двигателей. Среди безмоторных методов в нашей стране наибольшее распространение получили метод Пинкевича, методы ДК-НАМИ и ПЗЗ. Среди моторных — методы, базирующиеся на установке Питт ер WA и двигателе Я АЗ-204.
Метод оценки коррозионной активности по Пинкевпчу заключается в периодическом погружении посредством специального прибора пластинок из свинца (меди, бронзы) в масло, нагретое до температуры 140°С. Частота погружений пластинок—15 раз в1 мин. Продолжительность испытаний — 50 ч. На аппарате Пинкевича (рис. 15) одновременно могут испытываться восемь образцов масел, каждое из которых в количестве 80 мл заливается в отдельную пробирку. Коррозионная активность масел по Пинкевичу выражается потерей массы в граммах па квадратный метр пластин.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/218564.jpg)
Рис 15. Прибор Пинкевича для определения коррозионной агрессивности масел: 1 — электродвигатель; 2 — редуктор с кривошипно-шатунным механизмом; 5 — пластинка (свинец, медь или бронза); 4 — масляная баня, 5 — мешалка; 6 — пробирка с исследуемым маслом
По методу ДК-НАМИ (ГОСТ 20502-75) определяется потеря массы свинцовой пластинки круглой формы, подвергаемой в течение 10 ч попеременному воздействию нагретых До 140°С испытуемого масла и воздуха. Испытания проводятся на приборах ДК-2 или ДК-3. Прибор ДК-2 (рис. 16) представляет собой масляную баню, в которой вращается кассета с вставленными в нее стеклянными колбами особой формы. Коррозионную активность масел по методу ДК-НАМИ выражают в потере массы в граммах на квадратный метр свинцовой пластинки. Одновременно оценивают качество масла до и после испытания, наличие осадка в масле. Показатели коррозионной активности масел по методам Пинкевича и ДК-НАМИ отличаются незначительно.
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/218565.jpg)
Рис. 16. Прибор ДК-2 для определения коррозионной активности масел: 1 — испытуемое масло; 2 — свинцовая пластинка; 3 — термометр
Испытания коррозионной активности масел по методу ПЗЗ (ГОСТ 13300-67) проводятся на установке ПЗЗ (рис. 17). Испытуемое масло (250 мл), нагретое до заданной температуры (150—250°С), прокачивается насосом из бачка с электроподогревом со скоростью 125 л/ч через, кассету с пластинками (шесть свинцовых, две медных) размером 40X20X2 мм. Из кассеты масло по трубке поступает в верхнюю часть бачка, разбрызгивается на его нагретые стенки и стекает вниз, далее поступает в насос и циркулирует по системе. В течение испытания во всасывающую трубку насоса подают 50 л/ч воздуха. Продолжительность испытания 2 ч. При испытании на установке ПЗЗ одновременно с коррозионной активностью, выражаемой потерей массы пластинок в граммах на квадратный метр, оценивают окисляемость масла в объеме и испаряемость (по потере массы).
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/218566.jpg)
Рис. 17. Схема установки ПЗЗ: 1 — расходный бачок; 2 — электроподогреватель; 3 — центральная трубка; 4 — реометр; 5 — коловратный насос; 6 — манометр; 7 — ртутный палочный термометр; 8 — кассета для установки пластин; 9 — свинцовые пластины; 10 — медные пластины
Коррозионную активность масел для карбюраторных двигателей оценивают на установке Питтер W-1. Эта установка со специальным одноцилиндровым бензиновым карбюраторным двигателем создана за рубежом. Установка используется и в нашей стране для оценки антиокислительных свойств и коррозионной активности моторных масел. Коленчатый вал двигателя этой установки снабжен шатунными вкладышами из свинцовистой бронзы. Установка позволяет исследовать коррозионный износ названного материала в условиях трения при сравнительно высоких удельных нагрузках на единицу поверхности (около 2 кН/см2).
При работе масла в двигателе установки Питтер W-1 условия для интенсивного изменения его коррозионной агрессивности весьма благоприятны: масла в двигателе всего 1 кг, а температура в масляном картере 137°С. Кроме того, на боковой стенке картера имеется нагревательный элемент для подогрева масла до более высоких температур. В связи с этим при работе двигателя масло подвергается весьма интенсивному окислению: в нем образуется большое количество кислых продуктов.
Вкладыши подшипников легко снимаются для осмотра и взвешивания.
Результаты сравнительной оценки коррозионной агрессивности некоторых масел пег методу ДК-НАМИ и на установке Питтер W-1 приведены в табл. 8, причем данные моторной установке получены за 36 ч работы двигателя на постоянном режиме.
Полученные данные показывают, что масла из сернистых нефтей обладают меньшей коррозионной активностью в отношении свинца и свинцовистой бронзы, чем масла из малосернистых нефтей.
Таблица 8. Коррозионная активность масел, полученная различными методами
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/218567.jpg)
Эти масла различаются и fio склонности окислению. Многие масла с присадками имеют ш кую коррозионную активность и практически не действуют на свинец и свинцовистую бронзу.
Для оценки качества масел для автотракторных дизелей разработан метод определения коррозионной активности в двигателе ЯАЗ-204 (ГОСТ 20302—74).
Метод базируется на серийном двухтактном автомобильном дизеле, оборудованном вкладышами из свинцовисой бронзы, обладающей сравнительно высокой чувствительностью к коррозии. Надежность двигателя в эксплуатации при достаточно высоких средних и максимальных нагрузках на шатунные и коренные подшипники позволяет проводить до 20 опытов без замены деталей цилиндро-поршневой группы. Испытания проводят 10-часовыми этапами общей продолжительностью 120 ч. Показателями оценки коррозионной активности масла приняты: потеря массы контрольными вкладышами и состояние их поверхности, суммарная потеря массы комплекта шатунных вкладышей и состояния их рабочей поверхности. Для определения технического состояния двигателя регулярно проводят испытания контрольных (эталонных) масел.
Ниже приведены результаты исследований коррозионной активности масел на двигателе ЯАЗ-204:
Масло | Потеря массы комплекта шатунных вкладышей, мг |
М-10ГИ | 44 |
М-16ГБ | 77 |
М-10Г | 65 |
М-10В | 59 |
М-10Б | 129 |
У масел с хорошими противокоррозионными свойствами (низкой коррозионной активностью) потеря массы комплекта шатунных вкладышей меньше 200 мг, а рабочая поверхность их покрывается тонкой пленкой от светло-коричневого до темно-коричневого цвета. У масел с неудовлетворительными противокоррозионными свойствами потеря массы вкладышей достигает 400 мг и более, на поверхности свинцовистой бронзы образуется рыхлая темная пленка с коррозионными повреждениями антифрикционного слоя под ней. Таким образом, испытания па двигателе ЯАЗ-204 позволяют отбраковывать опытные присадки и масла с высокой коррозионной активностью.
Испытания дизельных масел по методу ГОСТ 20302—74 на разных двигателях показали удовлетворительную сходимость и воспроизводимость результатов. Отклонения в потере массы контрольных вкладышей не превышали 25%. Результаты испытания масел по описанной выше метрике на двигателе ЯАЗ-204 хорошо согласуются с результатами испытаний на дизелях ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238НБ (табл. 9).
Таблица 9. Коррозионная активность масел, полученная на двигателях ЯАЗ-204 (ГОСТ 20302-74), ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238НБ
![](https://autoinstruction.ru/img/_paper/218568.jpg)