Increase in rust resistance of farm vehicles at storage due to use of new protective lubricant

Full Text

Введение Инновационное развитие агропромышленного комплекса предполагает не только совершенствование существующих технических средств и технологий механизации сельского хозяйства, но и создание новых, отвечающим современным требованиям [1-9]. Ключевая роль в производстве продукции села отводится его техническому обеспечению. Особое значение придается отлаженной работе сельскохозяйственных машин. Из-за сезонного характера работ в аграрном секторе немаловажное место отводится хранению техники и, нередко на открытых площадках. Цель исследования Получение новой смазки для покрытия металлических частей сельскохозяйственной техники, в частности, при хранении на открытых площадках для повышения коррозийной стойкости на уровне патентопригодности. Материалы и методы Проведен литературный обзор, патентный поиск, изучен практический опыт по использованию разных смазок. Выполнены ускоренные испытания защитных свойств смазок в камере везерометра, а также в производственных условиях хранения на открытых площадках. Для защиты сельскохозяйственной техники от атмосферной коррозии применяются различные консервационные масла и смазки высоковязких минеральных масел и твердых углеводородов. Многие смазки содержат различные присадки, улучшающие их защитные свойства. Механизм действия большинства защитных смазок сводится к созданию на поверхности детали слоя, который препятствует проникновению атмосферной влаги к поверхности металла. Известны консервационные масла и смазки, полученные на базе отработанных моторных масел, которые используются для межсезонной защиты от коррозии сельскохозяйственной техники, запасных частей и т.д. [10]. Недостатком таких смазок является то, что отработанные масла не обладают достаточной липкостью при контакте с покрываемой поверхностью детали (адгезией) и поэтому легко смываются атмосферными осадками в период хранения сельскохозяйственной техники на открытых площадках. Задача исследования заключалась в расширении возможностей повышения коррозийной стойкости металлических деталей сельскохозяйственных машин при хранении на открытых площадках за счет использования новых добавок, а именно - использование отработанных моторных масел автотракторных двигателей; омыленного таллового пека - отхода, образованного при производстве бумаги и картона. Указанная задача достигается тем, что предлагаемая смазка, содержащая следующие компоненты, мас. %: - отработанное моторное масло - 20-40; - омыленный талловый пек - 2,0-4,0; - азотная кислота - 0,15-0,45; - вода - остальное. Для приготовления смазки использовали отработанное моторное масло, омыленный таловый пек (ОТП) - отход сульфитно-целлюлозного производства Селенгинского ЦКК, являющийся поверхностно-активным веществом. Введение омыленного таллового пека в состав смазки обеспечивает получение стабильной эмульсии за счет наличия в составе пека смоляных и жирных кислот. В результате реакции компонентов омыленного таллового пека с отработанным моторным маслом и азотной кислотой образуются натриевые мыла, которые являются гидрофильными эмульгаторами и дают эмульсию типа «масло в воде». Смазку готовили путем эмульгирования расчетных компонентов в отработанном масле при комнатной температуре механическим перемешиванием в лопастном смесителе до получения однородной пасты; ориентировочно продолжительность составляет 20-30 мин. Смазка на основе отработанных моторных масел по консистенции представляет собой пасту серовато-коричневого цвета, легко наносимую на поверхность металлических деталей кистью или разбрызгиванием под давлением. Смазка обладает высокой адгезией к поверхности металлических деталей и обеспечивает нанесение смазки равномерным, тонким слоем как в холодном, так и в горячем состояниях. Примеры вариантов смазки, позволяющие исключить коррозию на металлических деталях сельскохозяйственной техники при хранении на открытых площадках при следующем соотношении компонентов, мас.%: - отработанное моторное масло - 20-30-40; - омыленный таловый пек - 2,0-3,0-4,0; - азотная кислота - 0,15-0,30-0,45; - вода - остальное. Все компоненты, кроме отработанного масла, используются в виде водных растворов. При изготовлении смазки рекомендуется следующая последовательность загрузки составляющих компонентов: отработанное масло, омыленный талловый пек, азотная кислота, вода. Азотная кислота вводится с расчетным количеством воды. Для ускорения растворения омыленного таллового пека воду рекомендуется подогреть до 30-40 °С. После длительного хранения смазку желательно перемешать в течение 1 мин. Перед производственными испытаниями смазки были проведены лабораторные испытания. Исследования защитных свойств смазок проводились в везерометре, где образцы подвергались циклическому воздействию искусственных факторов, имеющих место при длительном хранении машин на открытых площадках. Для выбора эффективных средств защиты были приняты следующие смазки: 1) отработанное моторное масло; 2) смазка К-17; 3) смазка НГ-204; 4) смазка: отработанное моторное масло + омыленный талловый пек + серная кислота + вода; 5) отработанное моторное масло + омыленный талловый пек + азотная кислота + вода. На поверхность образцов (сталь 10) смазки наносили тонким слоем. Результаты и обсуждение Результаты ускоренных испытаний защитных свойств смазок приведены в табл. 1. Из табл. 1 видно, что сравнительный коррозионный износ в камере везерометра составил за 720 ч испытаний: с азотной кислотой - 0,17 г/дм2, а с серной - 0,23 г/дм2. Это говорит о том, что при нанесении на металлические детали смазки с азотной кислотой имеют более высокую плотность и адгезию к поверхности металлических деталей. Технические возможности защитной смазки с азотной кислотой значительно увеличены по долговечности использования. Срок смывания при ускоренных испытаниях в везерометре составил 1050 ч смазки с азотной кислотой, а смазки с серной кислотой - 530 ч. При проведении производственных испытаний смазок на открытых площадках в учебном хозяйстве «Окское» детали сельскохозяйственной техники были покрыты опытными образцами смазок, и одновременно на площадках были установлены контрольные образцы из стали 10 (размером 100×150 мм), на поверхность которых были нанесены те же смазки. Результаты производственных испытаний защитных свойств смазок контрольных образцов в условиях хранения на открытых площадках приведены в табл. 2. Результаты производственных испытаний (см. табл. 2) подтверждают, что коррозионный износ контрольных образцов смазки с азотной кислотой - 0,023 г/дм2, значительно ниже чем с серной кислотой - 0,036 г/дм2. Результаты ускоренных и производственных испытаний защитных свойств смазок дают основание считать, что замена серной кислоты на азотную дают технический результат. Состав смазки, имеющий коэффициент защитной способности К = 0,91-0,93 (см. табл. 1), может быть рекомендован и использован для защиты от коррозии наружных поверхностей деталей сельскохозяйственной техники при хранении на открытых площадках. Процессом торможения электродного механизма является введение в отработанные масла пассивирующих веществ. В предлагаемом составе смазки в качестве пассивирующего вещества использовали омыленный талловый пек. Вывод Применение смазки данного состава позволит исключить коррозию металлических деталей сельскохозяйственной техники при хранении на открытых площадках за счет высокой адгезии к поверхности металлических деталей. Данная смазка не требует подогрева. Использование отработанных моторных масел позволит отказаться от применения для смазок дорогостоящих масляных нефтяных соединений. Таблица ١ Результаты ускоренных испытаний защитных свойств смазок в камере везерометра № Наименование покрытия Коррозионный износ за 720 ч испытания, г/jдм2 Коэффициент защитной способности смазки, К Срок смывания покрытия, ч 1 Отработанное моторное масло 0,87 0,12-0,35 120 2 Смазка К-17 0,70 0,47-0,51 145 3 Смазка НГ-204 0,55 0,65-0,71 236 4 ОММ + ОТП + Н2SO4 + Н2O 0,23 0,92-0,97 530 5 ОММ + ОТП + НNO3 + Н2O 0,17 0,91-0,93 1050 Таблица ٢ Результаты производственных испытаний защитных свойств смазок в условиях хранения на открытых площадках № Наименование покрытия Коррозионный износ, г/дм2 Средний коррозионный износ, г/дм2 май-июль август- октябрь ноябрь- январь 1 Отработанное моторное масло 0,346 0,891 0,649 0,628 2 Смазка К-17 0,218 0,672 0,723 0,537 3 Смазка НГ-204 0,101 0,324 0,216 0,213 4 ОММ + ОТП + Н2SO4 + Н2O 0,027 0,034 0,048 0,036 5 ОММ + ОТП + НNО3 + Н2O 0,015 0,021 0,034 0,023

About the authors

N. V Stepanov

Irkutsk State Agrarian University named after Alexander A. Ezhevsky

Email: Shuhanov56@mail.ru
PhD in Engineering Irkutsk, Russia

S. N Shukhanov

Irkutsk State Agrarian University named after Alexander A. Ezhevsky

Email: Shuhanov56@mail.ru
DSc in Engineering Irkutsk, Russia

References

Supplementary files