Research of quality of motor fuels and oils in agricultural production of Kuban

Full Text

Введение В связи с высокой долей топливо-смазочных материалов в структуре себестоимости механизированных работ возрастает актуальность исследований, посвященных качеству нефтепродуктов, используемых в сельскохозяйственном производстве. Цель исследования Целью исследования является определение отклонения от стандарта отдельных показателей качества топливо-смазочных материалов и влияния этих отклонений на работу двигателя. Материалы и методы исследования моторных топлив В 2015-2017 гг. в Кубанском ГАУ по заявкам хозяйств проводилось исследование качества моторных топлив в сельскохозяйственном производстве. При анализе бензина определялись следующие показатели качества: плотность, наличие механических примесей, содержание воды, кислотное число, наличие минеральных кислот и щелочей, фракционная разгонка топлива (определение температур начала кипения и выкипания 10 % топлива, 50 % топлива и 90 % топлива). При анализе свойств дизельного топлива определялись следующие показатели его качества: плотность, наличие механических примесей, содержание воды, температура вспышки, вязкость при 20 °С, наличие минеральных кислот и щелочей [1]. Результаты исследований бензинов представлены в табл. 1. Анализы проводились по стандартной методике. Плотность определялась нефтеденсиме-трами, вязкость определялась вискозиметром ВПЖ-2, температура вспышки определялась в закрытом тигле, содержание воды - методом возгонки нефтепродукта с обезвоженным бензином с последующим отстаиванием в холодильнике. Кислотное число определялось спиртовой вытяжкой из бензина органических кислот с последующим титрованием децинор-мальным раствором едкого калия. Определение наличия в топлива минеральных кислот и щелочей производилось методом вытяжки их горячей водой с добавлением в водную фракцию соответствующего реактива. Содержание фактических смол находилось по диаметру кольцевого пятна после сжигания 1 мл топлива. Для фракционной разгонки бензина использовался аппарат ЛРН [2]. Результаты исследования бензинов Во всех анализах отмечено отсутствие в бензинах механических примесей и воды. Образец топлива № 1 имеет слишком легкий фракционный состав. Поскольку этот бензин использовался летом, вероятно образо- вание паровых пробок в системе питания. Паровые пробки возможны и в образце топлива № 2. Образцы топлива № 3, 4 и 5 имеют плохие пусковые свойства. У образца топлива № 6 пусковые свойства очень плохие, можно предположить низкую технологию производства. Образцы топлива № 7, № 8, № 9 и № 10 удовлетворяют требованиям стандартов. Образец топлива № 11 отличается неполнотой сгорания. Образец топлива № 12 склонен к образованию паровых пробок. Образец топлива № 13 удовлетворяет требованиям стандартов. Образец топлива № 14 обеспечивает ухудшенный запуск и неполноту сгорания. Образец топлива № 15 удовлетворяет требованиям стандартов. Образец топлива № 16 отличается непомерно высоким содержанием легких фракций и склонностью к образованию паровых пробок. Вероятна несовершенная технология производства. Таким образом, из 16 образцов бензина, подвергшихся анализу, плотность соответствуют требованиям стандартов у 37,5 %, склонны к образованию паровых пробок 25 %, обеспечивают ухудшенный запуск 31 %, позволяют предположить несовершенную технологию производства 12,5 %, обеспечивают низкую приемистость двигателя 12,5 % и отличаются неполнотой сгорания 6 %. Некоторые образцы характеризуются одновременно двумя нарушениями стандартов [3], [4]. Результаты исследования дизельного топлива В табл. 2 представлены результаты исследования дизельного топлива. Во всех анализах отмечено отсутствие механических примесей и воды. По результатам этих анализов можно отметить следующее. Образцы топлива № 1, 3, 5-7, 8 и 10 отличаются повышенным содержанием фактических смол. При анализе образцов № 5 и 8 не зафиксирована температура вспышки в процессе нагревания до 100 °С. Образцы топлива № 7 и 8 отличаются пониженной вязкостью. Образцы топлива № 9-11 соответствуют стандартам. Таким образом, из 11 испытанных образцов соответствуют стандартам 27 %, отличаются повышенным содержанием фактических смол 63 %, не зафиксирована температура вспышки у 18 %, имеют пониженную вязкость 18 % образцов топлива. Результаты исследования моторных масел Исследование качества моторных масел проводилось по заявкам сельскохозяйственных предприятий, причем часто существовала возможность выхода двигателя из строя по причине низкокачественного масла. Оценка качества моторных масел проводилась по следующим показателям: плотность, вязкость при температуре 50 °С, вязкость при температуре 100 °С, индекс вязкости, температура вспышки, наличие минеральных кислот и щелочей, механических примесей и воды, кислотное число. Для определения плотности масло смешивали с растворителем - дизельным топливом, плотность которого предварительно определялась нефтеденсиметром. После перемешивания смеси ее плотность определялась нефте-денсиметром, а плотность испытуемого масла определялась по формуле: р = (2р - р ), гм 4 'см *дт7' где р - плотность испытуемого масла; р плотность смеси; р топлива. Кинематическую вязкость масла определяли капиллярным вискозиметром после его выдерживания в глицериновой бане - сначала при 50 °С, а затем при 100 °С. Величина вязкости при 100 °С указывается в марке масла, что позволяет проверить правильность маркировки. Зная кинематические вязкости масла при 50 ° С и при 100 °С, можно по специальной номограмме определить индекс вязкости, который должен быть не менее 85 и обычно не более 130. Заниженное значение свидетельствует о плохих вязкостно-температурных свойствах, а завышенное - позволяет предположить наличие примеси. Температура вспышки масла определялась в открытом тигле, куда вставлялся термометр. Таблица 3 Чем ниже температура вспышки масла, тем оно хуже. Такое масло не только сильно выгорает, но и препятствует образованию масляной пленки на деталях двигателя, что интенсифицирует износ. Для определения наличия в масле минеральных кислот и щелочей образец масла смешивали с горячей водой в делительной воронке, встряхивали смесь, а после отстоя водный слой сливали в две пробирки, куда добавляли соответствующие индикаторы -фенолфталеин и метилоранж. Для установления кислотного числа масла, характеризующего содержание в нем органических кислот, эти кислот извлекались кипящим спиртом и после добавления индикатора при титровании определялось количество капель едкого калия, необходимого для нейтрализации извлеченных из масла органических кислот. Кислотное число не должно превышать 3 мг на 1 г масла. Повышенное его значение означает возможность интенсивного разрушения цветных металлов, особенно вкладышей в подшипниках. В определенных условиях возможно также образование гелей, закупоривающих масляные магистрали. Результаты испытаний 15 образцов масла представлены в табл. 3. Плотность моторного масла в 11 образцах составила 0,875...0,880 г/см3, в двух образцах -0,870 г/см3 и еще в двух - 0,890 и 0,900 г/см3. Таким образом, изменение величины плотности масла не было значительным. Вязкость масла изменялась в широких пределах, что может свидетельствовать: - об отклонении данных сертификата от фактических значений; - об отклонениях в технологии изготовления; - о разбавлении масла более дешевыми компонентами. Индекс вязкости всех, кроме одного, анализированных масел был в норме. Таким образом, наиболее часто встречающимися показателями качества моторных масел, отклонение от нормы которых может привести к нарушению работы двигателя, являются: - вязкость при 100 °С - 4 анализа, - индекс вязкости - 1 анализ, - кислая реакция - 1 анализ, - наличие воды - 4 анализа, - низкая температура вспышки - 4 анализа. В табл. 4 указаны последствия использования некондиционных масел. Выводы 1. Наиболее часто отклоняющиеся от стандарта показатели качества бензина - это плотность, пусковые свойства, склонность к образованию летом паровых пробок в системе питания. Иногда к этому добавляется неполнота сгорания. Для дизельных топлив характерны следующие нарушения стандартных показателей качества: повышенное содержание фактических смол, пониженная вязкость и очень высокая (выше 100 °С) температура вспышки. Возможных причин таких нарушений качества моторных топлив две: кустарная технология производства и (наиболее вероятно) фальсификация моторных топлив путем добавления в них дешевых компонентов на заправках. Из этого следуют рекомендации: - принять нормативный акт о лишении лицензий на право торговли организаций, фальсифицирующих моторные топлива и масла; - создать краевую лабораторию для анализа качества нефтепродуктов; - организовать подготовку специалистов среднего звена по рациональному использованию и анализу качества нефтепродуктов. 2. Большинство нарушений качества масел связано с его неправильным хранением или умышленным смешиванием его с более дешевыми компонентами. Необходимо усиление внешнего контроля за качеством поставляемого масла, а также рациональная организация нефтехозяйства предприятий.

About the authors

V. V Verbitskiy

Kuban State Agrarian University

Email: suhs@mail.ru
PhD in Engineering

References

Supplementary files