Основы производства смазочных материалов

1.

Основы производства
смазочных материалов
1

2.

Общие классификации
смазочных материалов

3.

СМАЗОЧНЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
СМАЗОЧНЫЕ
МАСЛА
ПЛАСТИЧНЫЕ
СМАЗКИ
СОТС

4.

МАСЛА
МИНЕРАЛЬНЫЕ
(НЕФТЯНЫЕ)
СИНТЕТИЧЕСКИЕ
СМЕШАННЫЕ

5.

Моторные
Индустриальные
Турбинные
Масла
Компрессорные
Холодильные
Трансмиссионные
Медицинские и
парфюмерные
Технологические
Электроизоляционные

6.

Общие требования к
смазочным маслам

7.

Масла должны обладать
-оптимальными вязкостно-температурными
свойствами для облегчения запуска машин и
механизмов при низких температурах
окружающего воздуха;
- хорошими смазочными свойствами для
облегчения надежной смазки на всех режимах
работы объекта;
- достаточной антиокислительной стойкостью,
препятствующей значительному изменению
химического состава масла в процессе его
работы;

8.

Масла должны обладать
-хорошими моющими свойствами с целью
снижения склонности к образованию отложений на
нагретых металлических поверхностях и в
системе смазки;
- высокими противокоррозионными свойствами по
отношению к конструкционным материалам,
особенно к цветным металлам и сплавам при
рабочих температурах масла;

9.

Масла должны обладать
-низкой испаряемостью,
- малой пенообразующей способностью и
эмульгируемостью,
- не должно оказывать отрицательного
воздействия на уплотнительные материалы,
- не отличаться высокой токсичностью и не
подвергаться биоповреждениям,
- а также не вызывать загрязнения окружающей
среды,
- не изменять своих свойств при хранении,
- легко транспортироваться и перекачиваться.

10.

Основные показатели качества
смазочных масел.

11.

• Важными характеристиками смазочных масел
являются вязкость и вязкостно-температурные
свойства.
• Вязкостью называют свойство жидкости оказывать
сопротивление взаимному перемещению ее слоев
под действием внешней силы. От вязкости масла
зависит легкость пуска двигателя в холодную
погоду, износ трущихся деталей, расход масла, а
также мощность двигателя ( потери на трение).

12.

Различают динамическую, кинематическую и
условную вязкость. Динамическая вязкость ( )
измеряется в пуазах (Пз), размерность пуаза в
системе СИ Па.с (кг/м.с). Чаще пользуются
кинематической вязкостью ( ), числено равной
отношению динамической вязкости
нефтепродукта к его плотности
= / ,
где - динамическая вязкость, Па.с
- плотность нефтепродукта, кг/ мз. Единицей
кинематической вязкости является стокс (1 Ст = 1
см2/ с), сотая его часть называется
сантистоксом (1 сСт=1 мм2/с).

13.

Вязкость жидких продуктов зависит от их
температур выкипания. Чем выше температура
кипения фракции, тем больше ее вязкость. Среди
различных углеводородов наименьшую вязкость
имеют
парафиновые,
наибольшую
ароматические углеводороды. Вязкость возрастает
с увеличением числа циклов
в молекулах
нафтеновых и ароматических углеводородов, а
также с удлинением их боковых цепей.
Абсолютное значение вязкости или класс
вязкости положены в основу классификации и
маркировки смазочных масел.

14.

Особо важное значение при эксплуатации
механизмов в широком интервале температур
приобретает
зависимость
вязкости
от
температуры.
Вязкостно-температурные
свойства
смазочных
масел оцениваются индексом вязкости (ИВ). Этот
показатель является эталонным и определяется
расчетным путем при известных кинематических
вязкостях при 40 и 1000С. Чем меньше меняется
вязкость масла с изменением
выше его индекс вязкости.
температуры, тем

15.

16.

Способ увеличения индекса вязкости путем введения
загущающих присадок

17.

Индекс вязкости зависит от углеводородного
состава:
Наибольшим индексом вязкости обладают
парафиновые углеводороды,
наименьшим полициклические конденсированные
нафтеновые и нафтеноароматические
углеводороды.

18.

Смазочная способность.
Основными функциями нефтяных масел являются
снижение трения между твердыми поверхностями
движущихся деталей, уменьшение износа и
предотвращение задира, заедания и сваривания
металлических поверхностей. Под смазочной
способностью следует понимать способность масел
обуславливать
малое
сопротивление
контактирующих поверхностей тангенциальным
силам сдвига и высокое сопротивление сближению
их под действием нормальной нагрузки.

19.

Различают два основных режима трения, в которых
проявляется
действия
(гидродинамический)
масел
и
граничный.
-
жидкостной
В
условиях
жидкостного трения трущиеся поверхности разделены
непрерывным
слоем
смазочного
материала,
в
условиях граничного трения - его тонкой (0,1 - 0,5
мкм) и неравномерной пленкой. В реальных условиях
в большинстве случаев трение бывает смешанным: и
жидкостным, и граничным.

20.

При
жидкостном
трении
основную
роль
в
проявлении антифрикционного действия масла
играют
состав
и
строение
входящих
в
него
углеводородов, при граничном трении этот эффект
зависит прежде всего от состава растворенных в
масле природных поверхностно-активных веществ
(ПАВ) и специально вводимых добавок и присадок.
Таким образом, смазочное действие масел зависит
от
многих
физических,
физико-химических
и
химических явлений и обусловлено процессами
адсорбции
и
хемосорбции
на
поверхностях
твердого тела и их модифицированием.

21.

Стабильность к окислению кислородом воздуха
является одним из важнейших показателей эксплуатационных
свойств масел. Особенно важен этот показатель для моторных и
других нефтяных масел, многократно прокачиваемых через узлы
трения (циркуляционная система смазки) или предназначенных
для длительного применения без замены и дозаправки.
Лакообразование обычно начинается при 230 - 2600С и
достигает максимума при 300 - 320 оС. При более высокой
температуре происходит термическое разложение лаковой
пленки с выделением газообразных продуктов. Интенсивность
лакообразования определяется температурой, составом масла и
металла. В связи с этим в условиях повышенных температур и
каталитического воздействия металлов обычно говорят о
термоокислительной стабильности масел. Устойчивость
масел к окислению в объеме называют иногда химической
стабильностью

22.

Коррозионные и защитные свойства. Надежность и
долговечность работы машин и механизмов во многом
определяются эффективностью защиты металлических
поверхностей от коррозии. Отсутствие коррозионного
воздействия на металлы и защита их от коррозионноагрессивных компонентов внешней среды - требования ко
всем нефтяным маслам.
Моющие и диспергирующие свойства характеризуют
способность масла обеспечивать необходимую чистку
деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и
загрязнения во взвешенном состоянии. Чем выше моющие и
диспергирующие
свойства
масел,
тем
больше
нерастворимых веществ – продуктов старения может
удерживаться в работающем масле без выпадения в
осадок, и меньше лакообразных отложений и нагаров
образуется и остается на горячих деталях.

23.

Испаряемость масел, т.е. потеря маслом легких
фракций, наблюдается преимущественно при его
работе. Помимо повышения взрывоопасности высокая
испаряемость
масла
ведет
к
расходу.
Испаряемость
регламентируется
фракционном
составом
и
масла
его
повышенному
температурой
вспышки.
Температура вспышки характеризует содержание в
масле легких фракций: чем она ниже, тем при более
низкой температуре выкипают первые фракции. Из
двух равновязких масел лучшими эксплуатационными
свойствами (большим индексом вязкости и высокой
антиокислительной стабильностью) обладает масло с
более узким пределом выкипания.

24.

Низкотемпературные свойства масел характеризуются
температурой застывания и вязкостью при низких
температурах.
Температурой застывания называют ту температуру,
при которой масло теряет свою подвижность. Потерю
подвижности могут обуславливать две причины: 1-я – это
значительное повышение вязкости при понижении
температуры; 2-я – образование структурного каркаса
кристаллов твердых углеводородов, выделяющихся при
охлаждении.
Коксуемость
оценивает
склонность
масел
к
нагарообразованию. Этот показатель характеризует
степень очистки масел от асфальтово-смолистых
веществ. Присутствие присадок увеличивает этот
показатель

25.

Моторные масла

26.

Общие требования к моторным маслам
Моторное масло — важный элемент конструкции
двигателя. Оно может длительно и надежно
выполнять свои функции, обеспечивая заданный
ресурс двигателя, только при точном соответствии
его свойств тем термическим, механическим и
химическим
воздействиям,
которым
масло
подвергается в смазочной системе двигателя и на
поверхностях смазываемых и охлаждаемых деталей.
Взаимное соответствие конструкции двигателя,
условий его эксплуатации и свойств масла — одно из
важнейших условий достижения высокой надежности
двигателей.

27.

Современные моторные масла должны отвечать многим
требованиям, главные из которых перечислены ниже:
высокие моющие, диспергирующе-стабилизирующие
по
отношению
к
различным
нерастворимым
загрязнениям,
обеспечивающие
чистоту
деталей
двигателя
за
счёт
предотвращения осаждения на них загрязнений, находящихся в
составе масла;
высокие термическая и термоокислительная стабильности
позволяют использовать масла для охлаждения поршней,
повышать предельный нагрев масла в картере, увеличивать срок
замены;
достаточные
противоизносные
свойства,
обеспечиваемые
прочностью масляной пленки, нужной вязкостью при высокой
температуре и высоком градиенте скорости сдвига, способностью
химически модифицировать поверхность металла при граничном
трении и нейтрализовать кислоты, образующиеся при окислении
масла и из продуктов сгорания топлива,

28.

отсутствие коррозионного воздействия на материалы
деталей двигателя как в процессе работы, так и при
длительных перерывах;
стойкость к старению, способность противостоять внешним
воздействиям с минимальным ухудшением свойств;
пологость
вязкостно-температурной
характеристики,
обеспечение холодного пуска, прокачиваемости при
холодном пуске и надежного смазывания в экстремальных
условиях при высоких нагрузках и температуре окружающей
среды (высокий индекс вязкости);
совместимость с материалами уплотнений, совместимость
с катализаторами системы нейтрализации отработавших
газов;
малая вспениваемость при высокой и низкой температурах;
малая летучесть, низкий расход на угар (экологичность).

29.

Условия работы моторных масел
Условия работы моторного масла в различных зонах
двигателя резко различаются по температуре и прочим
параметрам. Обычно выделяют три характерные зоны
работы
моторного
масла:
камера
сгорания
цилиндра,
картер двигателя, в том числе, сопряжение
«цилиндр-поршень» и механизм газорасперделения.

30.

Условия работы моторных масел
В камере сгорания, куда масло попадает через неплотности
поршневых колец и уплотнений впускных клапанов,
температура достигает 2000°С и выше, при этом масло
подвергается активному окислению и частично сгорает, образуя
золу и кокс, а частично — смешивается со смолистыми
осадками
топлива,
в
результате
образуя
твёрдые
коксообразные отложения — нагар — на стенках камеры
сгорания, днищах поршней, клапанах, выступающих в камеру
сгорания частях свечей зажигания и верхних поршневых
кольцах.

31.

Условия работы моторных масел
В картере двигателя температура обычно составляет
порядка 50…100°С, при этом масло практически не
повергается окислению. Однако при нагреве масла до
120°С и более, возникающем обычно из-за прорыва в
картер горячих газов при плохой работе вентиляции
картера, процессы его окисления резко ускоряются,
начинается его термический распад и сгорание,
повышается коррозионная активность масла из-за
накопления в нём продуктов окисления и распада.

32.

Условия работы моторных масел
Механизм газораспределения обеспечивает нормальную
работу впускной и выпускной систем двигателя, устойчивой
его работы на всех режимах – от холодного запуска до
крейсерсерского.
Все узлы механизма смазываются тем же моторным
маслом. Однако температурный режим работы здесь не
такой жесткий как в картере и тем более, чем в цилиндропоршневой группе, всего 85 – 1200С.

33.

Условия работы моторных масел
Вместе с тем, в этом узле масло подвергается воздействию
кислорода воздуха, который поступает в цилиндры через
систему клапанов и продуктов сгорания, в которых в
избытке содержаться кислые оксиды серы, азота, углерода,
а также водяных паров , вызывающих интенсивное
окисление масла даже при невысоких температурах.
Все эти условия работы приводят к «старению
масла»
и
требующее
в
следствие
этого
периодическую замену.
Периодичность замены зависит как от качества
масла, так и от эксплуатации двигателя

34.

Трансмиссионные
масла

35.

Трансмиссионные
масла
предназначены для смазывания
узлов трения агрегатов трансмиссий
автомобилей,
автотракторной
техники,
тепловозов,
дорожностроительной техники, а также
различных зубчатых редукторов
промышленного оборудования.

36.

Трансмиссио́нные масла́ предназначены для уменьшения трения
при работе зубчатых передач. Благодаря данному виду смазки
уменьшается износ деталей, снижаются потери на трение,
отводится тепло от трущихся деталей и предохраняются
поверхности деталей от влияния коррозии.
Товарные трансмиссионные масла готовятся на базе нефтяных,
синтетических либо смешанных базовых основ, путем добавления
присадок до требуемого уровня качества товарного масла.
Сегодня существует две тразновидности трансмиссионных масел:
для использования в МКПП (механических коробках передач), и
дифференциала моста.;
для передне- и заднеприводных машин с АКПП (автоматической
коробкой передач). Также этот тип масла применяется для
гидроусилителей руля (ГУР).

37.

38.

Механическая КПП

39.

Автоматическая
КПП
Вариатор
Роботизированна
я КПП

40.

Особенности
этих
масел
-
способность
создавать
прочную
смазывающую пленку, выдерживающую большие нагрузки в контакте
деталей. Название не означает, что любой агрегат, относящийся к
автомобильной трансмиссии, смазывается именно трансмиссионным
маслом.
Для смазывания узлов автомашин, имеющих зубчатые передачи
(цилиндрические,
конические,
червячные,
спирально-конические,
гипоидные и др.) используются особые трансмиссионные масла. В
зубчатых
передачах
удельные
нагрузки
на
зубцы
(в
точках
соприкосновения) доходят до 2-х тысяч МПа, а в гипоидных могут
превосходить 3 тысячи МПа. В узлах трансмиссии пиковые точечные
нагрузки легковых автомобилей могут достигать 7 тысяч, а тяжелой
инженерной техники более 10-12 тысяч МПа. Для сопоставления
отметим,
что
давление
между
двигателей не превышает 200 МПа.
соприкасающимися
деталями

41.

Индустриальные масла
Технический
прогресс
в
машиностроении
характеризуется бурным ростом парка различных
машин
и
механизмов
с
одновременным
ужесточением условий эксплуатации (повышение
скоростей,
нагрузок,
температуры,
точности
обработки металла и т.д.), что выдвигает новые
требования к качеству индустриальных масел.

42.

Индустриальные
масла
Масла общего
назначения
Гидравлические
масла
Масла для
прокатных
станов
Редукторные
масла
Промывочные,
Цепные,
Прочие
42

43.

Эксплуатационные
свойства
индустриальных
масел
существенно влияют на потери мощности на трение,
износ трущихся деталей, плавность движения при малых
скоростях скольжения, стабильность к окислению и
коррозии,
эмульгируемость,
деаэрацию.
Важнейшими
свойства,
обеспечивающие
пенообразование
являются
плавное
и
смазывающие
устойчивое
скольжение и демпфирование. Условия трения являются
определяющими при выборе масел. Правильный выбор
масла позволяет значительно продлить срок службы
оборудования и снизить стоимость его эксплуатации.

44.

Ассортимент
индустриальных
масел
для
промышленного оборудования включает около 100
наименований; масла для гидравлических систем
составляют – 46,6%, для зубчатых и червячных
передач
и
тяжелонагруженных
элементов
промышленного оборудования – 41%.
Столь
широкий
многообразием
ассортимент
промышленного
спецификой его работы.
обусловлен
оборудования
и

45.

Обозначение индустриальных масел включает
группу знаков, разделенных между собой дефисом.
Первая буква "И", вторая прописная буква
определяет
принадлежность
к
группе
по
назначению,
третья
прописная
буква
–
принадлежность к подгруппе по эксплуатационным
свойствам и четвертый знак – цифра –
характеризует класс по кинематической вязкости
при 400С.
Например: И-Л-А-32

46.

Масла для гидравлических систем
Гидравлические
масла
применяются
в
гидравлических системах, которые находят все
большее
применение
металообрабатывающих
в
станков,
конструкциях
прессов,
автоматических линий и пр. В таком оборудовании
гидравлическое
масло
необходимых
конструкционных
агрегата.
является
одним
из
элементов

47.

Масла для гидравлических систем
Масла для гидравлических систем
подразделяются на 4-ре группы:
В первую группу входят нефтяные масла без
присадок, которые используют в качестве рабочих
жидкостей
в
предъявляются
устаревших
особые
системах,
где
не
требования
к
эксплуатационным свойствам масел.

48.

Масла для гидравлических систем
Вторую группу составляют легированные масла с
улучшенными
антиокислительными,
антикоррозионными,
противоизносными
и
антипенными свойствами. Эти масла используют в
гидравлических системах, эксплуатируемых при
высоких рабочих давлениях (до 16-35 МПа) с
кинематической вязкостью при 500С от 16 до 118
мм2/с.

49.

Масла для гидравлических систем
В третью группу входят легированные масла с вязкостью
при 500С от 16,5 до 40 мм2/с. Эти масла содержат
дополнительно
противозадирную
и
деэмульгирующую
присадки, их используют в гидравлических системах,
которые
эксплуатируются
при
повышенных
рабочих
давлениях ( 35 МПа). Кроме того, эти масла могут
применяться для смазывания направляющих скольжения
станков.

50.

Масла для гидравлических систем
Четвертую группу составляют легированные масла,
получаемые загущением вязкостными присадками
маловязких очищенных и глубокоочищенных нефтяных
масел из сернистых нефтей селективной очистки. Эти
масла используют их в двигателе привода стана для
прокатки алюминия, в приводе шагового двигателя, в
гидроперфораторах, экскаваторах, дуговых печах и др.

51.

Масла для направляющих скольжения
станочного оборудования
Легированные масла для направляющих скольжения на базе
дистиллятных остаточных и смеси дистиллятных и остаточных
масел из сернистых нефтей селективной очистки, содержащие
противоскачковую,
противозадирную,
адгезионную,
солюбилизирующую и антипенную присадки, используют для
смазывания
направляющих
скольжения
и
качения
металлорежущих станков, передач ходовой винт-гайки станков
особой
высокой
медленных
точности,
перемещений,
где
требуется
точность
и
равномерность
чувствительность
установочных перемещений, столов, суппортов, ползунов, бабок,
стоек и других узлов; а также где необходимо снизить уровень
коэффициента трения в статических и кинетических условиях.

52.

Масла для тяжелонагруженных узлов
Ассортимент
индустриальных
тяжелонагруженных
узлов
трения
масел
для
промышленного
оборудования в России включает масла трех серий с
уровнем вязкости от 32 до 680 мм2/с при 400С:
Для
подшипников
жидкостного
трения
(ПЖТ)
прокатных станов И…ПВ, редукторные и перспективные
универсальные для редукторов, подшипников скольжения
и качения, других механизмов прокатных
бумагокартоноделательных машин.
станов
и

53.

Редукторные масла
Редукторное масло – смазочный материал на основе
нефтепродуктов.
Действует
как
охлаждающая
жидкость: образует пленку для облегчения скольжения
подшипников,
зубчатых
пар
и
других
элементов
редукторной системы. Благодаря использованию масла
можно уменьшить износ узлов и механизмов, снизить
воздействие силы трения и ударных нагрузок. Около 40
% от общего объема производимых редукторных масел
применяется
в
промышленности:
с
их
помощью
обслуживают
червячные
передачи,
косозубые
устройства,
редукторные
двигатели
и
механизмы.
другие
53

54.

Масла для прокатных станов
Прокатные станы служат для обработки
различных металлов давлением. Для этого
подобное
оборудование
применяет
технологию вращающихся валков. Они могут
обрабатывать металл путем поперечной,
продольной или винтовой прокатки. Каждый
из
них
требует
применения
смазочноохлаждающих жидкостей (СОЖ) или масла
для прокатных станов.
В современных условиях технологических
процессов производств постоянно возрастают
нагрузки на детали оборудования. Поэтому
требуется применять усовершенствованные
смазывающе-охладительные
материалы
в
процессе выпуска заготовок и готовой
54
продукции.

55.

55

56.

Цепные масла
Цепные масла используются для смазки цепей
промышленного
назначения,
поэтому
должны
гарантировать длительную бесперебойную работу
последних, защищать пластины звеньев, шарниры и
зубья от преждевременного износа и разрушений.
Цепная передача относится к передачам зацеплением с
гибкой связью. Мощность в цепной передаче посредством
многозвенной шарнирной цепи передается от ведущей к
ведомой звездочке, размещенных на параллельных валах.
Цепные передачи классифицируют по типу применяемой
цепи. В настоящее время применяют роликовые,
втулочные и зубчатые цепи, которые, в свою очередь, могут
быть однорядными и многорядными.
56

57.

Промывочные масла
Промывочное масло — это одно из видов средств,
которые используются для промывки двигателя перед
очередной заменой моторного масла. С его помощью
можно удалить не только непосредственно старую смазку,
но и продукты его разложения, горения и химического
распада или при переходе на другую марку.
Такую смазку заливают в систему после того, как была
слита старая жижа, дают поработать несколько минут
(зависит от конкретной марки) на холостом ходу, сливают, и
лишь после этого заливают новое масло, на котором
предполагается ездить на постоянной основе.
57

58.

Турбинные масла

59.

Предназначены для смазывания и
охлаждения подшипников качения или
скольжения в зависимости от конструкции
турбоагрегатов:
• Паровых и газовых турбин;
• Гидротурбин;
• Газотурбинных установок и двигателей;
• Турбокомпрессорных машин (насосов
компрессоров).

60.

Газовая турбина

61.

Гидротурбина

62.

Газотурбинная установка (ГТУ)

63.

Газотурбинный двигатель

64.

Схема ГПА с газовой
турбиной

65.

Компрессорные масла и
масла для холодильных
агрегатов

66.

Компрессорные
масла
в
зависимости
от
области
применения
и
оборудования делятся на три разновидности:
Масла
для
поршневых
и
винтовых
компрессоров,
обычно
встречающихся в промышленных механизмах и транспортных средствах.
Так как в этом случае масло имеет непосредственный контакт с газом,
масло следует выбирать в зависимости от свойств и характеристик самого
газа.
Для
турбокомпрессорных
установок.
В этой
области зачастую
используются более вязкие и устойчивые материалы, такие, как Тп-22Б или
Кп-8С

67.

• Для компрессоров холодильных установок. В
этом случае также требуются особые смазочные
вещества,
рассчитанные
специально
на
непосредственный контакт с хладагентом и
устойчивые к перепадам температуры и давления.
Благодаря
использованию
хорошего
компрессорного масла в оборудовании, Вы
сможете заметно увеличить его срок службы

68.

69.

Электроизоляционные масла:
Трансформаторные
Кабельные
Конденсаторные
69

70.

ЦИЛИНДРОВЫЕ МАСЛА
Основное
назначение
цилиндровых
масел
-
смазывание горячих частей паровых машин, судовых
и
стационарных
высоконагруженных
дизелей,
пароструйных насосов, паровых молотов и других
агрегатов с высокими несущими нагрузками. Также
цилиндровые масла используются и в системах
смазки
агрегатов
имеющих
закрытые
зубчатые
передачи, работа которых происходит в сложных
температурных условиях.
Цилиндровое масло должно хорошо распыляться,
равномерно распределяться по площадям трения и
не
должно
обусловливается
окисления
образовывать
стойкостью
кислородом
температурах.
воздуха
нагара,
что
масла
против
при
высоких

71.

БЕЛЫЕ МАСЛА
Белые масла – изготовленные на основе
бесцветных нефтяных масел химически- и
биологически
инертные
стабильные
материалы без вкуса и запаха. Применяются
в
качестве
сырья,
вспомогательных,
технологических или смазочных материалов в
медицине, косметологии, фармацевтической
индустрии, пищевой и непищевой отраслях
промышленности.
71

72.

Белые масла представляют собой тщательно очищенную
смесь жидких фракций насыщенных углеводородов.
Для
производства
этих
материалов
используются
нафтеновые или парафиновые нефти, а также их смеси,
которые подвергаются сложной и дорогостоящей переработке.
Степень
очистки
белых
масел
жестко
нормируется,
определяет класс и предназначение готового продукта. В
зависимости от количества примесей масла подразделяют на
медицинские и технические.
72

73.

Масла-теплоносители
73

74.

Масла-теплоносители
Энергетика многих современных химических процессов
и
других
производств
основана
теплоносителей
и
рабочих
химическими,
теплофизическими
на
сред
применении
жидких
со
специфическими
и
реологическими
свойствами. На ряде таких производств успешно применяют
нетоксичные нефтяные масла-теплоносители, отличающиеся
достаточно
высокими
термической
стабильностью
и
температурой самовоспламенения.
Существуют и синтетические масла, для эксплуатации в
закрытом (безвоздушном) и в открытом (ванна, двойной котел)
контуре. Температурный диапазон использования различных
теплоносителей варьируется от -115°С до 410°С
74

75.

СОЖ
(Смазочно-охлаждающие жидкости)

76.

Процесс металлообработки неотъемлемо связан с сильным
трением,
которое
возникает
между
заготовкой
и
инструментом. Особенно это проявляется при токарных и
фрезерных работах, когда резец сильно нагревается, при
холодном выдавливании, скоростной многопозиционной
высадке.
Интенсивное
трение
способствует
преждевременному износу инструмента, пластической
деформации заготовки, изменению свойств металла
вследствие перегрева. Для уменьшения силы трения и
понижения температуры необходима специальная смазочноохлаждающая жидкость (СОЖ).

77.

Технологические масла:
Закалочные масла
77

78.

Закалочные масла предназначены для термической
обработки
металлических
изделий,
придания
им
повышенной твердости, износоустойчивости, прочности
и продления эксплуатационного ресурса применяют
закалочные масла. Широкое применение закалочные
масла получили в станкостроении и металлообработке.
Их используют в производстве химических волокон и в
качестве
смягчителей
в
составе
компаунда
для
производства шинных изделий.
Высокая охлаждающая способность, повышает скорость
охлаждения деталей и механизмов, избавляет их от
различного
рода
отложений,
улучшает
закалочные
характеристики механизмов, а также является отличным
антикоррозийным средством.
78

79.

Закалочные масла предназначены для термической обработки
металлических
изделий,
придания
им
повышенной
твердости,
износоустойчивости, прочности и продления эксплуатационного ресурса
применяют закалочные масла. Широкое применение закалочные масла
получили в станкостроении и металлообработке. Их используют в
производстве химических волокон и в качестве смягчителей в составе
компаунда для производства шинных изделий.
Высокая охлаждающая способность, повышает скорость охлаждения
деталей и механизмов, избавляет их от различного рода отложений,
улучшает закалочные характеристики механизмов, а также является
отличным антикоррозийным средством.
79

80.

Технологические масла:
Разделительные масла
80

81.

Разделительные
масла
эффективным
подручным
железобетонных
изделий
в
наши
средством
и
не
дни
в
являются
производстве
только.
При
помощи
разделительного масла цемент не прилипает к поверхностям
различных
форм,
высококачественные
масло
что
готовые
позволяет
изделия.
получать
Разделительное
довольно простое в использовании. В небольшом
количестве наносится на поверхности форм. Один слой
разделительного масла рассчитан на несколько циклов. Это
весьма эффективно и экономично.
Разделительные масла применяются в промышленности.
На заводах в производстве ЖБИ изделий. В строительстве
для защиты металлических и неметаллических опалубок от
прилипания бетона. В обслуживании строительных работ
разделительное средство служит для очистки строительных
машин и бетономешалок от прилипания бетона.
81

82.

Основные свойства.
Адгезионные свойства. За счёт специально подобранных
присадок
обладают
прекрасной
адгезией
к
поверхности
опалубки, не препятствуя отделению опалубки от поверхности
бетона.
Оптимальная вязкость. Разделительные масла обеспечивают
минимальный ровный слой, как при нанесении распылением,
так и вручную. Образовывают на поверхности опалубки тонкую
и прочную масляную плёнку перед заливкой бетона.
Низкотемпературные
свойства.
Сохраняют
работоспособность и функциональность при отрицательных
температурах Не оставляют разводов, обеспечивают гладкую
поверхность бетонных изделий.
82

83.

Сырьевые ресурсы для производства
товарных масел
Природный газ
Сырая нефть
АТ
Топлива
Мазут>3500C
АВТ
Глубокая переработка
Вакуумные
дистиллаты
Мономеры
Нефтехимия
СМ-1
СМ-2
Присадки
Гудрон
Производство базовых масел
СМ-3
БМ-1
БМ-2
БМ-3
Компаундирование (блендинг)
Товарные масла

84.

Таким образом сырьем для производства смазочных
масел являются перечисленные ниже продукты и
полупродукты:
1. Нефть;
2. Природный газ;
3. Вакуумные дистилляты;
4. Гудрон;
5. Базовые масла;
6. Синтетические масла;
7. Присадки
8. Загустители, наполнители (для смазок)
Далее
рассмотрим
основные
представленных видов сырья.
характеристики

85.

Химический состав продуктов и полупродуктов
Парафиновые углеводороды
Парафино-нафтеновые
Ароматические: моно-, би- и поли
Гибридные нафтено-ароматические
Твёрдые углеводороды
Гетероатомные соединения
Асфальтены и смолы

86.

Классификации нефтей
Нефти различных месторождений отличаются друг от друга по
химическому составу, фракционному составу и физико-химическим свойствам.
В связи с тем, что именно свойства нефти определяют направление и
условия ее переработки, влияют на качество получаемых нефтепродуктов,
оказалось целесообразным объединить нефти различного происхождения по
определенным признакам, т.е. разработать такую классификацию нефтей,
которая отражала бы их химическую природу и определяла возможные
направления их переработки.
Существуют различные классификации нефтей:
по геохимическому происхождению,
по физико-химическим свойствам,
по фракционному и химическому составу,
по направлению их переработки и возможностям получения тех
или иных нефтепродуктов.
Рассмотрим некоторые виды классификации нефтей.

87.

Классификация по физическим свойствам.
На ранних этапах развития нефтяной промышленности определяющим
показателям качества продуктов была плотность (ρ1515 ). В зависимости от
плотности нефти подразделяли на:
- легкие (ρ1515 < 0,828);
- утяжеленные (ρ1515 = 0,828- 0,884);
- тяжелые (ρ1515 > 0,884).
В настоящее время этой классификацией пользуются при транспортировке
нефтей, на узлах приема и сдачи нефтей, для приблизительной оценки качества
нефтей при приеме нефтей на нефтеперерабатывающих заводах.

88.

Химические классификации
Классификация, отражающая химический состав нефти , предложена
в 60-х годах Грозненским нефтяным институтом (ГрозНИИ).
В
основу
этой
классификации
положено
преимущественное
содержание в нефти какого-либо одного или нескольких классов
углеводородов. Различают нефти:
– парафиновые,
– парафино-нафтеновые, нафтеновые,
– парафино-нафтено-ароматические,
– нафтено-ароматические,
– ароматические.

89.

Технологические классификации нефтей.
В основу технологических классификаций
положены признаки, имеющие значения для
транспорта, технологии переработки нефтей или
получения того или иного ассортимента продуктов.
Классификация нефтей по технологическим
признакам позволяет, с учетом физико-химических
свойств нефти и ее фракций, определить в той
или иной степени технологическую схему
переработки конкретной нефти.

90.

По содержанию серы делятся на три класса:
До 0,6 % мас. – малосернистые;
От 0,61 до 1, 8 % мас. – сернистые;
Свыше 1,81 % мас. – высокосернистые.
В зависимости
делятся на три вида:
от
содержания
парафина
П1 – нефти малопарафиновые, содержащие не более 1,5%
парафина ( с температурой плавления 50 0С),
П2 – нефти парафиновые, содержащие от 1,51 до 6,0 % масс.
парафина,
П3 - нефти высокопарафиновые, содержащие более 6,0 %
парафина. Нефти типа П3 целесообразно использовать для
производства парафина.

91.

В зависимости от количества фракций, выкипающих
до 350 0С делятся на три типа:
- Т1 - до 55 %;
- Т2 - от 45 до 54,9 %;
- Т3 - меньше 45 %
В зависимости от потенциального содержания
базовых масел на четыре группы:
- М1 - более 25%;
- М2 - от 20 до 24,9%;
- М3 - от 15 до 19,9%;
- М 4 - меньше 15%.
В зависимости от индекса вязкости базовых масел на
четыре подгруппы;
- И1 - выше 95;
- И2 - от 90 до 95;
- И3 - от 85 до 90;
- И4 - меньше 85.

92.

Техническая классификация нефтей.
В соответствии с ГОСТ Р 51858-2002 нефть подразделяют по
физико-химическим свойствам, степени подготовки, содержанию
сероводорода и легких меркаптанов на классы, в зависимости от
массовой доли серы нефть подразделяют на следующие классы :
Класс нефти
Наименование
Массовая доля серы,%
1
Малосернистая
До 0,60 включительно
2
Сернистая
От 0,61 до 1,80
3
Высокосернистая
От 1,81 до 3.50
4
Особо высокосернистая Свыше 3,50

93.

Свойства нефтей
Показатель
Вязкость кинематическая при 20 °С, 20, мм2/с
Вязкость кинематическая при 50 °С, 50, мм2/с
Температура застывания, °С
с обработкой
без обработки
Температура вспышки в закрытом тигле, °С
Содержание парафина, % масс.
Температура плавления парафинов, °С
Серы
Азота
Содержание, % масс.
Силикагелевых смол
Асфальтенов
Коксуемость, % масс.
Зольность, % масс.
Кислотное число, мг КОН на 1 г нефти
До 200 °С
Выход
фракций,
До 350 °С
% масс.
Значение
0,8269
6,80
2,98
-2
‒
-35
2,89
55
0,46
0,10
10,19
0,82
2,08
0,062
0,46
32,0
58,0

94.

> 350 °С
> 400 °С
> 450 °С
> 480 °С
Выход (на
нефть), % масс.
Остаток
Температура,
°С
засты- вспышвания
ки
Содержание
серы, % масс.
Коксуемость, %
масс.
Характеристика мазутов и остатков
41,2
0,9200 4,50
2,40
21
224
0,90 8,00
31,2
0,9350 11,70
5,00
25
260
1,03 8,95
22,8
0,9490
11,30
29
300
1,15 10,17
18,2
0,9573 65,24 23,19
32
322
1,25 11,13
‒

95.

на
фракци
ю
на
нефть
Температура
застывания,
°С
Содержание
серы, %
масс.
Харрактеристика вакуумного дистиллята
350-420
85,2
11,4
0,8911
15,55
4,11
45
0
1,2
Нафтено-парафиновые
углеводороды
49,2
6,6
0,8440
12,14
3,70
110
+18
Х
Нафтено-парафиновые
углеводороды и I
группа ароматических
углеводородов
65,0
8,7
0,8564
12,84
3,83
103
-15
Х
Нафтено-парафиновые
углеводороды, I, II и III
группы ароматических
углеводородов
82,9
11,1
0,8870
15,25
4,09
75
-22
Х
I группа ароматических
углеводородов
15,8
2,1
0,9032
18,35
4,44
‒
-31
Х
II и III группа
ароматических
углеводородов
17,9
2,4
1,0000
59,55
7,36
‒
-21
Х
Выход, % масс.
Исходная фракция, °С
50,
мм2/с
100,
мм2/с
ИВ

96.

100,
мм2/с
ИВ
Исходная фракция,
°С
на
нефть
50,
мм2/с
на
фракци
ю
Выход, %
масс.
Температур
а
застывания,
°С
Содержание
серы, %
масс.
Характеристика гудрона
Остаток > 500
100,0
18,2
0,9573
–
–
23,19
(ВУ100)
–
32
1,25
14,5
2,6
0,8785
1,4829
22,30
6,87
101
-13
–
19,8
3,6
0,8820
1,4870
24,40
7,70
95
-15
–
27,8
5,1
0,8924
1,4942
26,96
8,40
87
-15
-
53,0
9,7
0,9212
1,5192
49,68
12,85
72
-15
-
Нафтенопарафиновые
Нафтенопарафиновые
углеводороды и I
группа ароматических
углеводородов
Нафтенопарафиновые
углеводороды и I
группа ароматических
углеводородов после
депарафинизации
Нафтенопарафиновые
углеводороды, I, II и III
группы
ароматических
углеводородов

97.

Современные требования к базовым
маслам (API)
Группы
S,%
Насыщ.
ув-ов
ИВ
Способ получения
I
> 0,03
<90
80-120
Сольвентные
технологии
Гидроочистка
II
<0,03
>90
80-120
Гидрокрекинг
III
<0,03
>90
>120
Гидроизомеризация
IV (синт)
<0,03
>90
140-160
Полиальфаолефины
(ПАО)
V
<0,03
>90
140-160
Прочие синтетические
масла
VI
<0,01
>90
140-160
Алкилнафталиновые
масла

98.

Классификация базовых масел
- Нефтяные масла, в том числе:
Масла гидрокрекинга;
Масла гидроизомеризации;
- Синтетические масла
- Растительные масла

99.

Нефтяные базовые масла

100.

Мазут
Вакуумная перегонка
Фр-1
Фр-2
Гуд
ДА
Селективная очистка
Р-1
Р-2
ОР
Депарафинизация
ДМ-1
ДМ-2
ДМ-3
Гидродоочистка
БМ-1
БМ-2
БМ-3
Деасфальтизация

101.

Характеристика базовых масел
мм2/с
ИВ
на мазут
мм2/с
на нефть
100,
Содержание
базового масла, %
масс.
на дист. фр.
или остаток
50,
застывания, °С
Выход (на
нефть)
Плотность
дистиллятн
относиой фракции
тельная
или
остатка, %
масс.
Температура
отбора, °С
Температура
(сольвентные технологии)
350-420
13,4
0,8800 15,00 4,00
98
-22
80,5 10,8 33,5
420-480
9,6
0,8972 44,85 8,30
95
-17
77,0 7,4 23,0
> 480
18,2
0,8924 226,7 26,96
87
-15
27,8 5,1 15,4

102.

ПОТОЧНАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА МАСЕЛ
Мазут
Ваккумная перегонка
Гуд
Деасфальтизация
ВД
H2
Гидрирование и гидрокрекинг
Гидроизомеризация
М-2
Кат. депарафинизация
БМ-4
III гр.
БМ-1
II гр.
БМ-2
III гр.
БМ-3
II гр.
БМ-5
III гр.

103.

Характеристика базовых масел
(Гидрокаталитические процессы)
Масла
СО
HVI
VHVI
XHVI
Вязкость при 100оС, мм2/с
4
4
4
4
ИВ
100
115
125
140
Испаряемость по NOACK,
% масс
23
18
14
13
Температура застывания, оС
-15
-15
-18
-20
парафины
25
35
55
75
моноциклопарафины
20
30
24
15
полициклопарафины
30
26
15
10
ароматические
углеводороды
24
9
6
следы
тиофены
1,0-0,5
-
-
-
Физическо-химические свойства
Углеводородный состав

104.

Синтетические базовые масла

105.

Основные типы синтетических базовых
масел
- синтетические углеводороды
- сложные эфиры
- полиалкиленгликоли
- олигоорганосилоксаны
- перфторсоединения

106.

Синтетические углеводородные масла
• Поли-α-олефиновые (ПАОМ)
• Полиинтраолефиновые (ПИОМ)
• Олигобутеновые
• Алкилбензольные
• Алкилнафталиновые
• Масла GTL-технологии

107.

Типичные свойства ПАОМ
ПАОМ-2
ПАОМ-4
ПАОМ-6
ПАОМ-9
1,8
3,9
6,2
9,1
-
13,8
-
19,6
-
Плотность, кг/м3
460
796
3730
821
11180
827
835
842
847
Индекс вязкости
-
118
127
125
130
131
Температура
застывания, ˚с
Температура
вспышки в, ˚с
Испаряемость,
Ноак, %
-64
-70
-63
-57
-52
-46
168
218
236
260
284
285
98
14,7
6,3
3,1
1,6
0,8
Показатели
Вязкость, мм2/с,
при: 100˚с
- 40˚с
ПАОМ-12 ПАОМ-20

108.

Алкилбензолы
Показатели
Вязкость, мм2/с,
при 100 С
индекс вязкости
температура
вспышки в о. т., С
температура
застывания, С
На основе На основе
линейных -олефинов
олефинов
4,8
8,6
100
117
200
220
минус 56
минус 55

109.

Свойства сложных эфиров
Показатели
ДОС
ТГТМП
ПЭТ
ν, мм2/с при 100 С
4,3
1600
5,7
2900
8,0
7000
Индекс вязкости
130
120
135
Температура
застывания, С
-68
-66
-60
Температура всп.
открытом тигле С
220
230
260
Испаряемость по
НОАК
8
7
6
при -40 С

110.

Полигликолевые масла
1.MOHO-C1-Эфиры ПЭГ/ППГ (33:67)
2. Диолы ППГ
3.Диолы ПЭГ/ППГ (37:63)
4.Триолы ППГ
5.Триолы ПЭГ/ППГ (26:78)
6. Диолы cополимера оксидов этилена,
пропилена и бутилена
7.Диолы cополимера оксидов этилена,
пропилена, додецена (ОД) и TГФ (14:19:49:18)
ИВ
245
200
215
185
250
230
170

111.

Свойства основных типов синтетических
смазочных масел
Тип Масла
Полиалкиленгликоли
Поли-α-олефины
Сложные эфиры:
алкилбензолы
Эфиры
фосфорной
кислоты
Полисилоксаны
Температурный
интервал
применения,
ᵒС
Диапазон
вязкости при 38ᵒС
по Сейболту, с
(-55)-260
Индекс
вязкости, ИВ
Смазывающие
свойства*
Термоокислительная
стабильность
55-90000
140-180
4
3-4
(-70)-290
50-50000
120-150
4
5
(-60)-300
50-100
120-180
4
5
(-55)-320
50-50000
110-120
4
4
(-50)-200
35-100
100-120
5
4
(-76)-400
35-10000
160-250
2
5

112.

112

113.

Присадки к маслам

114.

Основные типы присадок
Антиокислительные;
Противокоррозионные;
Антифрикционные;
Противоизносные;
Противозадирные;
Моющие;
Диспергирующие;
Противоскачковые;
Антипенные;
Вязкостные (загущающие);
Депрессорные

115.

Основные типы присадок
Антиокислительные;
Противокоррозионные;
Антифрикционные;
Противоизносные;
Противозадирные;
Моющие;
Диспергирующие;
Противоскачковые;
Антипенные;
Вязкостные (загущающие);
Депрессорные

116.

Основы технологии производства
нефтяных масел

117.

Основы технологии производства нефтяных масел
Нефтяные масла самого различного назначения получают из остатков
атмосферной перегонки нефти – мазутов. Процесс производства любых масел
состоит из трех этапов:
1.
Подготовка сырья – получение исходных масляных фракций
2.
Получение базовых масел из исходных масляных фракций и остатков
3.
Смешение компонентов (компаундирование), добавление присадок
для получения товарных марок масел
Подготовка сырья заключается в разгонке мазута под вакуумом (вакуумная
перегонка)
Масла, полученные при переработке дистиллятных масляных фракций,
называют дистиллятными.
Масла, полученные из гудрона (остатка вакуумной перегонки) – остаточными.

118.

Основы технологии производства нефтяных масел
Производство компонентов товарных масел (базовых масел) из исходных
масляных фракций и остатков – сложный многоступенчатый процесс.
Основное назначение каждой ступени – полное или частичное удаление
определенных
групп
соединений,
отрицательно
влияющих
на
эксплуатационные свойства масел
Полученные в результате вакуумной перегонки масляные дистилляты, а
особенно гудрон, не могут использоваться в качестве базовых, и тем более
товарных масел. Они содержат такие «Нежелательные» компоненты, как:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Тяжелые металлы (V, Ni, Co, Pb)
Асфальтены
Смолы
Полициклические
ароматические
и
нафтеноароматические
углеводороды с короткими боковыми цепями
Серо-, азот-, кислородсодержащие соединения (гетероатомы)
Ненасыщенные углеводороды
Твердые углеводороды

119.

Основы технологии производства нефтяных масел
Данные соединения существенно ухудшают как физико-химические свойства
(вязкость, коксуемость, плотность, цвет), так и эксплуатационные (вязкостнотемпературные, низкотемпературные, стабильность к окислению)
1. Тяжелые металлы (V, Ni, Co, Pb)
2. Асфальтены
3. Смолы
Коксуемость, индекс вязкости
4. Полициклические ароматические и
нафтеноароматические углеводороды
с короткими боковыми цепями
5. Серо-, азот-,
углеводороды
Цвет
кислородсодержащие
6. Ненасыщенные углеводороды
7. Твердые углеводороды
Термоокислительная
способность
Коррозионная активность
Температура застывания

120.

Основы технологии производства нефтяных масел
В основе производства масел из исходных масляных фракций и остатков лежат
методы избирательного удаления указанных выше нежелательных
компонентов. Эти методы могут быть:
1. Физическими – экстракция растворителями, осаждение из раствора при
понижении температуры
2. Физико-химическими – адсорбция
3. Химическими - взаимодействие с кислотой или щелочью, гидроочистка и
другие гидропроцессы

121.

ПОТОЧНАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА МАСЕЛ
Мазут
ВГ
Н2
Ваккумная перегонка
< 3500C
Фр-1
Отходы
Р-1
Гачи
Р-2
ДМ-1
Обезмасливание
Экср.
ост.
Асфальт
ОР
Депарафинизация
петролатумы
ДМ-2
ДМ-3
Гидродоочистка
Парафин и церезин –
УВГ
сырцы
Парафины
И церезины
> 5000C
ДА
Фр-2
350-4200C
420-5000C
Селективная очистка
Экср.
дист
Гидроочистка
Деасфальтизация
Гуд
Н2S
БМ-1
БМ-2
БМ-3
Компаундирование
Товарные масла
отгон
М-10 Г2
М-5з/14Г1
ТМ-5-18
ИГП-38
И-Н-С-64
Присадки

122.

ПОТОЧНАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА МАСЕЛ
Мазут
ВГ
Вакуумная перегонка
Фр-1
Экср.
Фр-2
ДА
Селективная очистка
Р-1
Гачи и
петролатумы
Обезмасливание
Деасфальтизация
Гуд
Р-2
Асфальт
ОР
Депарафинизация
ДМ-1
ДМ-2
ДМ-3
Гидродоочистка
Парафин и церезин –
сырцы
БМ-1
Гидроочистка
БМ-2
БМ-3
Компаундирование
Товарные масла
Парафины
И церезины
М-10 Г2
М-5з/14Г1
ТМ-5-18
ИГП-38
И-Н-С-64
Присадки

123.

Современные требования к базовым
маслам (API)
Группы
S,%
Насыщ.
ув-ов
ИВ
Способ получения
I
> 0,03
<90
80-120
Сольвентные
технологии
Гидроочистка
II
<0,03
>90
80-120
Гидрокрекинг
III
<0,03
>90
>120
Гидроизомеризация
IV (синт)
<0,03
>90
140-160
Полиальфаолефины
(ПАО)
V
<0,03
>90
140-160
Синтетические масла

124.

ПОТОЧНАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА МАСЕЛ
Мазут
ВГ
Вакуумная перегонка
Фр-1
Экср.
Фр-2
ДА
Селективная очистка
Р-1
Р-2
Гачи и
петролатумы
Обезмасливание
Деасфальтизация
Гуд
Асфальт
ОР
Гидроочистка
ГР-1
ГР-2
ГР-3
Депарафинизация
Парафин и церезин –
сырцы
БМ-1
Гидроочистка
БМ-2
БМ-3
Компаундирование
Товарные масла
Парафины
И церезины
М-10 Г2
М-5з/14Г1
ТМ-5-18
ИГП-38
И-Н-С-64
Присадки

125.

ПОТОЧНАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА МАСЕЛ
Мазут
ВГ
Вакуумная перегонка
Деасфальтизация
Гуд
ВД
H2
УВГ
отгон
Гидрокрекинг
отгон
БМ-1
БМ-2
УВГ
Гидроизомеризация
БМ-3
H2S
БМ-4
Присадки
БМ-5
Компаундирование
Товарные масла
М-10 Г2
М-5з/14Г1
ТМ-5-18
ИГП-38
И-Н-С-64
H2S

126.

ПОТОЧНАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА МАСЕЛ
Мазут
ВГ
Вакуумная перегонка
Деасфальтизация
Гуд
ВД
H2
отгон
УВГ
Гидрирование и гидрокрекинг
отгон
БМ-1
БМ-2
БМ-3
Гидроизомеризация
H2S
БМ-4
Кат. депарафинизация
Присадки
Компаундирование
Товарные масла
М-10 Г2
М-5з/14Г1
ТМ-5-18
ИГП-38
УВГ
И-Н-С-64
БМ-5