ТЕОРИЯ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Основное назначение смазочных материалов - это снижение трения и уменьшение износа деталей.
Смазочные материалы бывают трех видов: жидкие, их обычно называют маслами; пластичные, называемые смазками, и твердые (графит, дисульфид молибдена, некоторые другие). Смазочные масла по назначению подразделяют на моторные, трансмиссионные, индустриальные, компрессорные и другие. Моторные масла работают в очень тяжелых условиях, непрерывно подвергаясь при значительных перепадах температур механическим нагрузкам, контактируя с продуктами сгорания топлива и кислородом воздуха. Трансмиссионные масла и пластичные смазки работают в среде с относительно постоянными температурами, давлением и нагрузками, поэтому они заметно дольше моторных масел не теряют нужных свойств. Любое современное масло состоит из масляной основы - \"базы\", определяющей его основные вязкостно-температурные характеристики, и \"пакета присадок\", при помощи которых базовому маслу придаются некоторые новые или улучшаются уже имеющиеся свойства, например моющие, антикоррозийные, противозадирные, антиокислительные и прочие. На протяжении уже более ста лет во всем мире, в качестве базовых масел используются минеральные масла. Моторные и трансмиссионные масла на минеральной основе до сих пор занимают несоизмеримо большую долю рынка, по сравнению с синтетическими продуктами.
Минеральные масла.
Минеральные масла - это продукты, полученные путем перегонки сырой нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Нефть - это сложная смесь ряда химических соединений, в основном состоящих из углеводородов с соединениями серы, азота, кислорода, солей металлов и воды. Химический состав и соответственно свойства нефти очень сильно зависят от месторождения. Поэтому для производства минеральных масел используют специальные нефти, с большим содержанием парафинов, также называемые масляными. Начинается процесс получения базовых минеральных масел с перегонки сырой нефти.
Перегонка сырой нефти
Нефть нагревается до температуры около 350°C. Частично она испаряется и в зависимости от молекулярного веса своих компонентов разделяется на слои (фракции), которые отбираются с различных тарелок колонны. Фракции возникающие в ходе процесса (сверху вниз дистилляционной колонны): Газ (на рисунке не показан) Бензин Керосин Дизельное топливо Атмосферный остаток (мазут),который используется для изготовления масел и битума. Полученный мазут не может подвергаться дальнейшему нагреву с целью разделения на фракции, т.к. при температурах свыше 350оС начинаются необратимые процессы деструкции мазута, т.е. его превращения в кокс. Поэтому следующим процесом переработки мазута является вакуумная дистилляция.
Вакуумная дистилляция
В атмосферном остатке(мазуте) после отгонки легких фракций содержатся три основных компонента: парафины, нафтены, ароматические соединения. Они отправляются в колонну вакуумной перегонки, где углеводороды испаряются при более низких температурах, позволяющим избежать их термического разложения. В верхней части колонны собирается вакуумный дистиллят; вакуумный остаток - внизу. Три или четыре слоя фракций, находящиеся между этими двумя, удаляются; они подвергаются дальнейшей очистке для удаления ненужных продуктов, прежде чем их можно использовать в качестве смазочных масел. Процессов очистки фракций вакуумной дистилляции, прежде чем они станут товарными базовыми минеральными маслами, существует несколько десятков, а нужная методика и последовательность подбирается в каждом индивидуальном случае отдельно, учитывая особенности сырой нефти, ее состава. Каждая крупная нефтяная компания старается создать свои процессы производства, очистки и модификации базовых масел так, чтобы они были не только оригинальными, но и наиболее эффективными в экономическом плане и обеспечивали бы наилучшее качество. Так получают базовые масла разных вязкостей, в зависимости от того, какую температуру выкипания они имеют в процессе вакуумной перегонки. В товарном моторном масле, как правило, содержится целая композиция из базовых масел разных вязкостей.Базовое минеральное масло имеет следующие преимущества в сравнении с синтетическими маслами: относительно невысокая стоимость, простота производства, отличная смешиваемость, гидролитическая стойкость и растворимость присадок. Недостатки же таковы: низкий индекс вязкости, высокая температура застывания, высокая испаряемость и низкая термоокислительная стойкость.
Источник: castrol.com
