Какой марки дизельное топливо и масло используется на судах
Обновлено: 05.05.2024
Основным видом топлива, применяемого для работы судовых дизелей, является жидкое топливо. Топлива, применяемые в судовых дизельных установках, должны отвечать следующим требованиям: они должны иметь высокую теплоту сгорания, низкую стоимость, высокую температуру вспышки и способность к самовоспламенению, обеспечивать высокую экономичность двигателя на всех эксплуатационных режимах и легкий и надежный его запуск, полностью сгорать, исключая возможность образования нагаров и отложений на деталях камеры сгорания и интенсивный износ деталей цилиндро-поршневой группы.
В судовых ДЭУ используются следующие группы топлив: дистиллятные(дизельные и газотурбинные),моторныеимазуты.
Для ВОД применяются легкие дистиллятные сорта топлив: дизельные топливапо ГОСТ 305-82 марокЛ– летнее,З– зимнее,А – арктическое.
По содержанию серы дизельные топлива делят на два вида:
с массовой долей серы не более 0,2 %;
с массовой долей серы не более 0,5 %.
Для СОД и МОД применяются:
дизельные топливапо ГОСТ 4749-73 марокДСиДЛ;
моторные топливапо ГОСТ 1667-68 марокДТ– обычной и высшей категории качества; иДМ– только высшей категории качества;
газотурбинные топливапо ГОСТ 10433-75 марокТГ– обычной категории качества и ТГВК– высшей категории качества.
Удельная низшая теплота сгорания применяемых топлив для судовых дизельных установок составляет:
для дизельных топлив – = 42200 ÷ 43100кДж/кг;
для газотурбинных топлив – = 39800 ÷ 42000кДж/кг;
для моторных топлив – = 41000 ÷ 42000кДж/кг;
для мазутов – = 40500 ÷ 42000кДж/кг.
Смазочные материалы, применяемые в ДЭУ, должны обладать следующим комплексом свойств:
антифрикционными свойствами, определяющими способность смазочных масел снижать затраты энергии на трение, возможность подачи по каналам систем смазки и трубопроводам;
противоизносными свойствами, характеризующими способность предупреждать изнашивание или снижать его скорость;
антинагарными свойствами, способностью противостоять изменению состава и свойств, не образовывать низкотемпературных и высокотемпературных отложений и нагаров;
защитными (антикоррозионными) и консервирующими свойствами.
В настоящее время все моторные масла согласно ГОСТ 17479-72 разделяются по своим эксплуатационным свойствам на шесть групп: А,Б,В,Г,ДиЕ. Каждая марка масла имеет свое обозначение.
Примеры обозначения: М-6А, М-12Б, М-14В, М-20Г, М-10Д, М-16Е.
моторное
вязкость при 100 о С
Для улучшения химических показателей масел в базовые масла вводятся различного рода присадки:
вязкостные, повышающие вязкость масел и улучшающие их вязкостно-температурные свойства;
депрессорные, понижающие температуру застывания масел;
моющие, не допускающие образования на деталях двигателей нагаров, лаковых отложений и осадков;
антиокислительные, повышающие стабильность масел при контакте с кислородом, содержащемся в воздухе;
противоизносные и противозадирные, улучшающие смазочные свойства масел и предохраняющие трущиеся детали от задиров;
противокоррозионные, снижающие агрессивность масел по отношению к металлам;
противопенные, предотвращающие вспенивание масла при циркуляции в системе;
антимикробные, предотвращающие размножение в маслах микроорганизмов: бактерий, дрожжевых и плесневых грибков;
многофункциональные, сочетающие в себе свойства нескольких типов присадок, и др.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Судовые масла применяют в судовых двигателях.
Судовые двигатели могут быть тронковыми (когда шатун непосредственно присоединяется к поршню) и крейцкопфными (когда верхняя часть шатуна присоединяется к крейцкопфу — специальной скользящей конструкции, которая соединяется с поршнем штоком.
Крейцкопфные двигатели позволяют снизить износ цилиндра и поршня, поскольку они освобождены от боковых усилий; зато тронковые двигатели намного меньше по размеру и весу. В настоящее время крейцкопфные двигатели используются только на больших морских судах.
Отличительная особенность судовых масел - хорошая влагостойкость.
В России потребляется примерно 50 тысяч тонн судовых масел в год, что составляет 5% от потребления всех масел.
1. Масла для судовых и стационарных силовых установок отечественного производства.
Масло М-14В2 ГОСТ 12337-84 изм.1-6 применяется в системах смазки двух- и четырёхтактных тепловозных и судовых дизелей и дизелей карьерных самосвалов.
Масла М-14Г2ЦС и М-16Г2ЦС ГОСТ 12337-84 изм.1-6 предназначены для применения в главных и вспомогательных тронковых судовых дизелях. Масло М-14Г2ЦС применяют также в тепловозных дизелях типа чн 26/26. Масло М-16Г2ЦС используется также для смазки цилиндров тронковых и крейцкопфных дизелей при их работе на топливе с содержанием серы до 1,5%, для которых рекомендованы масла класса вязкости М-16/SAE 40/.
Масла М-10Г2ЦС, М-14Г2ЦС и М-16Г2ЦС (ГОСТ 12337-84) предназначены для смазывания главных и вспомогательных тронковых дизелей судов морского транспортного, промыслового и речного флотов.
Масло М-10Г2ЦС используют также в циркуляционных системах крейцкопфных дизелей высокой степени форсирования, а масло М-16Г2ЦС- для смазывания цилиндров тронковых и крейцкопфных дизелей, когда массовая доля серы в применяемом топливе не более 1,5 %.
Масло М-14Г2ЦС широко применяют в тепловозных дизелях типа ЧН 26/26, стационарных дизель-генераторах с двигателями типа ЧН 40/48, дизель-редукторных агрегатах с двигателями типа ЧН 40/46.
Масла марки Г2ЦС получили допуск к применению у зарубежных дизелестроителей. Масла М-10Г2ЦС, М-14Г2ЦС и М-16Г2ЦС могут использоваться для смазывания ряда судовых механизмов и агрегатов, где необходимы масла соответствующих вязкостей (редукторы, компрессоры, воздуходувки и др.)
Масло М-20Е70 ГОСТ 12337-84 изм.1-6 - минеральное масло с композицией присадок. Предназначено для смазывания цилиндров крейцкопфных дизелей высокой степени форсирования при работе на тяжелых топливах с содержанием серы до 5%, в том числе для дизелей иностранного производства.
Масло М-16Е30 ГОСТ 12337-84 изм.1-6 - минеральное базовое масло М-16 с композицией присадок. Применяется для смазочных систем цилиндров крейцкопфных дизелей невысокой степени форсирования, для которых рекомендованы масла класса вязкости М-16/SAE 40/, при работе на дизельных дистиллятных или тяжелых топливах с содержанием серы до 2,0%.
1.3. Масла отечественного производства для тронковых двигателей, работающих на мазутах
Масла М-10ДЦЛ20 и М-14ДЦЛ20 ГОСТ 12337-84 изм.1-6 являются минеральными маслами из сернистых нефтей с присадками, улучшающими смазывающие, антикоррозийные и антиокислительные свойства. Масла предназначены для высокофорсированных дизелей с наддувом, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях, для циркуляционных и лубрикаторных смазочных систем при использовании тяжелых сернистых топлив с содержанием серы до 2,5-3,0%.
Масло М-14ДЦЛ30 ГОСТ 12337-84 изм.1-6 представляет собой минеральное базовое масло с композицией присадок. Используется для циркуляционных и лубрикаторных смазочных систем тронковых дизелей, для которых рекомендованы масла класса вязкости М-14/SAE 40/, при работе на топочных мазутах 40 и 40В и других топливах с аналогичными физико-техническими показателями и содержанием серы более 2,5-3,0%.
ООО "Виланд" - Оптовая торговля смазочными материалами
220073, Республика Беларусь, г. Минск, ул.Скрыганова, д.6, комн.2411
тел./факс: 256 • 17 • 90 256 • 17 • 91 256 • 17 • 92
+375 (17) 256 • 15 • 24 256 • 15 • 98 210 • 21 • 43
В своем блоге буду описывать основы технологии судоремонта, методы дефектоскопии, восстановления и упрочнения деталей, виды и методы ремонта судов и механизмов.Будет приведена технологическая документация на ремонт и изготовление деталей.
Оглавление
Качество топлива и смазочных материалов
Рис. 41 Содержание механических примесей в масляной системе в зависимости от производительности сепаратора
На рис. 41 показано, что если сепаратор работает с большой производительностью Q2, то качество очистки снижается, и несмотря на то, что в единицу времени он успевает обработать большое количество масла, общее количество вредных примесей а2 в масле, находящемся в танке, остается высоким. Не принесет должного результата и малая производительность. Если сепаратор отрегулировать на производительность Qu то, несмотря на высокое качество отсепарированного масла, общее содержание загрязнений ai масла в танке будет оставаться высоким.
Как показал опыт, наилучшие результаты очистки дает производительность сепаратора, близкая к Уз его паспортной производительности.
Периодичность лабораторных анализов масла. Не реже чем один раз в три месяца судовые механики обязаны сдавать на анализ пробы масел из циркуляционных систем главного и вспомогательного дизелей, сопровождая пробы, налитые в чистые стеклянные бутылки, соответствующими этикетками. Лаборатория не только укажет состав и количество вредных примесей в масле, но и даст рекомендации по их устранению. Если качество масла при помощи судовых средств улучшить нельзя, лаборатория напишет в заключении, что масло к дальнейшей работе непригодно. Такое заключение является основанием для замены масла в системе. Но большинство крупных судов нерегулярно заходят в порты, где есть лаборатории, и подолгу находятся вдали от советских портов, поэтому на судах лальнего плавания уже давно созданы специальные судо вые лаборатории, пользование которыми не требует специальных знаний. Однако судовые анализы не исключают необходимости сдачи масла в береговые лаборатории.
При помощи судовой лаборатории анализ масла можно сделать в любое время. Устанавливать периодичность анализов не совсем верно. Например, без всякой периодичности следует делать анализ после пополнения рабочего танка маслом из запаса, после длительного перехода между портами, когда на всем переходе производилась сепарация масла, в случае каких-либо сомнений в качестве сепарации и т. д., но интервал между анализами не должен превышать 10 дней.
Правильная дозировка масла. Несмотря на-все увеличивающуюся \тенлонапряженность вновь создаваемых дизелей с высокой степенью наддува, а следовательно, и на ухудшение условии смазки втулок и поршневых колец, системы смазки цилиндров конструктивно не претерпели каких-либо существенных изменений за все время внедрения наддува. В основном усовершенствование смазки цилиндров происходит путем создания новых присадок к существующим маркам цилиндровых масел, способных противостоять тяжелым условиям, в которых они работают. На основе высокоэффективных присадок и комбинаций их составов разрабатывают новые марки масел.
Такое одностороннее усовершенствование ставит жесткие условия для дозировки подаваемого в цилиндры масла. Каждая из ведущих дизелестроительных фирм выработала свою дозировку и интервалы между подачами порций масла. Например, у дизеля Зульцер RD коленчатый вал успевает сделать за цикл подачи 11 оборотов, а у дизелей Бурмейстер и Вайн VTBF — только два.
Но у дизелей RD наблюдается значительная неравномерность подачи масла за каждый оборот вала. Так, за первый оборот вала с начала подачи масла подается в 1,4 раза больше, чем за второй. Поступление масла в цилиндр происходит в то время, когда давление газов на клапан штуцера падает ниже давления масла в трубопроводе. Это происходит дважды за один оборот вала.
У дизелей 550VTBF110 обнаружено, что на поверхность втулки, лежащую выше штуцеров, поршневыми кольцами наносится масляный слой в 6 раз меньший, чем на поверхность, лежащую ниже штуцеров, и в 26 раз меньший, чем в дизелях 6 RD 76, т. е. распределение масла, обратное тому, которое желательно.
Таким образом, количество подаваемого лубрикатором масла еще не определяет правильности его дозировки и распределения по стенкам втулки. Под правильной дозировкой цилиндрового масла следует понимать такую минимальную дозировку, которая при известных сернистости топлива и щелочности масла обеспечивает минимальный износ втулки и поршневых колец. Известно, что в одних дизелях выходные отверстия масляньж штуцеров заканчиваются в масляных канавках различной формы, нанесенных на рабочей поверхности втулки, а в других — такие канавки отсутствуют.
Очень трудно раздельно учесть факторы, влияющие на износ в зависимости от дозировки масла: состояние поршневых колец и величины зазоров в их стыках; степень охлаждения маслом рабочей поверхности втулки; изменение коэффициента трения; скорость замены на поверхности втулки отработавшего масла свежим. е
В распоряжении механика имеется только возможность изменения дозировки масла и чисто внешнее определение результатов этих изменений. То, что износ втулки цилиндра находится в прямой зависимости от подачи масла в цилиндр, подтверждено/большим количеством экспериментов, проводимых заводами-ртроите-лями. /
Судовой механик не меняет дозировку масла в опасных пределах, когда она начинает отражаться на удельном износе втулок, да в этом и нет необходимости. От него требуется только поддержание дозировки в пределах, указанных инструкциями завода-строителя или ССХ. Однако при тщательном наблюдении за состоянием рабочих полостей цилиндров при профилактических вскрытиях можно решить, насколько принятая дозировка масла близка к оптимальной.
При осмотре поверхностей поршня, крышки, продувочных и выпускных окон, поршневых колец и втулки следует прежде всего обращать внимание на количество и состояние нагара на этих поверхностях. При чрезмерной подаче масла на стенках окон, особенно продувочных, нагара отлагается настолько много, что он полностью забивает сечение окна.
Рис 44. Кривые изменения температуры втулки со стороны выпуска в момент прохождения замком поршневого кольца места установки термопары
При нормальном зазоре в канавках поршневое кольцо не остается неподвижным, а медленно вращается вокруг своей оси. В. А. Владимиров и А. Е. Гриншпун оценивают скорость этого вращения в 0,1—1 мм/с. При этом в месте прохождения замка температура стенки поднимается на 20—30°С выше, чем на других участках втулки.
Такое явление было исследовано И.В. Возницким и Б. И. Олейниковым при испытании дизеля Зульцер 8TD48 1 (N=2400 э.л. с. при /г—225 об/мин). В результате исследования построены кривые изменения температур в стенке втулки (рис. 44) в момент прохождения замком поршневого кольца места, где установлена термопара (точка А—-замок подошел к термопаре; Б — прошел ее; 1 — термопара на глубине 5 мм от ( поверхности втулки; 2— то же, 12 мм).
В ходе испытаний было установлено, что температура рабочей поверхности втулки, измеряемая в точках на уровне первого поршневого кольца, колеблется в пределах до 75°С. Период этих колебаний авторы оценивают в 15—20 мин. Как видно из рисунка, частота вращения кольца неравномерна и длительность воздействия горячих газов на отдельные участки поверхности втулки достигает 7—8 мин. Поэтому температура стенки втулки повышалась до 228°С при среднем уровне температуры в этой зоне 150°С. Учитывая, что надежная смазка рабочей поверхности втулки может быть обеспечена при температуре не выше 200°С, можно представить, насколько опасна остановка кольца.
В довершение сложной картины условий, в которых работает поршневое кольцо, следует отметить, что сила трения между кольцом и втулкой в зависимости от положения кольца во втулке также неравномерна. Исследованиями ЦНИДИ установлено, что наибольшего значения сила трения поршневого кольца достигает в районе в. м. т., в тактах сжатия и расширения
Область граничного трения в районах мертвых точек увеличивается с уменьшением класса чистоты обработки трущихся поверхностей поршневого кольца и втулки цилиндра.
Рис 45 Эпюра давления поршневого кольца на втулку
Подводя итоги вышеизложенному, следует отметить, что условия работы поршневых колец очень сложны и при оценке их состояния необходимо учитывать следующие обстоятельства.
1. Добиться идеального прилегания рабочих поверхностей кольца ко втулке и к нижней поверхности канавки в поршне практически не удается, и прорывы газов или сжатого воздуха из рабочей полости цилиндра неизбежны.
2. Упругие силы металла кольца относительно невелики и по окружности распределены неравномерно (в районе замка они выше). На рис. 45 показана эпюра распределения давлений (относительно среднего давления ро) по окружности поршневого кольца, полученная экспериментальным путем. Пояснений эпюра не требует, следует только учитывать, что она построена для дизеля конкретной марки и для других дизелей соотношения величин давлений могут оказаться несколько иными.
3. Кольца, особенно верхние, прижимаются к стенкам втулки в основном силами давления газов и воздуха со стороны канавки. Для первого кольца давление со стороны канавки достигает 0,8рг и быстро убывает на следующих кольцах (у второго кольца оно уже в 4 раза меньше). Это является одной из причин повышенного износа первого кольца.
4. Давления газов и воздуха со стороны канавки распределяются по окружности кольца неравномерно. Они имеют наибольшие величины в зонах, ближайших к замку, постепенно убывая к точке, противолежащей замку.
5. Температуры нагрева кольца по окружности распределяются также неравномерно. Наибольших величин они достигают в районе замка и постепенно убывают к середине кольца, причем, разница между наивысшей и наинизшей температурами в отдельных случаях достигает 100°С.
6. Поскольку в районе замка давление в заколечном пространстве, сила упругости металла кольца и температура нагрева выше, чем на остальных частях кольца, оконечности кольца изнашиваются быстрее всего.
7. Образующая рабочей поверхности кольца не является прямой линией в строгом смысле, а имеет выпуклость, высота которой хотя и исчисляется только микронами, однако способствует образованию масляного клина между рабочими поверхностями втулки и кольца.
8. Сила трения между кольцом и втулкой, в зависимости от их взанмоположения, неравномерна; наибольших величин она достигает в районе в. м. т., в тактах сжатия и расширения.
9. Во время работы дизеля поршневое кольцо не остается неподвижным в своей канавке, а медленно вращается вокруг своей оси. Так как частота вращения невелика, температура стенки втулки в месте прохода замка кольца на это время повышается. Периоды колебаний температуры стенки втулки длятся 15— 20 мин и достигают 75°С по сравнению со средней температурой стенки.
Обратимся теперь к практической стороне вопроса — сроку службы поршневых колец и признакам, определяющим необходимость их замены Назначать заранее какие-то сроки службы колец бессмысленно, так как эти сроки зависят от условий работы, качества чугуна и многих других факторов.
Обычно кольца осматривают, обмеряют и при необходимости заменяют во время очередных вскрытий цилиндров. Чаще всего на этом и заканчивается срок службы первого компрессионного кольца. Оно оказывается или чрезмерно изношенным, или поломанным.
При вскрытии цилиндра, до того как вынут поршень, нужно внимательно осмотреть рабочую поверхность втулки, особенно верхней ее части. Если на поверхности имеются сухие темные участки, то независимо от результатов обмера верхнего кольца его нужно менять. Только в том случае, если основные размеры кольца не выходят за допускаемые пределы, это кольцо можно поставить вниз.
По внешнему виду поршня,поршневых колец, окон можно судить о достаточности, недостатке или избытке смазки^ Совершенно сухие перемычки между кольцами и очень тонкий сухой нагар в выпускных окнах свидетельствуют о недостаточной смазке.
В этих случаях может наблюдаться также очень чиста^ почти полированная, рабочая поверхность втулки с трудно различимым направлением штрихов. Нередко обмеры втулки и колец в таких случаях показывают очень небольшой износ (для втулки 0,02—0,04 мм на 1000 ч).
Однако это кажущееся благополучие не должно успокаивать механиков. Слишком чистая поверхность—втулки более уязвима ТЩя^неизбежно попадающих в смазку твердых частиц нагара, \ чем поверхность с некоторой шероховатостью Особенно вероятно 1 повреждение полированной поверхности при неустановившемся режиме трения, т. е при пуске дизеля.
В практике неоднократны случаи, когда механики при следующем вскрытии цилиндра обнаруживали поверхность втулки, покрытую грубыми продольными рисками, иногда со следами начинавшегося задира и со значительно большим износом, чем в предыдущем вскрытии. Во избежание такого явления необходимо увеличить количество масла, подаваемого в цилиндр, и тщательно проконтролировать его расход с тем, чтобы довести его до нормы.
С другой стороны, излишняя смазка не только загрязняет цилиндр, кольца и поршень, но может вызвать и другие более опасные явления. Если зазор между плоскостями кольца и канавки приблизится к предельно допустимому, нагар начнет образовываться на вертикальных поверхностях канавки и кольца, и толщина его может достигнуть такой величины, что он начнет выжимать кольцо из канавки. В дальнейшем кольцо, потеряв упругость, начнет изменять свою форму. В одних местах прилегания его к втулке возрастут давления, в других — появятся прорывы газов, кольцо перестанет передвигаться в канавке и полностью закоксуется. В таких случаях задиры более чем вероятны.
Обычно кольца снимают с головки поршня при помощи различных приспособлений. Несмотря на то, что деформация кольца при этом минимальна, оно теряет свою форму по сравнению с той, которую имело, находясь на месте. После установки кольца на поршень и поршня в цилиндр кольцо не сразу примет перво-и начальную форму, а может и не принять ее вовсе, и характер из-\ носа кольца и втулки изменится в неблагоприятную сторону, j Кроме того, принудительная деформация кольца при его снятии + и установке на поршень уменьшит упругие силы кольца, что так-I же изменит характер его дальнейшего износа.
Практически упругость поршневого кольца проверяют следующим образом. Замеряют зазор в замке кольца, находящегося в свободном состоянии, и после замера сводят концы кольца до соприкосновения. Если в свободном состоянии зазор в замке останется после этого без изменений, упругость кольца считается достаточной.
Рис. 47. Износ форсуночных игл и продолжительность работы форсунок до притирки игл дизеля 9RD90
На рис. 47, а показан износ игл форсунок дизеля Зульцер 9RD90 при работе его на разных видах топлива, в том числе на опытных. Износ выражен в потере иглой массы в граммах на
1000 ч работы .
Максимальный износ (2) игл наблюдается при работе на опытном топливе, несколько меньший (3) — на экспортном мазуте (—5°С). Минимальный износ (1) зафиксирован при работе на топливе ДТ-1.
Несмотря на то, что качество экспортного мазута (10 С) наиболее низко по сравнению с другими топливами, износ форсуночных игл при работе на нем немногим выше (4), чем при работе на хорошо зарекомендовавшем себя топливе ДТ-1.
Еще более интересный результат показан на рис. 47, б продолжительность работы форсунок до притирки игл. Больше всего игла работает без притирки (4) на экспортном мазуте (10° С) и
скорее всего изнашивается (3) при работе на экспортном мазуте (—5°С), хотя он и выше по качеству, чем первый мазут (/ — работа на топливе ДТ-1; 2—на опытном топливе). На рис. 48, а показан износ игл форсунок дизеля 6RD76 при работе на топливах ДТ-1 (1) и опытном (2). При взвешивании оказалось, что износ во втором случае в 2,5 раза больше, чем в первом. Авторы работы объясняют такое увеличение износа только более высоким содержанием серы в опытном топливе, так как содержание механических примесей и зольность этого топлива такие же, как и топлива ДТ-1.
Во всем мире одним из наиболее распространенным способом транспортировки грузов уже много лет остается судоходство. В наш век глобализации рынка, перевозить грузы стали чаще, чем людей. Ежегодный объем морских грузовых перевозок увеличивается в среднем на 15%. Неудивительно, что и в целом в мире судоходство обеспечивает транспортными услугами примерно 80 % международных экономических связей.
С развитием объемов перевозок активно развивалось и судостроение. По мировым водным каналам перемещаются судна от небольшого грузового до огромного супертанкера длиной 488 метров и водоизмещением до 600 000 тонн. Каждое судно оснащено мощными двигательными установками, которые позволяют передвигать по морским путям большое количество груза. На каком же топливе работают такие мощные корабельные энергетические агрегаты?
До начала 20 века на двигательных установках всех судов использовался только один вид топлива – уголь. С развитием нефтяной промышленности, на замену углю пришло жидкое топливо: бензин, керосин, дизельное топливо. С 1988 года началось производство и активное использование специального судового топлива, которое используется и по сей день в речных и морских судах.
Судовое топливо получают из дизельных фракций нефти путём добавления лёгких газойлей вторичных процессов нефтепереработки либо вакуумных дистиллятов. От дизельного топлива его отличает более тяжёлый фракционный состав, высокая плотность и повышенное содержание сернистых соединений.
Всё судовое топливо делится на два вида – лёгкое топливо (СМТ, ТСМ, флотский соляр) и тяжёлое (мазуты). Классификация и параметры каждого из них наглядно отображены в таблице:
Характеристики судовых топлив (СМТ или мазута) зависят, в первую очередь, от исходной нефти, из которой их получают путем нефтепереработки. Кроме того, каждый нефтеперерабатывающий завод может производить судовое маловязкое топливо или мазуты согласно техническим условиям, принятым на каждом конкретном НПЗ.
Из-за сложного фракционного состава, высокой вязкости и плотности, работа с судовыми топливами, транспортировка, перекачка и хранение могут вызывать сложности. Чтобы минимизировать затраты на использование судовых топлив производители добавляют специально разработанные нефтехимические реагенты, которые снижают температуру застывания, вязкость, а также текучесть судовых маловязких и тяжёлых топлив.
Специалисты Топливного Региона разработали и протестировали различные присадки для судового горючего. В зависимости от цели применения, на рынке представлены:
- Депрессорно-реологическая присадка Difron 4201. За счёт механизма действия Difron 4201 снижается температура застывания и температура текучести топлива. Присадка широко применяется для оптимизации вакуумных газойлей, а также СМТ.
- Депрессорная присадка Difron 3970. Снижает температуру потери текучести и способствует улучшению общей прокачиваемости тяжёлых дистиллятов и кубовых остатков при низких температурах. Применяется как для СМТ, так и для мазутов.
- Депрессорно-диспергирующие присадки Difron 389, Difron 3319, Difron 390. Применяются для снижения ПТФ, температуры застывания и текучести судовых маловязких топлив.
- Поглотители сероводорода и меркаптанов Difron M130, Difron S420. Присадки снижают уровень сероводорода и меркаптанов в тяжёлых топливах, таких как флотский мазут.
- Деэмульгаторы Difron 9425, Difron 9426. Предназначены для отделения нефтепродукта от воды. Помимо первичных процессов нефтепереработки, применяются также при вторичной обработки обводнённых мазутов.
- Активатор горения для нефти и мазута Difron 501. Применяется для увеличения эффективности использования топлива, повышая полноту его сгорания и снижая удельный расход горючего.
Все присадки прошли необходимые лабораторные испытания и уже широко применяются крупными Российскими бункеровщиками.
В СЭУ применяется исключительно жидкое топливо, представляющее собой продукты перегонки нефти. По фракционному составу нефтяные топлива делятся на следующие:
- дизельные, состоящие из легких керосиногазойлевых смесей с мазутами;
- моторные, получаемые при смешивании керосиногазойлевых смесей с мазутами;
- флотские мазуты, представляющие собой остатки процессов перегонки или крекинга нефти.
Быстроходные главные ДВС малых и средних судов, подавляющее большинство агрегатов СЭС работают исключительно на дизельном топливе. Оно характеризуется малой вязкостью, не содержит воды и механических примесей, имеет низкую кислотность, в его составе мало серы. В соответствии с ГОСТ 305-82 дизельное топливо поставляется трех марок: Л (летнее), 3 (зимнее) и А (арктическое), которые различаются плотностью, вязкостью, температурой вспышки, но главное - температурой застывания.
Моторное топливо (ГОСТ 1667-68) бывает двух марок: ДТ (дизельное топливо) и ДМ (дизельный мазут). Это топливо обладает большими плотностью и вязкостью. Перед сжиганием в мало- и среднеоборотных ДВС требуется их специальная подготовка (отстой, фильтрация, подогрев, сепарация).
Флотские мазуты, как и моторное топливо, используются в мало- и среднеоборотных ДВС и в судовых паровых котлах. Для флотских мазутов перед сжиганием также необходима специальная подготовка.
Котельные мазуты (М-40, М-100) сжигают главным образом в топках паровых котлов. По сравнению с дизельным топливом они обладают большей вязкостью, содержат значительно больше серы, воды, механических примесей, у них высокая температура вспышки и положительная температура застывания. Все это сильно усложняет подготовку топлив на судах.
Наиболее сильное влияние на процессы топливоподачи, тонкость и однородность распыливания топлива, определяющих характер предпламенных процессов и процессов горения, оказывают вязкость, плотность, испаряемость и температура вспышки топлива. Впрыскиваемое с большой скоростью в цилиндры ДВС топливо разбивается на мельчайшие капли диаметром 20 . 30 мк. Капли такого размера в среде горячего воздуха в цилиндре ДВС испаряются за 3. 5 мк. с, благодаря перемешиванию паров топлива с воздухом в значительной части объема цилиндра создаются оптимальные концентрации топливовоздушной смеси для ее самовоспламенения.
С ростом вязкости топлива при неизменном давлении впрыска увеличивается средний диаметр капель распыливаемого топлива; ухудшаются условия его испарения, увеличивается период задержки воспламенения и ухудшаются параметры процесса горения. Из-за неполного сгорания увеличивается удельный расход топлива и дымность выпускных газов. С ухудшением испаряемости заметно ухудшаются пусковые характеристики ДВС.
Температура застывания определяет такое важное эксплуатационное качество, как прокачиваемость. Она зависит от температуры начала кристаллизации парафина, растворенного в топливе, и предопределяет способы хранения и меры по обеспечению перекачки топлива, исключающие возможность утраты им необходимой подвижности.
Стабильность топлива - отражает способность топлива сохранять свои свойства в период транспортировки и в условиях длительного хранения.
При длительном хранении свойства топлива и его эксплуатационные качества существенно изменяются под воздействием протекающих в нем физических и химических процессов. К физическим процессам относят кристаллизацию и загустевание топлива и поглощение им влаги, а к химическим - изменение состава горючего - образование смолистых и кислых веществ, различного рода осадков. Естественно, что в результате этих процессов эксплуатационные качества топлива заметно ухудшаются, что отрицательно сказывается на условиях работы топливной аппаратуры.
К важнейшим свойствам топлив относится и теплота сгорания, характеризующая его как горючее. Теплота сгорания жидких топлив, применяемых в СЭУ, составляет 41. 48 МДж/кг. Топливо с меньшей плотностью и не содержащее балласта имеет более высокую теплоту сгорания.
Содержание в топливе серы, воды, смолистых веществ, механических примесей отрицательно сказывается на работе топливных насосов высокого давления (ТНВД) и форсунок, вызывает коррозию деталей, повышает их износ.
Сера содержится в топливе в виде сероводородных соединений и элементарной серы. Наличие в 1 м 3 топлива 10 мг серы уже вызывает коррозию трубопроводов, топливохранилищ и топливной аппаратуры. Еще более агрессивны продукты сгорания серы S02 и S03, резко повышающие температуру точки росы и образующие с конденсирующимися парами воды в зоне пониженных температур выпускных газов ДВС концентрированную серную кислоту. Сера интенсифицирует процессы газовой коррозии, проявляющиеся при температурах 700 . . 900 "С, когда конденсация водяных паров еще невозможна. Газовая коррозия стали в среде S02 увеличивается, по меньшей мере, в 10 раз. Кроме того, наличие серы в топливе значительно увеличивает плотность нагара.
Органические кислоты, присутствующие в топливе, также являются причиной коррозии. Так же, как и сера, она способствуют нагарообразованию.
Содержащиеся в топливе смолистые вещества в еще большей степени чем сера, приводят к лако- и нагарообразованию на поршнях, крышках цилиндров, клапанах, вызывают закоксовывание сопловых отверстий распылителей форсунок.
Механические примеси, присутствующие обычно в виде кварца (Sj03) и глинозема, отрицательно сказываются на работе фильтров, ТНВД и форсунок и могут быть причиной их заклинивания.
Зола, образующаяся в результате сгорания топлив, также вызывает абразивный износ деталей, контактирующих с продуктами сгорания. В отличие от механических примесей, которые можно удалить путем отстоя, фильтрации и сепарации топлива, зола образуется в процессе сгорания и ее негативное воздействие трудно предотвратить.
Эксплуатационные качества топлив могут быть значительно улучшены путем введения в них функциональных присадок.
Стабилизирующие антиокислительные и диспергирующие присадки способствуют увеличению срока хранения топлива. Ингибиторы окисления (амины, фенолы) сдерживают процессы окисления, а диспергенты (полимерные диспергенты, аминосульфаты и др.) предотвращают появление в нем различных осадков.
Для улучшения в прокачиваемое топлива вводят депрессорные присадки. Они воздействуют на вязкость топлива, температуру кристаллизации и застывания, понижая ее на 15. 30 "С. В качестве депрессорных присадок используют „Парадин", присадки А 11 OX, А 504Х.
Присадки алкилнитратов RCH20N02 и RCH20N0, кетонов RCOR интенсифицируют процессы горения, улучшают воспламеняемость топлив, ускоряют предпламенные процессы.
Введение в топлива противокоррозионных присадок НК 204У, 6МП, ВНИИП 101 и других в значительной мере нейтрализует агрессивность продуктов окисления сернистых соединений и позволяет увеличить срок службы топливной аппаратуры, замедляет коррозию, снижает нагарообразование.
Применяются и другие функциональные присадки - противоизносные и моющие. Особое внимание уделяется многофункциональным присадкам, оказывающим комплексное влияние на эксплуатационные качества топлива.
В тепловых двигателях и механизмах смазка выполняет по крайней мере две функции: снижения коэффициента трения в трущихся парах и защиты деталей механизмов от коррозии. Однако, если организовать циркуляцию смазки через зазоры в трущихся парах, то с маслом будет отводиться и теплота трения, а также будут вымываться абразивные частицы продуктов износа и другие механические включения, в процессе эксплуатации в смазке накапливаются как абразивные частицы, так и продукты окисления самих масел, которые к тому же насыщаются еще и газами. Вследствие этого эксплуатационные свойства масел заметно ухудшаются. Эксплуатационные свойства масла могут быть восстановлены, если в контур его циркуляции включить фильтры, охладитель масла и предусмотреть его периодическую очистку центробежными сепараторами.
К важнейшим эксплуатационным свойствам моторных масел относят смазывающую способность, температурно-вязкостную характеристику, стабильность в процессе эксплуатации и при длительном хранении, склонность к нагаро- и лакообразованию, коррозийное воздействие на детали машин и механизмов, склонность к испарению.
Под смазывающей способностью понимают способность масла образовывать пленку на твердой поверхности смазываемых деталей, которая обеспечивает существенное снижение потерь на трение и в значительной мере исключает их непосредственный контакт, благодаря чему снижается скорость изнашивания и вероятность возникновения заеданий, задиров.
Несущая способность адсорбционной масляной пленки во многом определяется вязкостью масла и характером ее зависимости от температуры. Температурно-вязкостные характеристики масел одни из важнейших. Их оценивают температурно-вязкостным коэффициентом (ТВК) или индексом вязкости (изменяется от 0 до 100). Низкие значения ТВК и, напротив, высокие значения индекса вязкости отражают более слабую зависимость вязкости масла от его температуры и более высокие эксплуатационные качества. Снижение вязкости масел при повышении температуры влечет за собой увеличение их расхода и скорости изнашивания деталей, возникновение задиров.
Стабильность масел - это способность сохранять свои свойства в процессе эксплуатации. Особенно важна термоокислительная стабильность масел - способность сохранять масляную пленку в условиях высоких температур и противостоять окислительным процессам под воздействием кислорода.
Склонность к нагаро- и лакообразованию проявляется в следующем. Под действием высоких температур в камере сгорания происходит глубокий термический распад масла, а стенки камеры покрывают - нагаром. В зоне более низких температур превращения масла не столь глубокие, тем не менее поверхности поршней в районе поршневых колец и тронков покрываются лакообразными пленками. Продукт окисления масла в толстом слое в картере ДВС в условиях относительно невысоких температур выпадают в виде осадка. Все виды отложений отрицательно сказываются на работе двигателей. Нагаро-лакообразования ухудшают отвод тепла от деталей двигателя, качество продукции и распыла топлива, обусловливают рост потерь на трение. Интенсивность отложении о значительной мере зависит от сорта применяемого топлива, состояния топливной аппаратуры, а также и от антинагарных свойств и термостабильности масла.
Коррозионное воздействие масла тоже отрицательно сказывается на работе двигателей. Содержащиеся в масле и образующиеся в процессе эксплуатации ДВС органические кислоты в присутствии кислорода воздуха и воды вступают во взаимодействие с антифрикционными сплавами (медно-свинцовыми, кадмиево-серебряными) подшипников, вызывая их коррозию. Причиной коррозии вкладышей могут быть и активные сернистые соединения, входящие в состав используемых масел и топлив. Количество кислот оценивается по кислотному числу, равному числу миллиграммов КОН, необходимых для нейтрализации одного грамма масла.
Эксплуатационные свойства масла могут быть значительно улучшены путем введения в масла различных функциональных присадок: вязкостных, противоизносных, противозадирных, антиокислительных, антикоррозионных, диспергирующих, моющих, депрессорных, противопенных, а также и многофункциональных, представляющих собой композиции ряда присадок.
Введение вязкостных присадок способствует повышению вязкости при высоких температурах и сохранению неизменной вязкости при низких температурах, т. е. улучшению температурно-вязкостных характеристик масел. В качестве вязкостных присадок используют высокомолекулярные соединения: полиизобутан или полиметакрилат.
Противозадирные присадки повышают маслянистость масел, снижая тем самым потери трения и скорость изнашивания деталей машин. Основой противозадирных присадок служат растительные и животные жиры, содержащие эфиры и жирные кислоты, а также органические соединения серы, фосфора и хлора. Противозадирные присадки активно способствуют образованию на поверхностях деталей защитных адсорбционных и хемосорбционных пленок. Известен целый рад противозадирных присадок: ЛЗ-23К, ЛЗ-309/2, ЭФО, АБЭС.
Антиокислительные присадки способствуют повышению термоокислительной стабильности масел. В результате физической или химической адсорбции антикислотные присадки образуют защитные пленки, предохраняющие масла от каталитического воздействия металлов. Такие присадки одновременно повышают и антиизносные свойства масел. В качестве антикислотных служат присадки: ДФ1, ДФ11, МНИИП-22К, ВНИИП-354.
Антикоррозионные присадки вводят с целью снижения коррозийной активности масел в отношении подшипниковых сплавов и нейтрализации кислот, содержащихся в масле и образовавшихся в процессе эксплуатации. По своему защитному действию антикислотные присадки подразделяют на ингибиторы и щелочные присадки. Ингибиторы, взаимодействуя с металлом вкладышей подшипников, образуют прочные хемосорбционные защитные пленки. Действие щелочных присадок основано на нейтрализации кислот. Ингибиторами служат присадки АзНИИ-ЦИАТИМ-1, АзНИИ-7, а в качестве щелочных используют АКОР-1, КП, КП2.
Диспергирующие присадки предназначены для стимулирования способности масел поддерживать во взвешенном состоянии возможно большее количество твердых частиц, исключая возможность их укрупнения.
Моющие присадки придают маслам свойства, подобные щелочным мылам в водной среде. Они препятствуют отложению сажеобразных и смолистых веществ на деталях ЦПГ. Моющие присадки представляют собой соли щелочно-земельных металлов, чаще всего сульфонаты кальция и бария. Присадки ПМСА, ПМС, С-300.
Противопенные присадки препятствуют вспениванию масел и тем самым насыщению их воздухом, газами. Наличие воздуха в масле снижает смазывающую способность масла и повышает его коррозийность. Принцип действия противопенных присадок основан на разрушении пузырьков воздуха присоединяющимися к ним диспергированными частицами полисилоксановой жидкости. Присадка ПСМ-200А.
Депрессорные присадки вводят для понижения температуры застывания масла. В качестве депрессараторов применяют присадку АзНИИ и многофункциональные присадки.
Высоких эксплуатационных качеств моторных масел нельзя получит добавлением лишь одной присадки. Создание масел с необходимыми для конкретных условий эксплуатации свойствами возможно при включении в масло ряда совместимых присадок и их композиций, оказывающих многофакторное влияние на эксплуатационные свойства масел.
Вопросы для самопроверки
Какие марки топлив применяются в СЭУ?
В чем проявляется взаимосвязь между физико-химическими свойствами и эксплуатационными качествами топлив?
Читайте также: