Загрязненность отработанных моторных масел в условиях сельскохозяйственных предприятий Омской области

Обследование качества отработанного моторного масла проводилось ежегодно в период с 2011 по 2015 г. в разных хозяйствах Омской области. Пробы отбирали из тракторов МТЗ-80/82 при замене масел во время проведения ТО-2. При определении требуемого количества проб доверительную вероятность принимали равной 0,8 и исходя из этого установили минимальное число проб, с учетом повторностей – 72. Фактиче-

ски отобрано 80 проб из картеров дизельных двигателей тракторов, принадлежащих фермерским хозяйствам и предприятиям.

Отбор проб осуществляли в соответствии с периодичностью ТО-2 при плановой их замене пробоотборником через отверстие масломерной линейки сразу же после остановки двигателя в заранее подготовленную сухую тару с помощью вакуумного пробоотборника, разработанного на кафедре тракторов, автомобилей и эксплуатации МТП, его описание представлено в [1].

Масла обследовали на содержание абразивных примесей, воды, топлива, общую загрязненность, содержание элементов, содержащихся в присадке (цинк), щелочное число, вязкость, плотность, диспергирующе-стабилизирующую способность. Эти свойства оценивали физико-химическими методами по стандартным методикам:

– плотность по ГОСТ Р 51069–97;

– кинематическую вязкость по ГОСТ 33–2000 (ИСО3104–94), а также на автоматическом лабораторном аппарате D15KP по стандартной методике ASTMD 2602;

– содержание золы ГОСТ 28583–90;

– температуру вспышки в открытом тигле на автоматическом лабораторном аппарате модели CFP 92 по методу ASTMD 92 (ГОСТ 4333–87);

– содержание воды ГОСТ 2477–65 на приборе АКОВ;

– щелочное число, характеризующее способность масла нейтрализовать кислоты, образующиеся из продуктов сгорания топлива и деструкции основы масла – на тетраметре марки METTLERTOLEDODL 5G по ГОСТ 30050–93, соответствующему методу ASTMD 664;

– содержание механических примесей ГОСТ 6370–87;

– содержание металлов (бария и кальция), входящих в состав присадок к маслам, устанавливали методом на фотоэлектрическом спектрометре МФС-7;

– дисперсионно-стабилизирующие свойства (ДСС), характеризующие остаточную эффективность моюще-диспергирующих присадок в масле – методом бумажной хроматографии (капельной пробы) по методике, разработанной на кафедре тракторов, автомобилей и ЭМТП Омского государственного университета [1].

Результаты исследований

Полученные показатели качества моторного масла для оценки их работоспособности сравнивали с показателями выбраковки, рекомендованными в [2] и ГОСТ 8581– 78 – Масла моторные для автотракторных дизелей.

Результаты исследований представлены на рисунке.

Анализ представленных на рисунке графиков показывает: в обследованных хозяйствах противоизносные свойства отработанных масел существенно отличаются от свежих.

Плотность отработанных масел находилась в пределах от 880 до 910 м3/кг. Наиболее вероятное значение плотности – в пределах от 895 до 905 м3/кг. За пределы допускаемой величины плотности вышли 6 проб. Из рассмотрения графиков следует, что по плотности отработанные моторные масла практически удовлетворяют требованиям ГОСТ 8581–78 – Масла моторные для автотракторных дизелей.

Кинематическая вязкость свежего масла М10Г2 при 100ºС должна быть в пределах 11 ± 0,5 мм2/с. Только 27 проб (33,75%) анализируемых масел удовлетворяют данному требованию. В 30 пробах (37,5%) значение кинематической вязкости превышает требования ГОСТ, а в остальных пробах показатели кинематической вязкости ниже требований стандарта. Основная причина снижения кинематической вязкости – разжижение масла топливом из-за неудовлетворительной работы топливной системы. Повышение вязкости связывают с испарением легких фракций и образованием высокомолекулярных углеводородных соединений в процессе деструкции масел.

ДСС. балл

Графики изменения показателей отработанного масла

Зольность согласно стандарту 8581–78 не должна превышать 1,65%. Данному требованию удовлетворяют все анализируемые отработанные масла. Наиболее вероятное значение зольности в отработанных маслах приходится на диапазон от 1 до 1,6% [5].

Температура вспышки моторного масла М10Г 2 согласно требованиям ГОСТ 8581–78 должна превышать 210ºС. 34 пробы (42,5%) отработанных масел удовлетворяют данному требованию. В остальных пробах температура вспышки в пределах от 190 до 210ºС. Главная причина снижения температуры вспышки, по мнению различных авторов [3, 4], – поступление в работающее масло топлива при неисправности агрегатов топливной системы дизельного двигателя.

Вода присутствует во всех пробах масла. При этом диапазон изменения содержания воды весьма широк (0–0,35%). Основными источниками поступления воды в отра- ботанное масло являются вода, конденсирующаяся из воздуха, а также вода, поступающая в масло в результате неисправности системы охлаждения двигателя. В товарном масле наличие воды не допускается. Вода и поступающее в топливо горючее можно удалять из масла испарением.

Щелочное число в пробах отработанных масел изменялось от 2 до 3,2 мг КОН/г масла. По данным [2], граничные значения РН находятся в пределах:

– допускаемое – 6 мг КОН/г масла и более;

– предельное – 5,5–5,0 мг КОН/г масла;

– аварийное – менее 5 мг КОН/г масла.

Из представленных на рисунке данных следует: все анализируемые отработанные масла по показателю РН – в аварийной области. Серьезной причиной снижения РН масел является расход моюще-диспергирующей присадки на нейтрализацию образующихся в масле низко- и высокомолекулярных кислот. Для последующего использования масел (после очистки) их необходимо компаундировать моюще-диспергирующей присадкой.

В свежем товарном масле массовая доля механических примесей не должна превышать величину 0,015%. В анализируемых пробах отработанного масла этот показатель существенно превышен и находится в пределах от 0,3 до 0,65%. Механические примеси состоят из абразивных частиц, поступающих в масло с воздухом, а также продуктов износа, образующихся в результате работы двигателя.

Данные примеси могут быть удалены из масла физическими методами (отстой, фильтрация).

Активные элементы присадки – барий и кальций.

Содержание бария в свежем моторном масле – 0,45%. В анализируемых пробах масла его содержание не превышает 0,1%, сигнализируя об износе присадки.

Содержание кальция в свежем моторном масле – 0,15%. В анализируемых пробах не превышает 0,06%.

Предельное значение диспергирующе-стабилизирующих свойств – 6 баллов [2], допускаемое – 5 и менее. У основной массы проб отработанного масла предельный (6 баллов) или аварийный показатель (7 баллов и более), что характеризует низкую остаточную эффективность моюще-диспергирующих присадок в масле.

Анализ содержания активных элементов присадки, щелочного числа отработанных масел и ДСС свидетельствует об интенсивном изнашивании присадки в масле и практически ее отсутствии в отработанных маслах [6].

Выводы

В отработанных моторных маслах М10Г 2 плотность практически не изменяется.

Кинематическая вязкость отработанного масла изменяется как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения в зависимости от технического состояния двигателя и условий работы.

Показатели, характеризующие наличие присадки в масле, свидетельствуют об ее отсутствии в отработанном масле.

Масло сильно загрязнено механическими примесями, водой и топливом, но его химическая структура не изменена.

Масло может быть очищено физическими способами в условиях сельскохозяйственных предприятий и после компаундирования присадками использовано в двигателях.

L.C. Keruchenko, E.I. Maltseva

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

The contamination of used motor oil in the conditions of agricultural enterprises in Omsk region