Кислотное число масла что показывает
Кислотное число масла что показывает
Если это входной контроль, то значение кислотного числа не должно превышать норму по ГОСТ или ТУ в пределах погрешности (воспроизводимости) метода испытаний, в противном случае вызывайте представителей поставщика ГСМ и оформляйте его возврат или замену.
Если же это исследования масла в процессе эксплуатации, по которым нужно принимать решение о его замене, то ровняться на нормы по ГОСТ для свежего масла – недопустимо. В данном случае необходимо руководствоваться нормами прописанными для эксплуатации ГСМ в конкретном оборудовании. Потому что, для одного оборудования значения к примеру 0,16 мгКОН/г (от изначального 0,02 мгКОН/г ) будет приемлемо, а для другого – нет. Можно также руководствоваться нормами браковочных показателей в процессе эксплуатации от производителей ГСМ – если есть таковы. Но значение К/ч не панацея по которой можно судить что масло пригодно к эксплуатации, поскольку как Вам ранее указали есть еще много факторов и норм старения для разных масел (содержание воды, мех. примесей, изменение вязкости, ВКЩ и т.п.), результат которых и есть маяк, по которому принимают решения о дальнейшей эксплуатации масла или его замены.
Тем более что при оценке работоспособности масел по К/ч, могут быть подводные камни, к примеру:
Тем не мене масло применяют, кислотное число в процессе эксплуатации проверяют, но поначалу данным значением пренебрегают. А работоспособность масла оценивают по значениям содержания влаги, мех. примесей, изменения вязкости кинематической (как правило не более 25-30%) и ВКЩ (и то не всегда, поскольку некоторые масла на импортных присадках могут давать слабокислотную вытяжку при норме «нейтральная среда»)
Почему?, спросите Вы – а потому что один из компонентов этого масла – это присадка «дитиофосфат цинка», которая улучшает антиокислительные, антикоррозионные и противоизносные свойства масла, и по кислотному числу (как и по цинку, фосфору и зольности) в свежем масле ИГП-38 судят не старое или свежее масло, а сколько данной присадки находится в масле. Кстати, данная присадка применяется и в моторных маслах для дизелей, и помимо кислотного числа, эта присадка показывает и щелочное число.
Поэтому Вы сами правильно написали, что К/ч это своеобразный критерий «старения масла», его «возраст» или «трудовой стаж», тем более его можно поправить при необходимости и в «свежем масле» без особого улучшения его эксплуатационных свойств. Так как К/ч – это количество мг КОН на 1 г масла необходимого для достижения рН = 9,4-14,0 (переход окраски индикатора щелочной голубой 6Б), или рН = 6,2-7,6 (переход окраски индикатора нитразиновый желтый), или при потенцеометрическом титровании до скачка потенциала в диапазоне рН = 10-12. Кстати при потенцеометрическом титровании, по графику титрования можно определять кислотное число сильных и слабых кислот. Для эксплуатации масел более не допустимо наличие сильных кислот, наличие слабых кислот – это еще не показатель не пригодности масел.
Если же Вы желаете оценить «трудовой стаж» масла до его эксплуатации, то необходимо проверять стабильность масла после окисления, хотя и этот показатель может не отразить в полной мере качество масла, поскольку существуют и иные критерии оценки как фильтруемость, гидролитическая и механическая стабильность и т.п., которые к тому же могут и не нормироваться в НД, но отражать истинные эксплуатационные свойства.
В общем, тем для исследований можно нарыть на голом месте.
Хочу добавить, что когда определяют К/ч и Щ/ч, полученные данные анализируют вместе с изменением рН. Из Вашего примера, это наглядно видно, Щ/ч почти не меняется, кислотное число растет, рН падает. Т.е. ниже рН, нужно больше КОН до изменения окраски раствора или скачка потенциала. Но поскольку скачка потенциала в отработанных моторных маслах практически почти не бывает, то в основном все титрую до определенного значения рН.
Также не стоит забывать что собой представляют присадки которые дают Щ/ч и К/ч, поскольку растворы щелочи и кислоты по методикам Щ/ч и К/ч, сильнее них. Как следствие может происходить обмен при титровании. Поэтому не факт, что при высоком Щ/ч и низком К/ч масло еще пригодно к эксплуатации. Да и «слабые» продукты окисления масла, к тому же также могут участвовать в реакции при определении К/ч.
По зольности, как я думаю Вы уже поняли, что ориентироваться на нее тоже не панацея, поскольку продукты износа и загрязнения в отработанном масле, искажают результат.
Зольные и беззольные моющие присадки нейтрализую кислые продукты, образующиеся в процессе окисления масла вследствие повышенной щелочности. Они обладают детергентным действием, содержат в молекуле полярные группы, которые адсорбируются на поверхностях нерастворимых в маслах частиц и препятствуют таким образом образование лаков и отложений.
Также они являются и диспергирующими присадками, поддерживая адсорбировавшиеся продукты загрязнения во взвешенном состоянии.
В связи с чем по содержанию элементов (Zn, Ca, Mg, P) тоже трудно отследить (тем более, обычными методами по ГОСТ нормально их в отработке не определишь) – они ведь ни куда не деваются пока крупные мицеллы не выпадут в осадок или их словят фильтра, или же начнется образование лаков и пригаров.
В этом случае можно увидеть, и падение элементов, и увеличение кислотного числа (но тоже не всегда), и уменьшение щелочного числа – но это уже поздно, масло нужно было менять еще до этого. А так придется двигатель колоть
Отсюда вывод – не страдайте ерундой, и меняйте масло согласно рекомендаций, а с нашим топливом даже и раньше.
Кислотное число масла что показывает
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Методы определения кислотного числа
Vegetable oils. Methods for determination of acid value
ОКС 67.200.10
ОКСТУ 9109
Дата введения 2004-06-01
1 РАЗРАБОТАН Государственным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт жиров» (ВНИИЖ)
ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 238 «Масла растительные и продукты их переработки»
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 7 июля 2003 г. N 241-ст
3 Настоящий стандарт гармонизирован с международным стандартом ИСО 660-96 «Жиры и масла животные и растительные. Определение кислотного числа и кислотности» в части разделов 4 и 5
4 ВЗАМЕН ГОСТ Р 50457-92 (ИСО 660-83) в части растительных масел
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на растительные масла и устанавливает методы определения кислотного числа.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.019-79 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 4233-77 Натрий хлористый. Технические условия
ГОСТ 4328-77 Натрия гидроокись. Технические условия
Технические характеристики моторных масел
Технические характеристики моторных масел — это количественное выражение определенных свойств масла в физических величинах или коэффициентах. Они показывают, при каких условиях моторное масло защищать двигатель от износа, коррозии, загрязнений, возникающих в ходе работы. Информацию о типовых характеристиках можно найти в листе технического описания (TDS, Technical Data Sheet).
Вязкость
Вязкость — это свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении ее слоев под действием внешний силы. Вязкость моторного масла влияет на износ шеек коленвала и вкладышей подшипников, количество отводимого тепла от узлов трения, а так же топливную экономичность. Среди основных показателей выделяют кинематическую и динамическую вязкость.
Температура вспышки (flash point)
Температура вспышки — самая низкая температура, при которой пары смазочного материала образуют смесь с воздухом, воспламеняющуюся при контакте с огнем. Само масло при этом еще не воспламеняется. Параметр характеризует наличие в масле легколетучих фракций, которые при смешивании с воздухом образуют горючую смесь. Чем меньше этот показатель, тем меньше расход на угар и выше качество базовых масел. Определяют в открытом или закрытом тигле, в последнем случае она на 20-25 градусов ниже.
Испаряемость по методу Ноака
Испаряемость по NOACK — это показатель, характеризующий склонность масла к угару/испарению. Испаряемость по НОАК выражается в процентах, и чем эта цифра меньше, тем меньше расход масла на угар.
Как определяют испаряемость по НОАК?
Стандартизирован тест Селби-Ноака в методе ASTM D5800. Образец масла весом 65 г помещают в специальный аппарат, нагревают до 245,2 °С и в течение 60 минут пропускают над нагретым образцом постоянный поток воздуха с помощью вакуумного насоса.
Для качественных моторных масел показатель испаряемости обычно не превышает 14%. Косвенно по этому числу можно оценивать качество базовых масел.
Температура застывания (solidification point)
Температура застывания — это температура, при которой масло теряет свою подвижность и тягучесть. Застывшим считается масло, которое удерживается в неподвижном состоянии 5 секунд под углом 90 градусов.
Производители снижают температуру застывания с помощью специальных присадок — депрессоров, которые не дают парафину укрупняться, увеличивать плотность, создавая псевдокристаллические структуры. Снижение динамической вязкости CCS добивается путем подбора нужного базового масла и полимера-загустителя. Поэтому температура застывания и низкотемпературная вязкость могут быть никак не связаны между собой. Кроме того, чрезмерное содержание депрессора может приводить к увеличению вязкости CCS.
Температура потери текучести (pour point)
Температура потери текучести — это самая низкая температура, при которой моторное масло еще сохраняет текучесть. Она показывает возможность переливания моторного масла без необходимости подогрева. Температура застывания, согласно стандартам, на 3°С выше температуры потери текучести. Метод измерения — ASTM D97.
Общее щелочное число (Total Base Number, TBN)
Общее щелочное число (TBN, Total Base Number) — это показатель, который характеризует общую щелочность масла. Выражается количеством гидроокиси калия (KOH) в мг на 1 г смазочного материала. В маслах щелочное число повышают моющие и диспергирующие присадки, поэтому по этому показателю косвенно можно судить о сроке служба масла.
Зачем нужна щелочь в масле?
Процесс сгорания топлива в двигателе сопровождается выделением осадков кислотной природы. Попадая в картер, они провоцируют окисление поверхностей, что приводит к коррозии и образованию шламовых отложений, которые нарушают циркуляцию масла. Как итог — масляное голодание и отказ силового агрегата.
Щелочные компоненты необходимы для нейтрализации кислотных продуктов горения. Моющие присадки растворяют твердые отложения и препятствуют образованию новых, диспергирующие же удерживают твердые вещества во взвешенном состоянии и расщепляют кислоты на нейтральные фракции.
В процессе работы масла щелочные присадки постепенно расходуются, щелочное число падает
Следует отметить, что в реальной жизни практически не бывает ситуаций, чтобы щелочное число приблизилось к нулю в результате выработки. Однако затягивать с заменой масла не стоит.
Высокое щелочное число — показатель качества?
Высокое щелочное число — отличное преимущество для клиентов, которые не сильно разбираются в параметрах моторных масел. Дело в том, что высокий показатель TBN повышает другой, очень важный фактор — содержание сульфатной золы, которая оказывает негативное влияние на каталитический нейтрализатор выхлопной системы, оседает на маслосъемных кольцах и клапанах. Кроме того, если головка поршня покроется твердым нагаром от высокозольного масла, хонинговальные риски, которые способствуют удержанию масляной пленки, начинают стираться. Последствия этого — «масложор», прогар клапанов, разрушение катализатора — тема для отдельной статьи.
Именно поэтому в последнее время получили распространение средне- и малозольные масла (Mid и Low SAPS), которые имеют сниженное содержание сульфатной золы и щелочи.
Важно понимать, что о моющих способностях масла свидетельствует содержание нейтральных солей, а не общее щелочное число TBN. Нейтральные соли не повышают TBN, поэтому низкое содержание щелочи не является показателем низкого качества моторного масла.
На качество моторного масла влияют не только моющие, но и антиокислительные, диспергирующие, противоизносные, противозадирные присадки, а так же качество базового масла.
Выбирать масла с высоким щелочным числом стоит в том случае, если качество топлива в вашем регионе оставляет желать лучшего. Высокое содержание серы приводит к быстрому окислению масла, поэтому масло с высоким TBN прослужит немного дольше.
Кислотное число (Total Acid Number, TAN)
TAN — показатель, характеризующий наличие в масле кислот, которые приводят к коррозии металлов. По этому показателю можно косвенно судить о качестве базового масла. В хорошо очищенных маслах II и III группы, например, TAN будет меньше, чем в I группе. Стандартный метод измерения — ASTM D664
Сульфатная зольность
Зольность — это показатель содержания в масле несгораемых неорганических примесей. Эти примеси являются следствием наличия в масле комплекса присадок.
В любом ДВС некоторое количество моторного масла уходит «на угар», т.е. испаряется при высокой температуре, в результате чего образуются твердые продукты сгорания, которые, смешиваясь со смолистыми отложениями, становятся абразивом. Кроме того, сульфатная зольность влияет на срок службы катализаторов и сажевых фильтров.
Для определения зольности используются такие международные стандарты, как DIN 51 575, ASTM D482, ISO 6245.
Полнозольные (Full SAPS) масла
По классификации ACEA — A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/
B5. Такие масла могут негативно сказываться на многоступенчатых каталитических нейтрализаторах и фильтрах DPF. Типичное значение зольности — 0,9 — 1,1%.
Среднезольные (Mid SAPS) масла
Согласно классификации ACEA имеют обозначения C2 и C3. Зольность таких масел колеблется в диапазоне 0,6-0,9%.
Малозольные (Low SAPS) масла
По классификации ACEA — C1 и C4. По стандарту содержание сульфатной золы не должно превышать 0,5%.
Общее кислотное и щелочное число
ОБЩЕЕ КИСЛОТНОЕ ЧИСЛО
Высокая концентрация кислотных соединений в смазке может привести к коррозии деталей машин и засорения масляных фильтров из-за образования лака и шлама. Когда смазка разрушается, в присутствии воздуха и тепла образуются побочные кислотные продукты из-за химического разложения базового масла и присадок. Общее кислотное число (TAN) является мерой концентрации кислот, присутствующих в смазке. Концентрация кислот в смазке зависит от пакета присадок, кислотного загрязнения и побочных продуктов окисления. Иногда истощение пакета присадок может привести к первоначальному снижению TAN свежего масла. Однако накопление побочных продуктов окисления и кислых загрязнителей в масле со временем всегда приведет к увеличению TAN. Этот тест наиболее значим для использования в диагностике промышленного оборудования, хотя иногда его рекомендуется применять и для двигателей совместно с общим щелочным числом (TBN).
ОБЩЕЕ ЩЕЛОЧНОЕ ЧИСЛО
Общий щелочное число (TBN) представляет собой меру концентрации щелочи, присутствующей в смазке. В моторные масла, как правило, добавляют щелочные присадки для борьбы с накоплением кислот в смазочном материале при его разрушении. Уровень TBN в новой смазке соответствует его применению. Моторные масла для бензиновых двигателей обычно имеют TBN около 5-10 мг КОН / г, тогда как дизельные моторные масла имеют TBN выше (15-30 мг КОН / г) из-за более тяжелых условий эксплуатации. Специализированные применения, такие как судовые двигатели, могут потребовать TBN > 30 мг КОН / г. При эксплуатации масла эта присадка истощается. Как только щелочные присадки будут исчерпаны, смазка перестает выполнять свою функцию, и двигатель подвержен коррозии, осадкам и лаку. В этот момент необходимо заменить масло.
Для определения общего кислотного числа (TAN) общепринятым методом испытаний является ASTM D664, который включает растворение образца в толуоле и изопропаноле с небольшим количеством воды и титрование этого раствора с помощью спиртового раствора гидроксида калия. Стеклянный электрод и эталонный электрод помещают в раствор и подключают к вольтметру / потенциометру. Конечная точка титрования достигается, когда найдена четко определенная точка перегиба или показание счетчика в милливольтах соответствует буферному раствору.
Стандарт ASTM D2896 является принятым методом определения общего щелочного числа (TBN) для новых и отработанных масел. Образец растворяют в хлорбензоле и ледяной уксусной кислоте и титруют хлорной кислотой в ледяной уксусной кислоте. Конечная точка определяется потенциометрическим титрованием со стеклянным индикаторным электродом внутри раствора и эталонным электродом, соединенным с раствором образца с помощью солевого мостика.
Другой метод ASTM D4739 также принимается для измерения TBN в отработанных маслах. Титрантом в D4739 является более слабая кислота, чем в D2896, соляная вместо перхлорной, что может привести к более низким результатам TBN, если в образце присутствуют слабые основания, которые не будут нейтрализовать соляную кислоту. Щелочной пакет присадок является относительно сильным основанием, поэтому включение более слабых оснований в измерение не имеет значения, если смотреть на срок службы смазки.
АНАЛИЗАТОР FLUIDSCAN – ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ
Инфракрасная спектроскопия использует источник излучения, детектор и компьютер для изучения взаимодействия вещества и света. Увеличение кислот в смазке, вызванное деградацией и окислением масла, может быть обнаружено изменениями инфракрасного спектра. Продукты окисления и нитрования появляются в виде пиков в ИК-спектре в диапазоне длин волн 1600-1800 см-1. Из-за смеси кислот, образующихся при разрушении масла, в спектре нет ни одного пика, который мог бы быть соотнесен с TAN.
Изменения в TBN наблюдаются в ИК-спектрах как уменьшение пиков поглощения, связанных с основными присадками, которые присутствуют в моторных маслах, а также изменения стандартных пиков деградации. Наиболее типичными щелочными присадками являются сульфонаты кальция или магния, фенаты и салицилаты. Конкретная щелочная присадка может содержать любую их смесь, но все они имеют пики в области спектра 1000 и 1900 см-1.
Мониторинг TAN и TBN является важным испытанием для измерения состояния масла. Существует несколько методов, начиная от дорогостоящих лабораторных методов и заканчивая быстрыми полевыми испытаниями. В лабораторных условиях методы выбираются на основе максимальной точности и повторяемости, которые могут быть достигнуты при приличной пропускной способности. В полевых условиях наиболее важно получить заслуживающий доверия результат достаточно быстро, чтобы профилактическое или корректирующее техническое обслуживание могло быть выполнено до отказа основного оборудования. Лучший способ использования зависит от потребностей пользователя.
Щелочное число и кислотное число — параметры масла, которые расскажут о его остаточном ресурсе
Часто в процессе эксплуатации механизмы внезапно выходят из строя, казалось бы, без причины. Однако анализ работавшего в механизме масла покажет существенные отклонения его характеристик от нормы, например, снижение щелочного числа и, как следствие, повышение кислотного.
Что обозначают кислотное и щелочное число?
Кислотное число (КЧ) – это мера содержания кислот в масле, определяемое, как правило, для индустриальных масел, которые предназначены для систем без картера.
Щелочное число (ЩЧ) – это мера запаса щелочности масла, определяемое, как правило, у моторных масел, которые используются в системах с картером. Картер, в данном случае, является сборником кислот, образующихся в масле при сгорании топлива и попадающих туда при прорыве продуктов сгорания.
Изменение двух параметров масла — кислотного и щелочного чисел — явления взаимосвязанные. Значение КЧ в процессе эксплуатации всегда становится выше, а ЩЧ ниже. Именно баланс между этими двумя показателями — критерий, показывающий остаточный ресурс смазочного материала.
Масло, вступая в реакцию с кислородом, подвергается необратимому разложению – окислению, что ведет к образованию шлама, лакообразных отложений, коррозии и в итоге выходу техники из строя.
Для замедления начала окисления применяют антиокислительные присадки (антиоксиданты), а в моторные масла ещё и высокощелочные моющие присадки (детергенты). Первые – противодействуют окислению, вторые – нейтрализуют вредные кислоты, образующиеся при сгорании топлива. Но защищая масла, и те и другие присадки исчерпываются, что отражается на показателях КЧ и ЩЧ.
Увеличение КЧ относительно свежего рабочего масла говорит о степени деградации масла или загрязнении кислотами. А снижение ЩЧ о степени исчерпания запаса щелочности, способной нейтрализовать кислоты.
И если КЧ в моторном масле стало больше, чем ЩЧ, то данный показатель говорит о начале активного смолообразования. И в результате образовывается не только шлак, нагар и шлам, оседающий на самых прогретых частях двигателя, но и происходит разъедание деталей, таких как турбина, клапаны, поршневые кольца.
Как определяются данные числа?
Оба числа определяют титрованием, результат которого выражают в мг гидроксида калия (КОН), необходимом:
При титровании на КЧ применяют щелочь — раствор гидроксида калия (КОН), а для ЩЧ — кислоту, и чаще всего соляную, при этом результат в обоих случаях выражают в мг КОН на 1 г масла, исходя из того, что 1 единица ЩЧ нейтрализует 1 единицу КЧ.
Процесс анализа в лаборатории SGS:
Если простыми словами, то суть тестирования сводится к расчету количества щелочи или кислоты, которое требуется для того, чтобы сделать кислотно-щелочной баланс масла нейтральным.
Кислотное и щелочное число вне нормы. Что делать?
Причины изменения КЧ и ЩЧ могут быть естественные – старение масла при замедленном окислении, либо влияние внешних факторов, когда происходит преждевременное окисление. В первом случае возможны следующие варианты:
Во втором важно установить причину быстрого изменения с последующей заменой (либо если возможно восстановлением) масла. Это позволит выявить первопричины повышенного износа деталей и избежать отказа оборудования.
Для установки причин быстрого изменения КЧ и/или ЩЧ проводятся дополнительные лабораторные испытания, такие как элементный анализ, инфракрасная спектрометрия, содержание влаги, вискозиметрия и другие, которые позволят определить источник загрязнения масла, повлекший данные изменения.
Для анализа работающего масла такие показатели как КЧ и ЩЧ входят в обязательный список испытаний, необходимый для принятия важных решений при обслуживании машин по их фактическому состоянию.
О КОМПАНИИ SGS
Группа SGS является мировым лидером в области независимой экспертизы, контроля, испытаний и сертификации. Основанная в 1878 году, сегодня SGS признана эталоном качества и деловой этики. В состав SGS входят свыше 2 600 офисов и лабораторий по всему миру, в которых работает 94 000 сотрудников.