Кислотное число масла на что влияет
Кислотное число масла на что влияет
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.
Определение кислотного числа в маслах для бензиновых двигателей
Для чего требуется определять кислотное число в моторных маслах
Кислотное число (КЧ), определяемое в моторных маслах методом титрования, позволяет оценить количество кислотных компонентов, содержащихся в нем. Зная значение кислотного числа, можно оценить пригодность масла для дальнейшей эксплуатации. Важно отметить, что КЧ – это лишь один из критериев оценки качества масла, поэтому если оно лежит в допустимых пределах, то это не значит, что другие показатели будут в норме.
На что влияет высокая кислотность моторных масел
В новых маслах (не считая машинных) содержатся защищающие от окисления присадки, которые призваны продлить срок службы масла. Наличие присадок характеризуется слабым кислотным числом. Их кислотность лежит в допустимом диапазоне и они не оказывают коррозионное воздействие на двигатель.
По мере износа масла существенно ухудшаются его эксплуатационные характеристики, в частности, снижается содержание присадок, что приводит к появлению продуктов окисления масла, а также в нем появляются продукты распада топлива. В отработанных маслах показатель кислотности существенно выше. Коррозионная активность жидкости возрастает, а смазывающая способность резко падает, что может вызывать повышенный износ элементов двигателя.
Выражается кислотность в количестве щелочи KOH, пошедшей на нейтрализацию кислотных компонентов. Этот показатель называется кислотным числом масла.
Сущность методики определения кислотного числа в маслах для бензиновых двигателей
Кислотное число моторных масел определяется титрованием гидрооксидом калия, растворенном в изопропаноле. Образец свежего или отработанного масла растворяют в растворителе, содержащем толуол, изопропанол и небольшое количество воды.
Прибор для определения кислотного числа масла (анализатор).
Тип титрования: Неводное, нейтрализация;
Режим титрования: INF, Detection: pH/mV;
Автоматический титратор: GT-200;
Электроды: Электрод сравнения с муфтой (GTRS10B) + Стеклянный электрод (GTPH1B);
Раствор для электрода сравнения: хлорид лития в этаноле, 3 моль/л;
Объем бюретки: 10 мл.
Реагенты для анализа
Титрант: Гидрооксид калия в изопропаноле 0,1 моль/л;
Растворитель: смесь, состоящая из 500 мл толуола, 495 мл изопропанола и 5 мл чистой воды;
Раствор для заполнения электрода: хлорид лития в этаноле, 3 моль/л.
Стандартный метод определения кислотного числа масла
Порядок проведения измерения:
добавьте 125 мл приготовленного растворителя в стакан объемом 200 мл;
Для титрования используйте гидрооксид калия 0,1 моль/л в изопропаноле.
добавьте около 5 г образца в стакан на 200 мл;
добавьте 125 мл приготовленного растворителя в стакан с образцом;
проведите титрование с 0,1 моль/л раствором гидрооксида калия в этаноле.
Результаты измерений на титраторе GT-200 (Mitsubishi Chemical Analytech)
Средний результат по трем измерениям составляет около 2,7 мгKOH / г. Результаты измерений в режимах (mV) и (pH) совпадают.
Контрактное производство
Косметических средств, БАД к пище, фасовка пищевой продукции.
Растительные масла представляют собой один из видов широко применяемых пищевых жиров для производства косметических средств и биологически активных добавок к пище на контрактном производстве «КоролёвФарм».
Сырьём, которое используется для изготовления растительных масел, являются плоды различных масличных культур и семена зерновых культур. В семенах масличных растений жирные масла могут накапливаются в таких больших количествах, что становится возможна переработка семян в промышленных масштабах для получения масел. К большой группе масличных растений относят в основном возделываемые растения, которых насчитывается более 100. В общемировом производстве для изготовления растительных масел используются семена подсолнечника, сои, хлопчатника, рапса, льна, арахиса, кунжута, горчицы и др. Используется так же и мякоть различных плодовых: орехов, маслин, лещины, кокосовых и масличных пальм. Применяются технологии использования отходов производств пищевой промышленности: это зародыши семян кукурузы, пшеницы, овса и многих других зерновых культур. Ценные масла для косметической промышленности получают из косточковых: абрикосов, слив, вишни и т. п.
Ценные растительные масла в широком ассортименте применяются при производстве косметических средств и биологически активных добавок к пище на контрактном производстве КоролёвФарм.
Появление дефектов и способы их предотвращения.
При неблагоприятных и не соответствующих условиях хранения масел, под воздействием атмосферного кислорода и интенсивного светового потока, при повышенной температуре хранения в складских помещениях, растительные масла претерпевают различные изменения, которые приводят к снижению качественных показателей масел и даже к их порче, в результате чего образуются вещества, которые оказывают на организм человека негативное воздействие.
Существуют вещества, которые обладают свойствами затормозить процесс окисления, например: токоферол (витамин Е), из группы ретинолов (витамин А), а из группы фосфатидов, наиболее эффективен лецитин. Эти вещества называют ещё естественными антиоксидантами, присутствие антиоксидантов в маслах может существенно замедлить процесс окисления. 
В соответствии с НД различные масла имеют различное кислотное число.
Кислотное число определяется как физическая величина. Оно равно количеству гидроокиси калия (измерение в мг), которое необходимо для проведения нейтрализации свободных жирных кислот, а так же сопутствующих триглицеридам веществ, которые могут быть нейтрализуемы щелочью и содержатся в 1 грамме растительного масла.
Из чего следует, чем выше кислотное число, тем больше использовано гидроокиси калия для нейтрализации.
В физико-химической лаборатории контрактного производства КоролёвФарм определение кислотного числа осуществляется по ГОСТ: ГОСТ Р 50457-92 Масла растительные.
Определение кислотного числа и кислотности.
Сущность метода определения кислотного числа. Определенную массу растительного масла растворяют в растворителе или в смеси определённых растворителей с дальнейшим титрованием свободных жирных кислот раствором гидроокиси.
В коническую колбу помещают навеску масла, взвешенную с определенной точностью. После чего в колбу добавляют нейтрализованную смесь и проводят перемешивание до полного растворения растительного масла. Далее к смеси добавляют индикатор, который способен изменять окрашивание раствора при определенных условиях, и быстро проводят титрование раствором гидроокиси, при этом постоянно перемешивают содержимое колбы.
Процесс титрования производят до момента, пока раствор не поменяет свое окрашивание от желтого или красноватого до зеленовато-бурого или светло-синего. Для достижения точности измерения проводят несколько раз и за результат принимают среднеарифметическое значение полученных данных.
Кислотное число рассчитывается по формуле:
Работы проводят с соблюдение техники безопасности, аккуратно и осторожно.
Для продления срока годности масел и предотвращения быстрого окисления в складском комплексе контрактного производства КоролёвФарм растительные масла помещают в емкости, закаченные азотом, что препятствует контакту с воздухом.
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%.
Кислотное число масла на что влияет
Щелочность и кислотность масел (alkalinity, acidity). Очищенное минеральное масло, как правило, является химически нейтральным. Для нейтрализации кислот, образующихся во время работы при сгорании сернистого дизельного топлива или окисления углеводородных молекул масла, в моторные и трансмиссионные масла добавляют щелочные присадки.
В документах, сопровождающих товарные продукты смазочных материалов, щелочность и кислотность выражаются через:
Моторное масло должно обладать определенной щелочностью для сохранения моющих свойств, способности к нейтрализации кислот и подавления процессов коррозии. Чем больше щелочное число, тем большее количество кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть переведено в нейтральные соединения. В противном случае эти кислоты вызывают коррозионный износ деталей двигателя и усиливают процессы образования отложений. При работе масла в двигателе щелочное число неизбежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло считается утратившим работоспособность. Считают, что при уменьшении щелочности масла примерно на 50 % от начала величины, масло следует заменить.
TBN масла определяется потенциометрическим титрованием соляной кислотой стандартам ASTM D 664, ГОСТ 11362-96, ISO 6619-88 или более новыми методами потенциометрическим титрованием перхлоровой кислотой по стандартам DIN ISO 37 ASTM D 2896-98 (по этим методам значение TBN получается примерно на 2-3 едини выше, чем по ASTM D 664). Для анализа работающих масел, в которых нейтрализация протекает медленно, предпочтение отдается методу ASTM D 4739.
Число нейтрализации (neutralizationnumber, neutnumber) показывает щелочность или кислотность масла и выражается через количество соляной кислоты (НС1) или гидроокиси калия (КОН) в мг, необходимое для нейтрализации оснований или кислот, находящихся в 1 г масла. Число нейтрализации определяется потенциометрическим титрованием (по ASTM D 664) или колориметрическим титрованием (ISO 6619, ISO 753 DIN 51 558, ASTM D 974, ГОСТ 11362-96).
Общее кислотное число TAN (totalacidnumber). Как моторное, так и трансмиссионное масло может содержать и кислотные, и щелочные компоненты, содержание которых может быть определено раздельно. Кислотные компоненты нового масла имеют особую кислотность, которая не оказывает заметного влияния на коррозию металлов и называется общим кислотным числом масла (TAN). TAN масла выражается через количествогидроокиси калия (КОН) в мг, необходимое для нейтрализации слабых кислот, нaxoдящихся в 1 г масла и определяется по стандартным методикам ASTM D 664 и ГОСТ 113 62. При анализе работающих жидкостей автоматической коробки передач (ATF), а также трансмиссионных и моторных масел, иногда определяется TAN, как один из показателей, характеризующих образование кислот при окислении масел.
Число сильных кислот SAN (strong acid number). В автомобильных маслах сильные кислоты должны отсутствовать, но они могут образовываться при продолжительной работе моторного масла. Появление в масле сильных кислот означает необходимость замены масла, так как такие кислоты вызывают интенсивный коррозионный износ и образование шлама. SAN, как и TAN, выражается через количество КОН, необходимое для нейтрализации соответствующих (сильных) кислот.