Мұнай күлінің құрамы
Мазмұны
Мұнай күлінің құрамы екі ұғыммен сипатталады: негізгі мұнай күлінің мөлшері және сульфат күлінің мөлшері. Қысқаша айтқанда, әдеттегі күл құрамы болашақта түпкілікті май жасалатын негіз негізінің қаншалықты жақсы тазартылғанын көрсетеді (яғни, әртүрлі тұздардың және жанбайтын, оның ішінде металл қоспаларының болуы). Сульфат күлінің құрамына келетін болсақ, ол белгілі бір мөлшердегі қоспалардан тұратын дайын майды сипаттайды және олардың саны мен құрамын дәл көрсетеді (атап айтқанда, натрий, калий, фосфор, күкірт және ондағы басқа элементтердің болуы).
Егер сульфат күлінің мөлшері жоғары болса, онда бұл ішкі жану қозғалтқышының қабырғаларында абразивті қабаттың пайда болуына және сәйкесінше қозғалтқыштың тез тозуына, яғни оның ресурсының төмендеуіне әкеледі. Кәдімгі күл құрамының төмен деңгейі шығарындыларды тазарту жүйесінің ластанудан қорғалуын қамтамасыз етеді. Жалпы алғанда, күл құрамының көрсеткіштері өте күрделі тұжырымдама, бірақ қызықты, сондықтан біз бәрін ретке келтіруге тырысамыз.
Күлдің құрамы дегеніміз не және ол не әсер етеді
Күлдің мөлшері жанбайтын қоспалар мөлшерінің көрсеткіші болып табылады. Кез келген іштен жанатын қозғалтқышта толтырылған майдың белгілі бір мөлшері «қалдықтарға» кетеді, яғни ол цилиндрлерге түскен кезде жоғары температурада буланады. Нәтижесінде олардың қабырғаларында әртүрлі химиялық элементтер бар жану өнімдері немесе жай күл пайда болады. Күлдің құрамына және оның мөлшеріне қарап, мұнайдың күлділігін анықтауға болады. бұл көрсеткіш көміртегі шөгінділерінің іштен жанатын қозғалтқыш бөліктерінде пайда болу қабілетіне, сондай-ақ бөлшектер сүзгілерінің жұмысына әсер етеді (ақыр соңында, отқа төзімді күйе бал ұяларын бітеп тастайды). Сондықтан ол 2%-дан аспауы керек. Күлдің екі құрамы болғандықтан, біз оларды кезекпен қарастырамыз.
Негізгі мұнай күлінің құрамы
Кәдімгі күлдің мазмұны туралы түсініктен бастайық, қарапайымырақ. Ресми анықтамаға сәйкес, күлділік – мұнай сынамасының жануынан қалған бейорганикалық қоспалар мөлшерінің өлшемі, ол зерттелетін мұнай массасының пайызбен көрсетілген. Бұл тұжырымдама әдетте қоспалары жоқ майларды (соның ішінде негізгі майларды), сондай-ақ іштен жанатын қозғалтқыштарда немесе жалпы машина технологиясында пайдаланылмайтын әртүрлі майлау сұйықтықтарын сипаттау үшін қолданылады. әдетте күлдің жалпы мөлшері 0,002%-дан 0,4%-ға дейінгі аралықта болады. Тиісінше, бұл көрсеткіш неғұрлым төмен болса, сыналған май соғұрлым таза болады.
Күлдің құрамына не әсер етеді? Қалыпты (немесе негізгі) күл құрамы майды тазарту сапасына әсер етеді, оның құрамында да қоспалар жоқ. Және олар қазіргі уақытта қолданылған мотор майларының барлығында дерлік болғандықтан, кәдімгі күлділік ұғымы кеңінен қолданылмайды, оның орнына сульфат күлінің мазмұны кең мағынада қолданылады. соған көшейік.
Сульфатталған күл
Мұнайдағы қоспалар
Сонымен, сульфат күлінің мөлшері (сульфат қождарының деңгейінің немесе көрсеткішінің басқа атауы) органикалық металл қосылыстарын (атап айтқанда, олардың құрамдас мырыш, калий, магний, кальций, барий, натрий және басқа элементтердің тұздары) қамтитын қоспаларды анықтауға арналған көрсеткіш. . Мұндай қоспалары бар майды жағу кезінде күл пайда болады. Әрине, олар мұнайда неғұрлым көп болса, соғұрлым күл болады. Ол, өз кезегінде, іштен жанатын қозғалтқыштағы шайырлы шөгінділермен араласады (бұл әсіресе іштен жану қозғалтқышы ескі болса және/немесе ондағы май ұзақ уақыт бойы өзгертілмеген болса), нәтижесінде абразивті үйкеліс бөліктерінде қабат түзіледі. Жұмыс кезінде олар бетін сызып, тоздырады, осылайша ішкі жану қозғалтқышының ресурсын азайтады.
Сондай-ақ сульфатты күлдің мөлшері мұнай массасының пайызымен көрсетіледі. Дегенмен, оны анықтау үшін сынақ массасын күйдіру және кальцилеу арқылы арнайы процедураны орындау қажет. Ал пайыз қатты баланстан алынады. Сонымен бірге сульфаттарды массадан бөліп алу үшін жұмыста күкірт қышқылы қолданылады. Сульфат күлінің атауы осыдан шыққан.. Төменде ГОСТ бойынша өлшеулерді орындаудың нақты алгоритмін қарастырамыз.
Құрамындағы сульфат күлінің әсері
Енді сұраққа көшейік сульфат күлі не әсер етеді. Бірақ бұған дейін оның тұжырымдамасы қозғалтқыш майының негізгі санының тұжырымдамасымен тікелей байланысты екенін нақтылау керек. Бұл мән жану камерасындағы көміртегі шөгінділерінің мөлшерін орнатуға мүмкіндік береді. Әдетте мұнай поршеньдік сақиналар арқылы цилиндрлердің қабырғаларымен төмен түседі. Аталған күлдің мөлшері тұтану жүйесінің жұмысына, сондай-ақ суық мезгілде іштен жанатын қозғалтқыштың іске қосылуына тікелей әсер етеді.
Негізгі санның уақытқа тәуелділігі
Сонымен, сульфат күлінің мөлшері пайдаланылмаған (немесе тек толтырылған) мұнайдың негізгі санының бастапқы мәніне тура пропорционал. Сонымен қатар, базалық сан майлау сұйықтығының бейтараптандыру қабілетінің абсолютті көрсеткіші емес екенін түсіну керек және уақыт өте келе ол төмендейді. Бұл отын құрамында күкірт пен басқа да зиянды компоненттердің болуына байланысты. Ал отын неғұрлым кедей болса (ондағы күкірт соғұрлым көп), базалық сан соғұрлым тез түседі.
Назар аударыңыз, сульфат күлінің құрамы қозғалтқыш майының тұтану температурасына тікелей әсер етеді, атап айтқанда, уақыт өте келе, оның құрамындағы қоспалар жанып кеткендіктен, аталған температураның мәні төмендейді. Ол сондай-ақ қаншалықты жоғары сапалы болса да, майдың өзінің өнімділігін төмендетеді.
Аз күлді майларды пайдалану «тиынның екі жағы» бар. Бір жағынан, оларды пайдалану негізделген, өйткені мұндай қосылыстар газ шығару жүйелерінің жылдам ластануын болдырмауға арналған (атап айтқанда, катализаторлармен, бөлшектер сүзгілерімен, EGR жүйелерімен жабдықталған). Екінші жағынан, аз күлді майлар ішкі жану қозғалтқышының бөлшектерін қорғаудың қажетті деңгейін қамтамасыз етпейді (төмендетпейді). Мұнда майды таңдағанда, сіз «алтын ортаны» таңдауыңыз керек және автомобиль өндірушісінің ұсыныстарын басшылыққа алуыңыз керек. Яғни, күл құрамы мен сілтілі санының мәнін қараңыз!
Күлдің түзілуіндегі күкірттің рөлі
Мотор майларының қалыпты күлділігін ескеріңіз олардағы күкірт деңгейіне ешқандай қатысы жоқ. Яғни, күлділігі төмен мұнайлар міндетті түрде аз күкіртті болмайды және бұл мәселені бөлек нақтылау қажет. Сульфат күлінің құрамы ластануға және бөлшектер сүзгісінің жұмысына (регенерация мүмкіндігі) әсер ететінін қосу керек. Фосфор, керісінше, бірте-бірте жанып жатқан көміртегі тотығын, сондай-ақ жанбаған көмірсутектер үшін катализаторды өшіреді.
Күкіртке келетін болсақ, ол азот оксиді бейтараптандырғыштың жұмысын бұзады. Өкінішке орай, Еуропадағы және посткеңестік кеңістіктегі жанармайдың сапасы біз үшін тиімді емес. дәлірек айтсақ, біздің отынымызда күкірт көп, ол іштен жанатын қозғалтқыштар үшін өте зиянды, себебі ол жоғары температурада сумен араласқанда іштен жанатын қозғалтқыш бөліктерін тоттандыратын зиянды қышқылдар (негізінен күкірт) түзеді. Сондықтан ресейлік нарық үшін базалық саны жоғары мұнайды таңдаған дұрыс. Ал жоғарыда айтылғандай, сілтілі саны жоғары майларда күлдің мөлшері жоғары болады. Сонымен қатар, әмбебап май жоқ екенін түсіну керек және ол қолданылатын отынға және ішкі жану қозғалтқышының ерекшеліктеріне сәйкес таңдалуы керек. Ең алдымен, сіз автомобиль өндірушісінің (атап айтқанда, оның ішкі жану қозғалтқышы) ұсыныстарына сүйенуіңіз керек.
Мұнайдың күлділігіне қандай талап қойылады
Мұнайдың күйіп кетуінен болатын күл
Заманауи майлардың күлділігінің төмендігі Еуропада жарамды Еуро-4, Еуро-5 (ескірген) және Еуро-6 экологиялық талаптарымен байланысты. Оларға сәйкес, заманауи майлар бөлшектердің сүзгілері мен автомобиль катализаторларын қатты бітеп тастамауы керек және қоршаған ортаға ең аз зиянды заттарды шығаруы керек. олар сонымен қатар клапандар мен цилиндрлердегі күйе шөгінділерін азайтуға арналған. Алайда, шын мәнінде, бұл тәсіл қазіргі заманғы іштен жанатын қозғалтқыштардың ресурсын күрт төмендетеді, бірақ ол автомобиль өндірушілер үшін де тиімді, өйткені ол тікелей әкеледі автокөлік иелерінің автокөлікті жиі ауыстыруы Еуропада (тұтынушы сұранысы).
Отандық автокөлік жүргізушілеріне келетін болсақ (бұл отандық отынға көбірек қатысты болса да), көп жағдайда күлі аз майлар лайнерлерге, саусақтарға теріс әсер етеді, сонымен қатар іштен жану қозғалтқышындағы юбкалардың сызылуына ықпал етеді. Дегенмен, майлардың күлділігі төмен болса, поршеньдік сақиналардағы шөгінділердің мөлшері аз болады.
Бір қызығы, американдық майлардағы (стандарттар) сульфат күлінің мөлшері еуропалықтарға қарағанда төмен. Бұл 3 және/немесе 4 топқа жататын жоғары сапалы базалық майларды қолданумен байланысты (полиальфаолефиндер негізінде немесе гидрокрекинг технологиясын қолдану арқылы жасалған).
Күйемен бітеліп қалған катализатор жасушалары
Цилиндр блоктары қосымша жабыны бар алюминийден жасалған жаңа модельдердің ішкі жану қозғалтқыштары туралы бірнеше сөз (VAG концернінің көптеген заманауи машиналары және кейбір «жапондықтар»). Интернетте олар мұндай қозғалтқыштардың күкірттен қорқатындығы туралы көп жазады, бұл шындық. Дегенмен, қозғалтқыш майында бұл элементтің мөлшері жанармайға қарағанда әлдеқайда аз. Сондықтан, ең алдымен, оны пайдалану ұсынылады бензин стандарты Еуро-4 және одан жоғарысонымен қатар күкірті аз майларды қолданады. Бірақ күкірті аз мұнай әрқашан күлі аз мұнай емес екенін есте сақтаңыз! Сондықтан әрқашан белгілі бір қозғалтқыш майының типтік сипаттамаларын сипаттайтын бөлек құжаттамада күлдің құрамын тексеріңіз.
Күлділігі аз майларды өндіру
күлділігі аз майларды өндіру қажеттілігі негізінен экологиялық талаптарға байланысты туындады (атақты Euro-x стандарттары). Мотор майларын өндіруде олардың құрамында (көп нәрсеге байланысты әртүрлі мөлшерде) күкірт, фосфор және күл (ол кейін сульфатқа айналады). Сонымен, келесі химиялық қосылыстарды қолдану майлардың құрамында аталған элементтердің пайда болуына әкеледі:
- мырыш диалкилдитиофосфаты (антиоксиданттық, тозуға қарсы және экстремалды қысым қасиеттері бар көп функционалды қоспа деп аталатын);
- кальций сульфонаты - жуғыш зат, яғни жуғыш зат қоспасы.
Осыған сүйене отырып, өндірушілер майлардың күлділігін азайтудың бірнеше шешімдерін тапты. Сонымен, қазіргі уақытта келесілер қолданылады:
- жуғыш қоспаларды майға емес, отынға енгізу;
- күлсіз жоғары температуралы антиоксиданттарды қолдану;
- күлсіз диалкилдитиофосфаттарды қолдану;
- төмен күлді магний сульфонаттарын (бірақ шектеулі мөлшерде, өйткені бұл ішкі жану қозғалтқышында шөгінділердің пайда болуына ықпал етеді), сондай-ақ жуғыш зат алкилфенол қоспаларын пайдалану;
- майлардың құрамында синтетикалық компоненттерді пайдалану (мысалы, тозуға төзімді күрделі эфирлер мен қоюлатқыш қоспалар, қажетті тұтқырлық-температуралық сипаттамалар мен төмен ұшпалықты қамтамасыз ету үшін қажет, атап айтқанда, 4 немесе 5 топтағы негізгі майлар).
Заманауи химиялық технологиялар кез келген күл құрамы бар мұнайды оңай алуға мүмкіндік береді. Сізге белгілі бір көлікке ең қолайлы композицияны таңдау керек.
Күл деңгейінің стандарттары
Келесі маңызды мәселе - анықтау күл құрамының стандарттары. Бірден айта кету керек, олар тек іштен жанатын қозғалтқыштың түріне ғана байланысты емес (бензин, дизельді іштен жанатын қозғалтқыштар, сондай-ақ газ-балондық жабдығы бар іштен жану қозғалтқыштары (GBO) үшін бұл көрсеткіштер әртүрлі болады), бірақ сонымен қатар қолданыстағы экологиялық стандарттар бойынша (Еуро-4, Еуро-5 және Еуро-6). Көптеген негізгі майларда (яғни олардың құрамына арнайы қоспалар енгізілгенге дейін) күлдің мөлшері шамалы және шамамен 0,005% құрайды. Ал қоспаларды қосқаннан кейін, яғни дайын мотор майын шығарғаннан кейін бұл мән ГОСТ рұқсат ететін 2% -ға жетуі мүмкін.
Мотор майларының күл құрамының нормалары ACEA Еуропалық автоөндірушілер қауымдастығының стандарттарында нақты көрсетілген және олардан ауытқуға жол берілмейді, сондықтан барлық заманауи (лицензияланған) мотор майларын өндірушілер әрқашан осы құжаттарды басшылыққа алады. Біз химиялық қоспалардың мәндерін және жеке қолданыстағы стандарттарды біріктіретін қазіргі уақытта кең таралған Еуро-5 экологиялық стандарты үшін кесте түрінде деректерді ұсынамыз.
| API талаптары | SL | SM | SN-RC/ILSAC GF-5 | CJ-4 |
|---|---|---|---|---|
| Фосфор мөлшері, % | 0,1 макс | 0,06-0,08 | 0,06-0,08 | 0,12 макс |
| Күкірт мөлшері, % | - | 0,5-0,7 | 0,5-0,6 | 0,4 макс |
| Сульфатты күл, % | - | - | - | 1 макс |
| Бензин қозғалтқыштарына ACEA талаптары | C1-10 | C2-10 | C3-10 | C4-10 |
| - | LowSAPS | MidSAPS | MidSAPS | LowSAPS |
| Фосфор мөлшері, % | 0,05 макс | 0,09 макс | 0,07-0,09 макс | 0,09 макс |
| Күкірт мөлшері, % | 0,2 макс | 0,3 макс | 0,3 макс | 0,2 макс |
| Сульфатты күл, % | 0,5 макс | 0,8 макс | 0,8 макс | 0,5 макс |
| Негізгі сан, мг KOH/г | - | - | 6 мин | 6 мин |
| Коммерциялық дизельдік қозғалтқыштарға арналған ACEA талаптары | E4-08 | E6-08 | E7-08 | E9-08 |
| Фосфор мөлшері, % | - | 0,08 макс | - | 0,12 макс |
| Күкірт мөлшері, % | - | 0,3 макс | - | 0,4 макс |
| Сульфатты күл, % | 2 макс | 1 макс | 1 макс | 2 макс |
| Негізгі сан, мг KOH/г | 12 мин | 7 мин | 9 мин | 7 мин |
Жоғарыдағы кестеден көріп отырғанымыздай, күлдің құрамын американдық API стандарты бойынша бағалау қиын, бұл күлдің құрамы Жаңа әлемде соншалықты мұқият еместігіне байланысты. атап айтқанда, олар канистрлерде қандай майлар бар екенін көрсетеді - толық, орташа күл (MidSAPS). Осылайша, оларда аз күл болмайды. Сондықтан, бір немесе басқа майды таңдағанда, ең алдымен ACEA таңбасына назар аудару керек.
Мысалы, Ресей Федерациясының аумағында 5 жылы жарамды және өзекті болып табылатын Еуро-2018 стандартына сәйкес берілген ақпаратқа сүйене отырып, қазіргі заманғы бензинді автомобиль үшін ACEA сәйкес С3 майын толтыруға рұқсат етіледі (әдетте API бойынша SN) - сульфат күлінің мөлшері 0,8% аспайды (орташа күл). Егер қиын жағдайларда жұмыс істейтін дизельді қозғалтқыштар туралы айтатын болсақ, онда мысалы, ACEA E4 стандарты отындағы сульфатты күлдің 2% -дан аспауына жол бермейді.
СКГ көліктеріне арналған күлге қойылатын талаптар
Газ баллонды жабдығы бар көліктерге келетін болсақ, оларды пайдалану жақсы төмен күлді майлар. Бұл бензин мен газдың химиялық құрамына байланысты (метан, пропан немесе бутанға қарамастан). Бензинде қатты бөлшектер мен зиянды элементтер көбірек болады және бүкіл жүйені бұзбау үшін арнайы күлі аз майларды қолдану керек. Жағармай өндірушілері тұтынушыларға сәйкес ICE үшін әзірленген «газ» деп аталатын майларды ұсынады.
Дегенмен, олардың маңызды кемшілігі - олардың жоғары құны, және ақшаны үнемдеу үшін қарапайым «бензин» майларының сипаттамалары мен төзімділіктерін қарап, төмен күлді құрамды таңдауға болады. Есіңізде болсын, мұндай майларды көрсетілген ережелерге сәйкес өзгерту керек, бірақ кен өндірудің ашықтығы дәстүрлі майларға қарағанда әлдеқайда жоғары болады!
Күлді анықтау әдісі
Бірақ қозғалтқыш майының күлділігі қалай анықталады және канистрдегі майдың қандай күлділігімен қалай түсінуге болады? Тұтынушыға қозғалтқыш майының күлділігін ыдыстың жапсырмасындағы белгілер бойынша анықтау оңайырақ. Оларда күлдің құрамы әдетте ACEA стандартына (автомобиль өндірушілеріне арналған еуропалық стандарт) сәйкес көрсетіледі. Осыған сәйкес қазіргі уақытта сатылатын барлық майлар бөлінеді:
- толық күл. Оларда қоспалардың толық пакеті бар. Ағылшын тілінде олардың белгілеуі бар - Full SAPS. ACEA стандартына сәйкес олар келесі әріптермен белгіленеді - A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5. Мұндағы күл қоспалары майлау сұйықтығының жалпы массасының шамамен 1 ... 1,1% құрайды.
- орташа күл. Оларда азайтылған қоспалар пакеті бар. Орташа SAPS немесе Орташа SAPS деп аталады. ACEA сәйкес олар C2, C3 деп белгіленген. Сол сияқты орташа күлді майларда күл массасы шамамен 0,6 ... 0,9% болады.
- Төмен күл. Құрамында металл бар қоспалардың ең аз мөлшері. Төмен SAPS тағайындалды. ACEA сәйкес олар C1, C4 деп белгіленген. Төмен күл үшін сәйкес мән 0,5% -дан аз болады.
Кейбір жағдайларда C1-ден C5-ке дейінгі ACEA белгілері бар майлар «төмен күл» деп аталатын бір топқа біріктірілетінін ескеріңіз. атап айтқанда, мұндай ақпаратты Уикипедиядан табуға болады. Алайда, бұл мүлдем дұрыс емес, өйткені мұндай көзқарас жай ғана осының барлығын көрсетеді майлау материалдары каталитикалық түрлендіргіштермен үйлесімді және басқа ештеңе жоқ! Шын мәнінде, майлардың күлділігі бойынша дұрыс градациясы жоғарыда келтірілген.
.
Күл стандарттары
Әртүрлі мұнай үлгілерін сынау
Ресей мемлекетаралық стандарты бар ГОСТ 12417-94 «Мұнай өнімдері. Сульфат күлін анықтау әдісі, оған сәйкес сыналатын мұнайдың сульфат күлінің құрамын кез келген адам өлшей алады, өйткені бұл үшін күрделі жабдықтар мен реагенттер қажет емес. Күлдің құрамын анықтаудың басқа да, соның ішінде халықаралық стандарттары бар, атап айтқанда, ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.
Ең алдымен, ГОСТ 12417-94 сульфат күлінің құрамын күкірт қышқылымен өңделген және тұрақты салмаққа күйдірілген үлгіні карбонизациялаудан кейінгі қалдық ретінде анықтайтынын атап өткен жөн. Тексеру әдісінің мәні өте қарапайым. Оның бірінші сатысында сыналған мұнайдың белгілі бір массасын алып, көміртекті қалдыққа дейін күйдіреді. содан кейін алынған қалдық салқындағанша күту керек және оны концентрлі күкірт қышқылымен өңдеу керек. әрі қарай +775 градус Цельсий температурасында (бір бағытта 25 градус ауытқу, ал екіншісіне рұқсат етіледі) көміртегі толығымен тотыққанға дейін тұтанады. Алынған күлге салқындату үшін біраз уақыт беріледі. Осыдан кейін оны сұйылтылған (сумен бірдей көлемде) күкірт қышқылымен өңдейді және массалық мәні тұрақты болғанша бірдей температурада күйдіреді.
Күкірт қышқылының әсерінен алынған күл сульфат болады, оның анықтамасы қайдан шыққан. содан кейін алынған күлдің массасын және сыналған мұнайдың бастапқы массасын салыстырады (күлдің массасы күйген майдың массасына бөлінеді). Массалық қатынас пайызбен көрсетіледі (яғни алынған үлес 100-ге көбейтіледі). Бұл сульфат күлінің қажетті мәні болады.
Кәдімгі (негізгі) күлділікке келетін болсақ, ол үшін «Мұнай және мұнай өнімдері. Күлді анықтау әдісі», соған сәйкес зерттелетін май құрамында әртүрлі зиянды қоспалардың бар-жоғы тексеріледі. Ол күрделі процедураларды қамтитындықтан, тіпті әртүрлі қосымшалар үшін де біз оның мәнін осы материалда көрсетпейміз. Қаласаңыз, бұл ГОСТ Интернетте оңай табуға болады.
Сондай-ақ бір ресейлік ГОСТ 12337-84 «Дизельдік қозғалтқыштарға арналған мотор майлары» (соңғы басылым 21.05.2018) бар. Ол мотор майларының әртүрлі параметрлерінің мәндерін, соның ішінде әртүрлі қуаттылықтағы дизельдік ICE-де қолданылатын отандық майларды нақты көрсетеді. Ол әртүрлі химиялық компоненттердің рұқсат етілген мәндерін, соның ішінде рұқсат етілген күйе шөгінділерінің мөлшерін көрсетеді.
