Тема 15. Марки масел судовых вспомогательных механизмов.
15.1. Рабочая жидкость для систем судовых гидроприводов.
Гидравлические масла используют в качестве рабочей жидкости для передачи энергии в гидросистемах применяемых в рулевых машинах, электрогидравлических кранах, в люковых закрытиях, механизмах привода аппарелей, разворота лопастей гребного винта и др.
Масло должно обеспечивать надежную работу гидравлических систем в закрытых помещениях и на открытых палубах, в условиях тропиков и в полярных зонах и т. д.
Учитывая условия работы и выполняемые маслом функции, оно должно отвечать следующим требованиям:
- иметь высокий индекс вязкости, иногда до величины 150÷200;
- обладать противоизносными и противозадирными свойствами;
- иметь низкую температуру застывания (-40÷ - 70°С), хорошие водоотталкивающие свойства и высокую стойкость к окислению;
- обладать стойкостью к коррозии и пенообразованию.
Классификация и маркировка масел проводится по величине вязкости в сСт при 40°С. При выборе вязкости масла исходят из требований, обусловленных типом гидросистемы и насосов, длиной трубопроводов. Минимальная вязкость определяется допустимым ее значениям на всасывании у насоса. Для поршневых и лопастных насосов она должна быть не ниже 12сСт. Шестереночные и особенно, винтовые насосы нуждаются в маслах более высокой вязкости (не ниже 25сСт). Максимальная допустимая вязкость для лопастных и шестереночных насосов составляет 850сСт, для винтовых – 500 сСт, для поршневых – 200 сСт.
Согласно ГОСТ 17479.3-85 обозначение гидравлических масел состоит из групп знаков, первая из которых обозначается МГ (минеральное гидравлическое), вторая группа знаков обозначается цифрами, и характеризует класс кинематической вязкости, третья – обозначается буквами и указывает на принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам.
Таблица 15.1 – Области применения гидравлических масел.
| Группа масел по эксплуатационным свойствам | Состав гидравлических масел | Рекомендуемая область применения |
| А | Минеральное масло без присадок | Гидросистема с шестереночными поршневыми насосами, работающими при давлении до 15·103МПа и температуре масла до 80°С. |
| Б | Минеральные масла с антиокислительными и антикоррозионными присадками. | Гидросистемы с насосами всех типов, работающие при давлении до 25·103МПа и температуре масла более 80°С. |
| В | Минеральные масла с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками. | Гидросистемы с наосами всех типов, работающие при давлении свыше 25·103МПа и температуре масла более 90°С. |
В зависимости от величины кинематической вязкости при температуре 40°С гидравлические масла делят на классы.
Таблица 15.2 – Классы вязкости гидравлических масел.
| Класс вязкости | Кинематическая вязкость при температуре 40°С, мм2/с (сСт) |
| 4,14 – 5,00 | |
| 6,12 – 7,48 | |
| 9,00 – 11,00 | |
| 13,5 – 16,5 | |
| 19,8 – 24,2 | |
| 28,8 – 35,2 | |
| 41,4 – 50,6 | |
| 61,20 – 74,80 | |
| 90,00 – 110,00 | |
| 135,00 – 165,00 |
Допускается добавление в гидравлические масла всех групп загущающих и антипенных присадок.
Примеры обозначения гидравлических масел: МГ-15-В – минеральное гидравлическое масло (МГ), класс вязкости – 15, группа масла по эксплуатационным свойствам – В.
Таблица 15.3 – Соответствие групп гидравлических масел по ГОСТ 17479.3-85 классификация ISO 6743/4-1982
| Группа ГОСТ 17479.3-85 | Группа по ISO 6743/4-1982 |
| А | НН |
| Б | HL |
| В | HM |
| Масла группы В с загущающей присадкой | HV |
15.2 Турбинные масла
15.2.1 Масла для паротурбинных установок.
Режим работы судовых паровых турбин отличается высокой частотой вращения валов.
Система смазывания в ПТУ должна обеспечивать надежную длительную работу всех узлов трения, входящих в турбозубчатый агрегат.
Следует отметить, что в ПТУ всегда существует опасность попадания в масло пара и сконденсировавшейся воды.
Вода в масле является агрессивным загрязнителем, способствующим интенсивному процессу окисления масла, образованию стойкой водомасляной эмульсии и осадка, проявлению повышенной коррозии металлических смазываемых деталей, влияет на уменьшение несущей способности подшипников.
Для турбинных масел предъявляется требование обладать высокими противоэмульгирующими свойствами и способностью легко отделяться от воды при сепарировании. Условия работы масла в подшипниках турбин связаны с повышенными температурами, что способствует окислительным процессам. Поэтому масло должно обладать достаточно высокой термоокислительной стабильностью, т. е. способностью противостоять воздействию высоких температур.
Для смазывания подшипников паровых турбин рекомендуется применять специальные турбинные масла средней вязкости, содержащие антиокислительные, деэмульгирующие и антикоррозионные присадки для стабилизации свойств масла при длительной их работе в условиях эксплуатации турбин.
Это масла турбинные марок ТП-22, ТП-30, ТП-46, где число в маркировке означает значение вязкости масла в сС – при температуре 500 С. Применяются масла ВР – Энергол ТНВ-68 и синтетическое масло ТС-S68, где число в маркировке указывает величину вязкости в сСт при температуре 400 С. Синтетические масла обладают более высокими качественными показателями по сравнению с минеральными маслами, их можно смешивать с минеральными турбинными маслами. Добавление синтетического масла в минеральные повышает эксплуатационные характеристики.
15.2.2 Масла для газотурбинных установок
Условия работы подшипников и передач в газотурбинных установках (ГТУ) в основном характеризуются умеренными нагрузками при высоких частотах вращения валов. Для их смазывания применяются минеральные масла с низким или средним значением вязкости (соответственно 32÷48сСт).
Масло должно обладать достаточной деэмульгирующей способностью, чтобы исключить образование водомасляной эмульсии при возможном попадании в масляную систему влаги. Высокая деэмульгирующая способность масла значительно облегчает удаление влаги из него при сепарации в режиме пурификации. Эмульгированное водой масло служит катализатором проявления коррозионных процессов металлов и других отрицательных явлений, существенно ухудшающих качество масла.
Воздействие высоких температур, присущих ГТУ и контакт с воздухом служит одной из причин окисления масла. Продукты окисления масла откладываются в масляной системе, значительно ухудшают эффективность смазки. Масло должно иметь высокую противоокислительную способность и хорошую химическую стабильность. Окисление масла характеризуется величиной кислотного числа. При окислении масла повышается содержание органических кислот в масле и увеличивается интенсивность коррозии. Признаками окисления масла являются появление осадка и лаковой пленки на поверхности фильтров.
15.3 Трансмиссионные масла
Трансмиссионные масла предназначены для смазывания зубчатых передач и других деталей и узлов трения. В зубчатых передачах шестерни работают в режиме гидродинамической или граничной смазки, но чаще в обоих режимах одновременно с преобладанием граничного.
Современные трансмиссионные масла представляют собой сложные многокомпонентные системы, состоящие из базовых масел и присадок. При этом базовые масла должны обладать хорошими вязкостно-температурными свойствами, а присадки к трансмиссионным маслам - повышенной химической активностью и адсорбционной способностью. Присадки, содержащиеся в масле служат ингибиторами коррозии и создают противодействие термоокислительным процессам, улучшают противозадирные и противоизносные свойства, препятствуют пенообразованию масла. В настоящее время выпускаются различные сорта трансмиссионных масел, предназначенных для использования в конкретных конструкциях передач и их условий эксплуатации.
Согласно классификации SAE трансмиссионные масла поделены на шесть классов вязкости: 75W, 80W, 85W (всесезонные масла) 90, 140 и 250.
Классификация API делит масла по их применяемости в конкретных передачах: GL-1; GL-2; GL-3 соответственно для мало-, средне- и тяжело нагруженных прямозубых, спирально-конических и червячных передач, GL-4 и GL-5 для гипоидных передач с увеличенным смещением ведущей шестерни.
В зависимости от кинематической вязкости при температуре 100°С, трансмиссионные масла делят на классы:
Таблица 15.1 – Классы вязкости трансмиссионных масел
| Класс вязкости масел | Кинематическая вязкость при температуре 100°С, мм2/с (сСт) | Температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150Па·с, °С, не выше |
| 6,00 – 10,99 | -35 | |
| 11-00 – 13,99 | -26 | |
| 14,00 – 24,99 | -18 | |
| 25,00 – 41,00 |
В зависимости от эксплуатационных свойств трансмиссионных масел делят на группы.
Таблица 15.2 – Классификация трансмиссионных масел по эксплуатационным свойствам.
| Номер группы | Состав масла | Рекомендуемая область применения |
| Минеральные масла без присадок | Цилиндрические, конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях от 900 до 1600МПа и температуре масла в объеме 90°С. | |
| Минеральные масла с противоизносными присадками | Тоже, при контактных напряжениях до 2100МПа и температуре масла в объеме 130°С | |
| Минеральные масла с противозадирными присадками умеренной эффективности. | Цилиндрические, конические, спирально-конические и гипоидные передачи, работающие при контактных напряжениях до 2500 МПа и температуре масла в объеме до 150°С. | |
| Минеральные масла с противозадирными присадками высокой эффективности. | Цилиндрические, спирально-конические и гипоидные передачи, работающие при контактных напряжениях до 3000МПа и температуре масла в объеме до 150°С. | |
| Минеральные масла с противозадирными присадками высокой эффективности и многофункционального действия, а так же универсальные масла. | Гипоидные передачи, работающие с ударными нагрузками при контактных напряжениях выше 3000МПа и температуре масла в объеме до 150°С. |
Пример обозначения трансмиссионных масел: ТМ-5-93, ТМ – трансмиссионное масло; 5 – масло с противозадирными присадками высокой эффективности и многофункционального действия; 9 – класс вязкости; 3 – масло содержит загущающую присадку.
Соответствие обозначений масел по настоящему стандарту принятым в НТД и зарубежным классификациям.
Таблица 15.3 – Соответствие классов вязкости и групп трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 классификациям SAE J306B и API.
| Класс вязкости | Класс по SAE J306B | Группа по ГОСТ 17479.2-85 | Группа по API |
| 75W | TM-1 | GL-1 | |
| 80W/85W | TM-2 | GL-2 | |
| TM-3 | GL-3 | ||
| TM-4 | GL-4 | ||
| TM-5 | GL-5 |
15.4 Компрессорные масла.
При выборе сорта масла для воздушных компрессоров следует учитывать особенности условий работы масла в среде высоких температур (170÷230°С) и давлений (3,0÷4,0МПа и выше) воздуха, что может привести к быстрому ухудшению его основных свойств.
Контакт масла в компрессоре с горячим воздухом приводит к быстрому его окислению, появлению нагара и шлакообразования, повышению интенсивности износа трущихся деталей. При этом нарушается плотность закрытия клапанов компрессора, увеличивается протечка воздуха и дальнейшее повышение его температуры.
Масло должно иметь высокую температуру вспышки, его вязкостно-температурная характеристика должна обеспечивать стабильную работу масла в диапазоне высоких температур. Масло должно хорошо противостоять процессам коррозии. Поэтому оно обязано иметь высокую деэмульгирующую способность, препятствующую перемешиванию влаги с маслом и появлению эмульсии-основного катализатора коррозии.
Рекомендуемые отечественные масла:
- компрессорное масло ЭК-20 – высоковязкое масло селективной очистки с присадками, рекомендуется для электрокомпрессоров ЭК30А и им подобных. Для этих компрессоров характерна высокая тепловая нагрузка;
- масло моторное М10Г2ЦС с влагостойкими присадками, обладающее хорошими моющими и нейтрализующими свойствами, может быть использовано в поршневых компрессорах с давлением нагнетания не более 4МПа.
Рекомендуемые зарубежные масла:
- ВР-RC 68, 100 и 150 – минеральные масла для поршневых компрессоров при температурах нагнетания до 220°С.
Особый класс компрессорных масел составляют синтетические масла, которые в отличие от минеральных масел обладают значительно меньшей испаряемостью более высоким индексом вязкости, что позволяет им сохранять свои свойства при значительно, более высоких температурах, практически не дающие отложений нагара и имеющие значительно более высокий срок службы. Их единственный недостаток – более высокая стоимость.
15.5 Масла для компрессоров холодильных установок
Масла в холодильных компрессорах контактируют хладагентом при постоянно изменяющихся температуре и давлении среды. При выборе масла нужно исходить не только из конструктивных особенностей компрессора, его быстроходности. Но и принимать во внимание отрицательные температуры хладагента в системе, вид применяемого хладагента. Масло активно растворяется в хладагенте и в результате химической реакции возрастает коррозионная агрессивность таких растворов по отношению к металлам и другим материалам компрессоров. В аммиачных компрессорах применяют минеральное масло хорошей очистки с низкой температурой застывания и пологой вязкостно-температурной характеристикой.
В отличие от фреонов аммиак и углекислота не растворяют масло совершенно. Но масло может увлекаться с потоком хладагента из цилиндров компрессора в испаритель, где откладываясь на поверхностях вызывает ухудшение теплопередачи. В этих условиях хладагент не оказывает влияние на температуру застывания масла и поэтому ее значение при выборе масла играет существенную роль.
При выборе вязкости масла для фреоновых установок нужно учитывать неизбежность попадания фреона в картер и его растворение в масле, приводящее к снижению вязкости масла.
Рекомендуемые сорта масел.
Отечественные масла – Ха-30, ХФ22-24, ХФ22с-16 и турбинное 30.
Масло Ха-30 – рекомендуется для холодильных машин с поршневыми компрессорами, работающих на аммиаке и углекислоте, для аммиачных холодильных машин с винтовыми и ротационными компрессорами.
Масло ХФ22-24 – маловязкое масло, загущенное полимерной присадкой Винипол, рекомендуется для холодильных машин с одноступенчатым поршневыми компрессорами, работающих на фреоне 22 при температуре кипения не ниже -50°С а также на фреонах 12 и 142 при температуре конденсации выше 50°С.
Масло ХФ22с-16 – синтетическое масло, значительно превосходящее масла нефтяного происхождения; рекомендуется для одно- и двухступенчатых компрессоров, работающих на фреоне 22 при температуре кипения до -70°С. Масла ХФ22-24 и ХФ22с-16 не взаимозаменяемы и не имеют заменителей.
Масло ХФ 12-16 – дистиллятное масло из малосернистых нефтей, содержит антиокислительную присадку, рекомендуется для холодильных машин, работающих на фронтах 12 и 142 при температуре конденсации не выше 50°С.
Зарубежные масла: BP ENERGOL LPT и LPT-F относятся к классу минеральных масел и предназначены для смазки компрессоров холодильных установок. Масла LPT46, LPT68 рекомендуются для поршневых и роторных компрессоров, работающих на фреоне 12.Когда эти масла используются в системах с фреоном 22, они не смешиваются с ним даже при очень низких температурах испарения.
Масло LPT-F32, LPT-F46 характеризуются низкой температурой хлопьеобразования и рекомендуются исключительно для использования в системах с фреоном 22, поскольку они смешиваются с этим хладагентом при очень низких темперах испарения.
15.6 Индустриальные масла
Индустриальные масла – наиболее обширный класс масел, предназначенных для промышленного оборудования и машин. Межгосударственный стандарт ГОСТ17479.4-87 устанавливает классификацию и обозначение индустриальных масел применяемых в промышленном оборудовании.
1. Обозначение индустриальных масел состоит из четырех групп знаков, первая из которых обозначается буквой И – индустриальное, вторая – приписными буквами, обозначающими принадлежность к группе по назначению, третья – прописными буквами, обозначающими принадлежность к подгруппе масел по эксплуатационным свойствам, четвертая – цифрами, характеризующими класс кинематической вязкости.
2. В зависимости от назначения, эксплуатационных свойств и состава (наличие соответствующих функциональных присадок) индустриальные масла подразделяют на группы (таблица 15.4) и классы вязкости (таблица 15.5).
Таблица 15.4 – Группы индустриальных масел.
| Группа масла | Рекомендуемая область назначения |
| Л | Легко нагруженные узлы (шпиндели, подшипники и сопряженные с ними соединения). |
| Г | Гидравлические системы |
| Н | Направляющие скольжения |
| Т | Тяжело нагруженные узлы (зубчатые передачи) |
Таблица 15.5 – Классы вязкости масла
| Подгруппа масла | Состав масла | Рекомендуемая область применения |
| А | Нефтяные масла без присадок | Машины и механизмы промышленного оборудования, условия работы которых не предъявляют особых требований к антиокислительным и антикоррозионным свойствам масел. |
| В | Нефтяные масла с антиокислительными и антикоррозионными присадками. | Машины и механизмы промышленного оборудования, условия работы, которых предъявляют повышенные требования к антиокислительным и антикоррозионным свойствам масел. |
| С | Нефтяные масла с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками | Машины и механизмы промышленного оборудования, содержащие антифрикционные сплавы цветных металлов, условия работы которых предъявляют повышенные требования к антиокислительным, антикоррозионным и противоизносным свойствам масел. |
| Д | Нефтяные масла с антиокислительными, антикоррозионными, противоизностными и противозадирными присадками. | Машины и механизмы промышленного оборудования, условия работы которых предъявляют повышенные требования к антиокислительным, антикоррозионным, противоизносным и противозадирным свойствам масел. |
| Е | Нефтяные масла с антиокислительными, адгезионными, противоизносными, противозадирными и противоскачковыми присадками. | Машины и механизмы промышленного оборудования, условия работы которых предъявляют повышенные требования к антиокислительным, адгезионным, противоизносным, противозадирным и противоскачковым свойствам масел. |
Таблица 15.6 – Зависимость кинематической вязкости от класса вязкости
| Класс вязкости | Кинематическая вязкость при температуре 40°С мм2/с (сСт) | Класся вязкости | Кинематическая вязкость при температуре 40°С мм2/с (сСт) |
| 1,9-2,5 | 61,0-75,0 | ||
| 3,0-3,5 | 90,0-110,0 | ||
| 4,0-5,0 | 135-165 | ||
| 6,0-8,0 | 198-242 | ||
| 9,0-11,0 | 288-352 | ||
| 13,0-17,0 | 414-506 | ||
| 19,0-25,0 | 612-748 | ||
| 29,0-35,0 | 900-1100 | ||
| 41,0-51,0 | 1350-1650 |
Примеры обозначения индустриальных масел:
ИГВ-46, где И – индустриальное масло, Г – масло предназначено для гидравлической системы, В – масло с антиокислительными и антикоррозионными присадками для машин и механизмов промышленного оборудования с повышенными требованиями к условиям работы, 46 – класс вязкости.
И-ГН-Е-68, где И – индустриально масло, ГН – масло предназначено для гидравлической системы и направляющих скольжения, Е – масло с антиокислительными, адгезионными, противоизносными, противозадирными и противоскачковыми присадками для машин и механизмов промышленного оборудования с повышенными требованиями к условиям работы, 68 – класс вязкости.