Причины старения масел в процессе эксплуатации

причины старения масел

Нефтяное масло является неотъемлемым спутником современной техники. Каждый новый год приносит увеличение потребления смазочных материалов, в результате чего наблюдается возрастание объемов отработанных нефтепродуктов. Причины старения масел в процессе эксплуатации могут быть разными.

Основной недостаток отработанного нефтепродукта – это его токсичность и низкая степень биоразлагаемости (не более 10-30%). По сути, такие продукты являются достаточно опасными отходами, которые в обязательном порядке нужно собирать и утилизировать, а в некоторых случаях даже уничтожать. Но законодательная база России в этом вопросе до сих пор имеет серьезные пробелы. Если говорить языком цифр, то стоит отметить, что от 26 до 77 % всех отработанных масел нелегально сбрасывается в почву или водоемы. Только 40-48 % собирается. Из собранных масел относительно небольшая часть (14-15 %) очищается, а остальные просто сжигаются в качестве топлива.

Современный этап развития промышленности выдвигает новые требования к использованию такого вторичного сырья, как отработанное масло, на базе которого путем надлежащей переработки можно получать ценные нефтепродукты. Доказано, что наиболее эффективным способом переработки нефтяных масел, исчерпавших свой ресурс, является регенерация – полное восстановление первоначальных свойств.

Причины старения масел: вредные примеси

Процессы изменения структуры нефтяных масел сопровождаются:

  • расходом антиокислительной присадки;
  • появлением новых ингибиторов окисления;
  • увеличением количества парамагнитных центров;
  • ростом тангенса угла диэлектрических потерь.

Эти признаки свидетельствуют об ухудшении электроизоляционных свойств масел. Первопричиной считаются радикально-цепные процессы окисления в маслах, которые приводят к появлению пероксидов, высоко- и низкомолекулярных кислот, альдегидов, фенолов, спиртов, асфальто-смолистых веществ и конденсированных ароматических углеводородов.

Коллоидные частицы

Стоит отметить, что наличие в масле кислот, альдегидов, пероксидов, спиртов и фенолов в концентрации не выше максимально допустимой (обычно не более 0,5 %) почти не изменяет значение тангенса угла диэлектрических потерь. Основное влияние на увеличение tg d оказывают вещества, находящиеся в масле в коллоидном состоянии. На рис. 1 приведено распределение по размерам коллоидных структур в трансформаторных маслах.

Распределения коллоидных частиц по размерам в трансформаторном масле

Рис. 1. Распределения коллоидных частиц по размерам в трансформаторном масле: а) базовое; б) отработанное

Этот график приведен не случайно. Изменение размеров частичек оказывает сильное влияние на физико-химические параметры трансформаторных масел и, как следствие, на их качество. Деградация трансформаторного масла сопровождается укрупнением коллоидных частиц, которое является следствием образования парамагнитных центров. Существующая классификация позволяет отнести коллоидные частицы отработанного трансформаторного масла как к микрогетерогенным, так и грубодисперсным системам.

Если говорить об индустриальных маслах, то изменение их химического состава вызывается в основном воздействием внешних факторов (кислорода, температуры и т.д.). В таких маслах накапливаются асфальто-смолистые вещества, которые выступают в роли новообразованных ингибиторов окисления, а также соединениями с парамагнитными свойствами. Деградация индустриальных масел приводит к ухудшению таких характеристик, как вязкость, кислотное число и т.д.

Также в отработанных маслах наблюдается изменение водородной недостаточности. Это явление вызывается новообразованными полициклическими ароматическими углеводородами и гетероэлементами (кислород и азот в трансформаторных маслах, сера, кислород и азот – в индустриальных).

Выводы

Подводя итог, отметим, что базовой причиной снижения эксплуатационных характеристик нефтяных масел является появление свободных радикалов. Они способствуют формированию коллоидных структур, что приводит к выпадению и накоплению осадка. Парамагнитность частиц, влияющих на ухудшение эксплуатационных свойств масел, вызывает интерес к влиянию температуры на механизм образования и трансформацию надмолекулярных структур. Температурная зависимость содержания парамагнитных центров в осадке и масле приведена на рис. 2.

Температурные зависимости содержания парамагнитных центров в осадке и масле

Рис. 2. Температурные зависимости содержания парамагнитных центров в осадке и масле

Из графика следует, что нагрев до 200 ⁰С существенно снижает содержание парамагнитных центров в отработанном масле, если проводить сравнение с маслом отработанным (3,1×1019 спин/см3). В осадке же количество парамагнетиков наоборот увеличивается.

Как уже отмечалось выше, оптимальный путь возвращения в оборот отработанных масел – это их регенерация. Компания GlobeCore является одним из ведущих мировых производителей и поставщиков оборудования для очистки, регенерации, фильтрации и осветления минеральных масел, что подтверждается регулярными продажами более, чем в 70 стран мира.

Объединение классических и инновационных подходов, реализованных в маслоочистительном оборудовании компании GlobeCore, позволяет достигать экономии трудовых и финансовых средств, несмотря на причины старения масел. Никогда до этого регенерация отработанного масла не была такой беспроблемной и экономной!

Мобильные масляные станции GlobeCore позволяют превратить опасный отход в виде отработанных трансформаторных, индустриальных, турбинных, трансмиссионных и др. масел в продукт, пригодный к дальнейшему использованию по непосредственному назначению.