Жидкие смазочные материалы в процессе эксплуатации оборудования «стареют» под влиянием разных температур и процессов. В зоне трения возникает «масляное голодание» — недостаточное количество смазки. Из-за этого узлы начинают изнашиваться и могут достичь критичного состояния. Для повышения долговечности механического оборудования масла важно вовремя менять, но при этом не слишком часто, чтобы не увеличивать экономические издержки. Для этого необходим периодический контроль состояния смазки. Ученые ПНИПУ определили, как температура масла и окружающей среды влияет на его свойства. Это позволит давать более точные рекомендации о сроках замены.
Исследование опубликовано в журнале «Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология» №4 за 2023 год. Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Один из основных параметров смазочного материала — вязкость. Если использовать неподходящее по вязкости масло или заменить его не вовремя, то это может привести к отказу оборудования. Производители этот факт не учитывают. Ресурс смазочного материала оценивают по наработке часов, при этом не берут во внимание разные условия эксплуатации, техническое состояние узлов трения, степень загрязненности фильтров и другие факторы, которые вынуждают заменять масло раньше, чем оно потеряет свои свойства, или наоборот, слишком поздно.
Обычно для получения информации о состоянии масла и его характеристик применяется метод капельной хроматографии (разделение и анализ смесей). Он прост в освоении, показателен и его можно осуществлять, имея в распоряжении небольшое количество тестируемого масла. Этот метод хорошо изучен, но он не позволяет получить более точную картину о вязкости масла. Поэтому ученые ПНИПУ провели ряд экспериментов с целью поиска альтернативы.
Наиболее распространенный смазочный материал на производствах — индустриальное масло И-40А. Оно используется в одноступенчатых нефтяных насосах для охлаждения и смазки подшипниковых узлов. Именно его тестировали ученые ПНИПУ.
Для эксперимента политехники отобрали три образца масла, которые работали при различных условиях. Первое — отработавшее в нормальном режиме три месяца, второе – свежее, нагретое до 150°С в течение 15 минут из-за неисправности, и третье – масло, отработавшее два месяца и подвергнутое нагреву до 120 °С в течение 30 минут.
— Наш опыт подтвердил, что при незначительных колебаниях температуры окружающей среды и, как следствие, при изменении температуры масла, его вязкость колеблется. Это создает погрешности при проведении экспериментов, поэтому их необходимо осуществлять со строгим контролем температуры образцов и окружающего пространства, — рассказывает доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств ПНИПУ Борис Стародубцев.
Благодаря исследованиям ученых Пермского Политеха стало ясно, что оценить вязкость масла и его пригодность в полевых условиях действительно сложно. Однако проблему можно решить и заранее — пермские политехники предлагают производителям масел улучшить контроль качества посредством проведения дополнительных тестов на вязкость. Это поможет предупреждать неисправности, повысить долговечность автомобилей и другого механического оборудования.
Для справки:
Пермский Политех стал обладателем гранта «Приоритет 2030» в 2021 году. Его размер составил 100 млн. рублей. «Приоритет 2030» является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений. Ее цель — формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу «Приоритет 2030» 106 вузов из 49 городов страны, из них 60 % — региональные университеты.