ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ПРИСАДКИ, ОБЛЕГЧАЮЩИЕ ЭКСПЛУАТАЦИЮ ДВИГАТЕЛЕЙ ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ из "Присадки к моторным топливам" Назначение. Противокоррозионные присадки — это вещества, добавляемые к топливам для снижения их коррозионного воздействия на металлы. [c.179] Виды коррозии. Коррозионные процессы, протекающие при применении топлив, возникают в разных условиях, вызываются различными причинами и различаются по механизму развития, хотя в конечном итоге они приводят к одному и тому же результату — сокращению срока службы топливоперекачивающей аппаратуры или емкостей, топливной аппаратуры двигателей и снижению надежности агрегатов в целом. [c.179] Терминология и классификация. Для выражения коррозионных свойств топлив и назначения противокоррозионных присадок иногда применяется неточная терминология. Авторы рекомендуют применять следующие термины. [c.180] Коррозионные свойства топлив, коррозионная агрессивность — склонность топлив вызывать коррозию металлов (с которыми они контактируют при применении) вследствие взаимодействия с ними компонентов топлив или продуктов их преобразования. Защитные (от коррозии) свойства топлив — склонность топлива уменьшать (или вызывать) коррозию металлов, с которыми они контактируют до сгорания в двигателе в условиях, допускающих наличие влаги. Как коррозионная агрессивность, так и защитные свойства одного и того же топлива, могут быть различными в зависимости от металла, с которым оно контактирует. Поэтому при оценке этих свойств топлив необходимо указывать, о каком (каких) металле идет речь. [c.180] Противокоррозионные присадки (ингибиторы коррозии) — это вещества, добавляемые к топливу в небольших количествах с целью снижения коррозии металлов в различных условиях независимо от ее вида. Защитные присадки (ингибиторы ржавления)—это противокоррозионные присадки, добавляемые к топливу с целью снижения электрохимической коррозии, возникающей в присутствии влаги. Это — самые многочисленные и широко применяемые противокоррозионные присадки. [c.180] В зависимости от строения и свойств противокоррозионной присадки механизм ее действия в снижении коррозии может определяться участием в химических, адсорбционных, электрохимических процессах или в нескольких из них. [c.181] Щелочные присадки к сернистому топливу, снижающие коррозию деталей двигателя продуктами сгорания, химически нейтрализуют окислы серы, преобразуя их в неагрессивные соединения, уносимые с выпускными газами. В условиях сгорания топлива эти соединения реагируют с окислами серы или с серной кислотой. Например, нитраты щелочных металлов могут образовывать нитриты или окислы этих металлов, которые и взаимодействуют с трехокисью серы, давая нейтральные или летучие продукты [12]. Эти реакции могут протекать в газовой фазе или в тонкой масляной пленке на металлической поверхности деталей двигателя. Аналогичный механизм действия указывается для карбонатов металлов или их аммонийных солей. [c.181] Нафтенаты металлов (цинка) могут, как полагают, образовывать при сгорании соединения, предохраняющие поверхность сгорания от воздействия окислов серы [18]. Нейтрализующее действие аминных присадок также основано на химическом взаимодействии продуктов их распада с окислами серы с образованием агрессивных летучих соединений. При этом аммиак, образующийся из аминов и аммонийных солей в условиях работы двигателя, способствует снижению коррозии в результате как непосредственного нейтрализующего действия, так и замедления перехода двуокиси серы в более агрессивную трехокись. Противокоррозионное действие проявляют и некоторые фосфорные присадки к этилированным бензинам (модификаторы нагаров, см. главу 2) оно объясняется образованием легкоплавких фосфорных соединений, уносимых с выпускными газами и тем снижающих количество нагара и коррозию. [c.181] Некоторые присадки могут пассивировать поверхность металла, снижая его каталитическое влияние на окисление топлива, образовывать на нем защитную пленку вследствие химического взаимодействия, а также адсорбируясь на поверхности металла в виде мономолеку-лярного слоя, создавать барьер, препятствующий проникновению к металлу коррозионно-агрессивных веществ (главным образом, полярные соединения) [15, 16]. Полагают, что для развития коррозии в углеводородной среде необходимо наличие как продуктов кислотного характера, так и окисляющих агентов [15]. Процесс коррозии металлов в этих условиях считают состоящим из двух стадий образования окислов металла под воздействием окисляющего агента реакции образовавшегося окисла с кислотой (растворения в ней). Соответственно этому представлению противокоррозионные присадки могут воздействовать на процесс коррозии, восстанавливая окисляющий агент, замедляя образование кислотных продуктов (вследствие торможения самоокисления топлива) и в общем случае предохраняя поверхность металла образованием защитной пленки [15, 16]. [c.182] В связи с этим применение присадок для улучшения защитных свойств топлив (защитных присадок) имеет универсальное значение и является основным способом снижения коррозии в условиях применения топлив, допускающих наличие влаги. Добавление же противокоррозионных присадок к топливу для других условий его использования (высокотемпературная коррозия топливной системы, коррозия продуктами сгорания и др.) является вспомогательным средством. Однако во всех условиях применения топлив — при их хранении, транспортировании, использовании в двигателе — важным средством снижения коррозии аппаратуры является соблюдение требуемой культуры обращения с топливом как продуктом, подверженным химическим изменениям (предохранение от попадания воды, загрязнений, посторонних веществ и катализаторов окисления, от смешения с низкосортными продуктами, перегревов и т. д.), что предусмотрено соответствующими инструкциями. [c.183] Добавление присадок только тогда оправдано технически и выгодно экономически, когда и топливо и присадка представляют собой достаточно чистые химические компоненты. [c.183] В действующих стандартах на автомобильные бензины, например, максимальное содержание серы ограничивается 0,1%, на дизельные топлива — 0,5% [27, 28]. Значительная часть автомобильных бензинов и в нашей стране, и за рубежом вырабатывается с содержанием серы, значительно меньшим этих максимальных норм вследствие широкого использования процессов гидроочистки. Однако сернистые топлива еще находят применение кроме того, нельзя исключать полезность противокоррозионных присадок и в малосернистых топливах. [c.184] В качестве присадок, снижающих коррозию продуктами сгорания сернистых топлив, успешно испытаны некоторые жирные амины [28], например амины молекулярной массы 85—90 с содержанием азота 9—11%. Добавление 0,8% этой присадки к сернистому дизельному топливу позволяет значительно снизить коррозию деталей цилиндро-поршневой группы продуктами сгорания. Положительные результаты дает в аналогичном топливе добавление нитратов или карбонатов щелочных металлов [12] износ поршневых колец двигателя значительно снижается. Коррозионный износ деталей двигателя при применении сернистых дизельных топлив уменьшается также при добавлении нафтенатов некоторых металлов, например цинка. Так, добавление 0,3% этой присадки к дизельному топливу с содержанием серы около 1% позволило снизить износ примерно в 2 раза и довести его до значений, не превышающих износ при применении малосернистого топлива. Количество нагара при добавлении этой присадки не уменьшается, поэтому в случае ее введения в топливо в масле должна обязательно содержаться противонагарная присадка [18]. [c.184] Коррозионное действие на топливную аппаратуру двигателя сернистых топлив при повышенных температурах (до сгорания в двигателе) является еще одной эксплуатационной проблемой, которую можно решать применением присадок. При повышении температуры ускоряются окисление топлива и превращение продуктов окисления сернистых соединений в более агрессивные вещества (сульфокислоты и серную кислоту) [2, 3, 29— 33]. Этот процесс к тому же каталитически ускоряется некоторыми металлами. Продукты коррозии металлов в условиях топливной системы переходят, как правило, в твердую фазу, что установлено исследованием осадков и отложений в сернистых дизельных и реактивных топливах. Продукты коррозии — не единственные составляющие осадков, образующихся при высокотемпературном окислении сернистых топлив, но составляют в них значительную долю. Поэтому коррозионные свойства топлив при высоких температурах следует считать одним из проявлений высокотемпературных свойств [36], и способы борьбы с коррозией и ее последствиями в этих условиях также связаны с другими проявлениями высокотемпературных изменений топлив [32—37]. [c.185] Для высокосортных ТОПЛИВ, полученных гидроочисткой и глубоким гидрированием, проблема высокотемпературных свойств, в том числе при повышенных температурах, вследствие их высокой термической стабильности не так актуальна. Она может иметь значение, по-видимому, для специальных топлив сверхзвуковой авиации. Присадки для очищенных топлив должны, в первую очередь, повышать их противоизносные свойства, химическую стабильность, но наряду с этим не вызывать повышения коррозионной агрессивности при высоких температурах. [c.187] Подавление процессов электрохимической коррозии в топливах при помощи защитных присадок. При применении топлив практически невозможно избежать попадания в них воды (при транспортировании, перекачках, хранении). Кроме того, вода скапливается в топливе при пуске, остановке и длительной стоянке двигателей машин. В зависимости от химического состава топлива вода, присутствующая в нем, в указанных условиях обогащается более или менее агрессивными соединениями. [c.187] При выборе защитных присадок к топливу желательно учитывать химический характер соединений, ухудшающих его защитные свойства. Так, в защитных присадках к сернистым топливам полезно наличие щелочных веществ, нейтрализующих агрессивные продукты окисления сернистых соединений в присадках к топливам, содержащим непредельные углеводороды, желательно присутствие антиокислителей и т. д. Присадки к топливам всех типов должны содержать поверхностно-активные вещества, способные образовывать защитные пленки. [c.188] Присадки сульфонатного типа обладают высокой защитной эффективностью в сернистых дизельных топливах различного состава (см. ниже) [46, 48]. Эта эффективность, установленная лабораторными методами в условиях конденсации влаги, широко проверена другими методами и сравнительными испытаниями на двигателях топлив без присадок и с присадками. [c.192] Примечание. Испытание в течение 400 ч, смена топлива через 50 ч стенд с реальной топливной аппаратурой 149]. [c.192] Об ингибирующем действии присадки можно судить по снижению износа и чистоте деталей топливной системы. Положительные результаты получены также при испытаниях ингибированных топлив на дизельных двигателях. [c.193] Вернуться к основной статье