Масла для вспомогательной судовой техники

Судовые масла для вспомогательных механизмов, таких как помпы, компрессоры, генераторы и другие устройства на судне, обычно называются маслами газотурбинного класса (Gas Turbine Oil, GTO) или маслами гидравлического класса (Hydraulic Oil).

Современные энергетические установки, морских, речных и рыбопромысловых судов оснащены большим числом вспомогательных машин и механизмов. Для вспомогательной техники и оборудования на судах используются несколько групп смазочных масел:

• индустриальные,
• приборные,
• компрессорные,
• электроизоляционные,
• и редукторные.

Индустриальные масла

Индустриальные масла применяются главным образом на ремонтных предприятиях водного транспорта и в небольших количествах на судах для смазки вспомогательного оборудования.

Условия применения индустриальных масел колеблются в широких пределах. Масла используются в быстроходных малонагруженных станках, в средне- и сильнонагруженных станках и машинах. В соответствии с условиями применения индустриальные масла разделяются на масла для малонагруженных механизмов (И-5А, И-8А), средненагруженных механизмов и машин (И-40А, И-50А) и высоконагруженных машин (цилиндровое 24 и 52).

Эксплуатационные свойства смазочных материаловИндустриальные масла обычно используют в закрытых помещениях. Поэтому низкотемпературные характеристики и температуры застывания многих масел связаны преимущественно с условиями перекачки при затаривании и обеспечении. Однако в требованиях ГОСТов на индустриальные масла из нефтей восточных месторождений нормируется индекс вязкости (не менее 83-85), который в данном случае характеризует и степень очистки масла.

Приборные масла

Приборные масла приобретают все большее значение в связи с возрастающим оснащением современных судов различными контрольно-измерительными приборами и механизмами. Ответственность и дефицитность приборов обусловливают необходимость использования высококачественных масел для их смазки.

На морских, речных и рыбопромысловых судах в качестве приборных масел применяют масла смазочное 132-08, МВГА и часовое МЦ-З.

Смазочное масло 132-08 по ГОСТ 18375-73 представляет собой смесь этилполисилоксановой жидкости и нефтяного масла МС-14. Оно имеет хорошую вязкостно-температурную характеристику и низкую испаряемость, а по всем основным характеристикам равноценно применявшимся ранее маслам всех марок и может применяться вместо них, а также взамен костного масла. Масло работоспособно в широком интервале температур при контактных напряжениях до 150 кг/мм². Рекомендуется для узлов трения счетно-решающих приборов, переключателей, малонагруженных редукторов, счетчиков, микроподшипников и т. д.

Масло МВП по ГОСТ 1805-76 готовят из дистиллятов малосернистых нефтей, прошедших сернокислотную очистку. Рекомендуется для тех же механизмов и приборов, что и масло 132-08, но работающих в менее напряженных условиях.

Часовое масло МЦ-З по ГОСТ 7933-74 представляет собой смесь костного масла с синтетическим или нефтяным, к которой добавлены специальные присадки, улучшающие некоторые эксплуатационные свойства. Рекомендуется в качестве основной смазки для часовых механизмов, бароспидографов, радиокомпасов и др.

Масла для компрессоров и холодильных машин

На судах используются как воздушные компрессоры, так и различные типы компрессоров для судовых холодильных установок, особенно на рефрижераторных судах рыбопромыслового флота.

Условиям работы смазочного масла в узлах трения поршневых воздушных компрессоров, а также процессам старения масла, как правило, присущи те же особенности, которые характерны для ДВС. Многие из этих особенностей рассмотрены ранее. Компрессорные масла в основном должны отвечать тем же требованиям, что и масла для двигателей внутреннего сгорания с небольшой или средней теплонапряженностью, т. е. для смазки поршневых воздушных компрессоров могут быть применены моторные масла групп В и Г.

Свойствами, определяющими выбор масла для поршневых воздушных компрессоров, являются Моторное масло как элемент комплекса двигатель-масло-масляная системавязкость и термоокислительная стабильность. Введенные в 1975 г. правила, регламентирующие устройство и безопасную эксплуатацию компрессоров, воздухопроводов и газопроводов, сняли ограничение на разницу температур вспышки масла, применяемого для смазки цилиндров, и сжатого воздуха (ранее она была не менее 75 °C). Это позволяет использовать при эксплуатации поршневых компрессоров масла с температурой вспышки ниже 240 °C, т. е. с вязкостью меньше 19-20 сСт при 100 °C.

В воздушных компрессорах, как и в других поршневых машинах, основное назначение смазки состоит в уменьшении износа трущихся поверхностей и снижении расхода энергии на трение. Смазка выполняет также две вспомогательные функции: охлаждает трущиеся поверхности механизма движения и повышает уплотняющую способность поршневых колец и сальников. В компрессорах бескрейцкопфного типа, установленных на судах, для смазки механизмов движения используют то же масло, что и для смазки цилиндров.

Масла для воздушных компрессоров должны иметь следующие основные характеристики:

• повышенные вязкостные свойства при высоких температурах (от вязкости зависят смазывающие свойства масла и его способность уплотнять зазоры);
• высокую стабильность против окисления в среде сжимаемого воздуха при рабочих температурах и давлениях;
• высокую температуру вспышки и воспламенения;
• совместимость с конструкционными и уплотнительными материалами.

По совокупности свойств для компрессоров зарубежной постройки до 1977-1978 гг. подходили моторные масла М10В₂, М10Д и М10Г₂ЦС. Вместе с тем в настоящее время флот пополнился судами с теплонапряженными воздушными компрессорами типа SCT-115. Применение для них моторного масла вызвало интенсивный рост нагароотложений на всасывающих и нагнетательных клапанах, ухудшение условий смазки деталей ЦПГ низкой ступени и, как следствие, обрыв поршня. Компрессорное масло К-12 значительно повысило надежность работы компрессора. Поэтому применение моторных масел М10В₂ и М10Г₂ допускается только при температуре сжатого воздуха после любой ступени сжатия до 170-180 °C, а при более жестких температурных условиях рекомендуются компрессорные масла К-12 и К-19. В судовых холодильных установках применяются винтовые, ротационные и поршневые бескрейцкопфные компрессоры, где для смазки деталей движения применяются те же масла, что и для смазки цилиндров.

Масла для компрессоров холодильных установок должны иметь и низкую температуру застывания (низкую вязкость при отрицательных температурах), и низкую температуру помутнения масла в смеси с фреоном-12 (во избежание застывания и выпадения осадка, способных привести к образованию «пробок» и застойных зон в регулирующих приборах и трубопроводах). Этим требованиям в определенной мере удовлетворяют масла по ГОСТ 5546-66.

Вместе с тем, например, рыбопромысловый флот пополнился рядом судов (проекты В-400, В-406, В-408, учебные суда типа «Атлантик-супертраулер», БАТ типа «Горизонт»), для которых температура испарения хладона-22 ниже -40 °C, поэтому использование широко применяемого на флоте масла ХА-30 не обеспечивает надежную работу производственных холодильных установок. Для этих судов рекомендуется масло ХС-40. Высокая стоимость этого масла пока не позволяет рекомендовать его для смазывания винтовых компрессоров других типов судов, где минимальная температура испарения хладона-22 составляет -38 °C (РТМС типа «Атлантик-супертраулер» и др.).

Высоковязкие масла отличаются слабой испаряемостью и склонны к образованию нагара на стенках цилиндра, что приводит к изнашиванию деталей от трения и к утечкам сжатого воздуха в картер. Образование нагара на нагнетательных клапанах ведет к нарушению их работы и потере герметичности. При утечке газа не только снижается производительность компрессора, но и повторно сжимается уже нагретый газ. Вследствие этого резко повышаются температуры цилиндра и сжатого газа, нагревается нагнетательный клапан, разрушается пленка масла. Масло интенсивно окисляется, подвергаясь термическому разложению. Образующиеся при этом кислые соединения повышают коррозионную агрессивность масла, а сконденсированные продукты окисления, выпадая в осадок, образуют отложения на холодных поверхностях.

Масла с малой вязкостью вследствие быстрого испарения летучих фракций при температурах 150-250 °C и значительной концентрации их насыщенного пара существенно загрязняют сжатый воздух парами, при концентрации которых более 0,05 мг/м³ его необходимо подвергать очистке. Концентрация насыщенных паров компрессорных масел должна быть меньше, чем концентрация других масел, также применяемых для смазки поршневых и центробежных воздушных компрессоров.

Концентрация насыщенных паров различных сортов масел в зависимости от температур дана в табл. 1.

Быстрое испарение летучих фракций маловязкого масла приводит к тому, что вязкость его увеличивается за счет оставшихся более тяжелых фракций, а это влечет за собой быстрое разложение масла и, следовательно, те же нежелательные процессы, которые характеризуют старение масел в дизелях.

При сжатии воздуха в поршневых компрессорах, при высокой температуре деталей ЦПГ и высоком парциальном давлении кислорода в цилиндре компрессора за короткое время его контакта с маслом могут образовываться продукты глубокого окисления в виде лаков и нагаров, что увеличивает изнашивание и, как следствие этого, увеличивает расход масла. Между тем при высоких концентрациях масла (39-40 мг/л) и температурах 350-375 °C смесь масла и воздуха взрывоопасна. Этих последствий можно избежать при соблюдении требований нормальной Общие методы ремонта и повышения ресурса деталейэксплуатации поршневых компрессоров и при использовании масел с хорошей термоокислительной стабильностью (компрессорных, авиационных, турбинных и некоторых марок моторных). Эти масла должны обладать также устойчивыми антиэмульсионными свойствами, поскольку в процессе работы поршневых воздушных компрессоров возможно их обводнение.

Вязкость смазочного масла зависит от типа компрессора, скорости движения поршней c_т, давления нагнетания p_н, температуры сжимаемого воздуха t_н оптимальная вязкость указана в табл. 2.

Эффективная работа смазочного масла в узлах трения современных воздушных компрессоров невозможна без применения различных многофункциональных присадок, обеспечивающих:

• диспергирующие;
• антиокислительные;
• антиизносные;
• противопенные свойства масла;
• его термоокислительную стабильность;
• минимальную склонность к нагарообразованию и улучшающих другие эксплуатационные свойства;

особенно при t > 200 °C и перепаде давления на ступени свыше 19,6 МПа.

Существующий в настоящее время ассортимент компрессорных масел не удовлетворяет в полной мере потребностям быстро развивающегося компрессоростроения. Поршневые воздушные компрессоры становятся все более напряженными в механическом и тепловом отношениях; увеличивается их производительность, расширяется сфера применения в различных судовых системах и установках.

Широко применявшиеся до настоящего времени для смазки поршневых воздушных компрессоров масла:

• 12 (М), 19 (Т) (ГОСТ 1861-73);
• КС-19 (ГОСТ 9243-75);
• К-28;

некоторые моторные масла:

• М10Б (ГОСТ 8581-78);
• М12Б;

М12В по своим качественным показателям уже не удовлетворяют предъявляемым к ним требованиям. Несколько лучшие эксплуатационные свойства имеют компрессорные масла К-12 и К-19 (ГОСТ 1861-73) и применяемые для смазки поршневых воздушных компрессоров авиационные масла МС20п и МК22п, вырабатываемые из малосернистых бакинских нефтей, однако их производство ограничено. Поэтому особенно актуальным является создание новых многоцелевых компрессорных масел, обладающих значительным запасом качества, на основе эффективных многофункциональных присадок; это, например, масла К_п-8 и ЭК-20, вырабатываемые из перспективных сернистых и малосернистых нефтей.

Читайте также: Турбинные масла в судовых двигателях

Классификация и унифицированный ассортимент вновь создаваемых компрессорных масел разработаны ВНИИНП совместно с ВНИИКомпрессормаш для воздушных и газовых компрессоров различных типов с конечным давлением до 2,15·10⁷Па и выше и утверждены Госстандартом России.

Как уже говорилось, для смазки поршневых воздушных компрессоров и других судовых механизмов могут также применяться унифицированные сорта моторных масел:

• М16В₂ и М10Г₂ЦС, – обладающие значительными запасами качества.

В табл. 3 даны унифицированные сорта моторных и компрессорных масел для судовых поршневых компрессоров.

Компрессорные масла разделяют на масла для воздушных компрессоров и для компрессоров холодильных установок. Первые предназначены для смазывания цилиндров, клапанов и уплотнителей штоков поршневых компрессоров и воздуходувок, а также узлов трения ротационных компрессоров и вентиляторов. Контактирование масла с нагретым до высокой температуры сжатым воздухом обусловливает необходимость высокой стабильности масла. Температура воздуха в конце сжатия достигает 100-225 °C при давлении от 0,49 до 22 МПа в зависимости от назначения и типа компрессора. В таких условиях недостаточно стабильное масло является источником отложений. Частицы отложений уносятся потоком воздуха в магистраль и при соответствующих условиях могут самовозгораться и вызывать взрывы, что особенно опасно для танкеров.

Компрессорное масло из сернистых нефтей КС-19 (ГОСТ 9243-75) – масло селективной очистки из сернистых нефтей. Оно обладает хорошей термической и химической стабильностью. Рекомендуется для поршневых, в том числе многоступенчатых и ротационных компрессоров и воздуходувок при температуре воздуха на выходе не более 180 °C. Дублирующими марками являются К-12 и К-19 (ГОСТ 1861-73). Они представляют собой нефтяные масла сернокислотной или селективной очистки. Вместо масла КС-19 может применяться также авиационное масло МС-20С.

Компрессорное масло К-28 – остаточное масло селективной очистки, применяемое для смазывания поршневых и ротационных компрессоров и воздуходувок на судах. В качестве дублирующей марки рекомендуется масло П-28, представляющее собой остаточное высоковязкое масло из отборных бакинских нефтей глубокой кислотноземельной очистки (вырабатывается в ограниченных количествах).

Компрессорное масло ЭК-20 – вязкое масло селективной очистки из малосернистых нефтей с присадками ЦИАТИМ-339 и ПМС-200А (антипенный компонент). Рекомендуется для смазывания теплонапряженных электрокомпрессоров типа ЭК-30А и им подобных, используемых в судовой технике.

Моторное масло М12Е содержит моющую (МАСК) и противоизносную (ЛЗ-23) присадки. Рекомендуется для смазывания цилиндров свободнопоршневых генераторов газа и дизель-компрессоров высокого и среднего давления, если они эксплуатируются на сернистом топливе.

Для смазки компрессорных холодильных установок используются масла ХА-30, ХФ22-24, ХФ22с-16, турбинное Т₃₀.

Масло ХА-30 (ГОСТ 5546-66) – смесь дистиллятного и остаточного нефтяных масел. Рекомендуется для холодильных машин с поршневыми компрессорами, работающих на аммиаке и углекислоте, для аммиачных холодильных машин с винтовыми и ротационными компрессорами.

Масло ХФ22-24 (ГОСТ 5546-66) – маловязкое нефтяное масло, загущенное полимерной присадкой (виниполом). Рекомендуется для одноступенчатых холодильных машин с поршневыми компрессорами, работающих на фреоне-22 при температуре кипения не ниже минус 50 °C, а также на фреонах 12 и 142 при температуре конденсации выше 50 °C.

Масло ХФ22с-16 (ГОСТ 5546-66) – синтетическое масло с антиокислительной присадкой. Рекомендуется для одно- и двухступенчатых машин с поршневыми компрессорами, работающих на фреоне-22, при температуре кипения до -70°. Масла ХФ22-24 и ХФ22с-16 не имеют заменителей и невзаимозаменяемы.

ХФ12-16 (ГОСТ 5546-66) – дистиллятное масло из малосернистых нефтей кислотноконтактной очистки. Содержит антиокислительную присадку дибутилпаракрезол. Рекомендуется для холодильных машин, работающих на фреонах 12 и 142 при температуре конденсации не выше 50 °C.

Турбинное Т₃₀ (ГОСТ 32-74) – нефтяное масло кислотноконтактной очистки. Рекомендуется для холодильных турбомашин.

Электроизоляционные масла

Электроизоляционные масла разделяются на:

• трансформаторные,
• конденсаторные
• и кабельные.

Трансформаторные масла являются наиболее распространенными в данной группе масел. Помимо трансформаторов их используют в масляных выключателях, вводах и других электротехнических устройствах.

Применяются две марки трансформаторных масел – трансформаторное селективной очистки и ТКп.

Трансформаторное масло селективной очистки. (ГОСТ 10121-76) готовят из сернистых нефтей. Оно содержит 0,2 % антиокислительной присадки ионол. Рекомендуется для заливки трансформаторов, масляных выключателей, искрогасителей и другой высоковольтной аппаратуры на напряжение до 220 кВ.

Трансформаторное масло ТКп (ГОСТ 982-68) вырабатывают из малосернистых нефтей. Оно содержит 0,2 % антиокислительной присадки ДБК; используется наравне с трансформаторным маслом из сернистых нефтей селективной очистки.

Конденсаторные и кабельные масла используются ограниченно. Марки конденсаторных масел КК и КС (конденсаторное кислотное и селективное), кабельных КМ-25, КМ-40.

За рубежом ряд фирм выпускает большой ассортимент масел для судовой техники. Ниже приведены марки масел фирмы «Шелл»:

• Шелл Дромус Ойл Б и Д. Растворимые масла для применения в водных эмульсиях в охлаждающих системах пресной воды для защиты против коррозии;
• Шелл Макома Ойл 72. Масло для передач, содержащее специальные присадки для высоких нагрузок и против изнашивания. Предназначено для более тяжелых условий, чем минеральные масла прямой гонки (при отсутствии высоких удельных давлений);
• Шелл Кардиум компаунд Д. Смазка остаточного типа с высокой вязкостью, рекомендуемая для открытых передач и других областей (например, для стальных тросов, где требуется липкий продукт этого типа);
• Шелл Стромбус Ойл К.78 и Л.73. Применяются в некоторых типах дейдвудных труб;
• Шелл Теллус Ойл 11. Гидравлическое масло с очень низкой вязкостью и температурой застывания, содержащее присадки против окисления, ржавчины и вспенивания. Рекомендуется главным образом для гидродвигателей;
• густые смазки Шелл Нерита. Густые смазки для подшипников качения, пригодные для высоких эксплуатационных температур и особенно рекомендуемые для подшипников электромоторов. Не рекомендуется для использования в условиях излишней влаги;
• густые смазки Шелл Унедо. Влагоустойчивые густые смазки для общих целей;
• густые смазки Шелл Алваниа. Водоустойчивые универсальные густые смазки для высоких температур. Рекомендуются для подшипников качения, работающих в тяжелых условиях и при повышенных температурах. Пригодны для применения в присутствии воды;
• густые смазки Шелл Барбатиа. Водонепроницаемые густые смазки, содержащие графит. Рекомендуются для насосных сальников, дейдвудных труб с густой смазкой и простых подшипников, омываемых водой. Непригодны для подшипников качения;
• Шелл Клавус 37. Минеральное масло специальной очистки с низкой температурой застывания, депарафинизированное. Применяется в воздушных компрессорах.

Фирма «Мобил Ойл» предлагает свой ассортимент масел для вспомогательных машин и оборудования:

• Мобил ДТЕ Ойл – для подшипников электромоторов, фреоновых холодильных установок, воздушных компрессоров;
• Горгойл Арктик 300 – для смазки компрессоров холодильных установок (фреон, аммиак);
• Мобилгард 312 – для смазки двигателей спасательных шлюпок и воздушных компрессоров;
• Мобилюкс № 2 – консистентная смазка для подшипников электромоторов, брашпилей, лебедок, кабестанов и т. д.

Замену зарубежных масел для воздушных компрессоров на российские, а также масел производства одних стран и фирм на другие следует производить в соответствии с табл. 4, разработанной Гипрорыбфлотом.

Замену зарубежных масел для холодильных машин на российские, а также масел производства одних стран и фирм на другие следует производить в соответствии с табл. 5.

При всякой замене импортных масел необходимо получить рекомендации изготовителей судовой техники – заводов (фирм) или научно-исследовательских институтов соответствующего профиля. Замену импортных сортов масел или смазок на российские можно производить, только после подтверждения эквивалентности их свойств.