ТУРБИННОЕ МАСЛО

Изобретение относится к составам турбинных масел, применяемым в маслосистемах для смазки газовых, паровых гидротурбин, турбокомпрессоров, в качестве гидравлической жидкости в системах регулирования этих агрегатов.

Известно турбинное масло (US №3785975, 1974), содержащее антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол и антиржавейную присадку.

Известно турбинное масло (SU №288213, 1970) состава, мас.%: полисилоксановая жидкость ПМС-200А - до 0,005, кислый эфир пентадецилянтарной кислоты - до 0,02, дипроксамин-157 - до 0,01, ионол - до 1,00, нефтяная основа - до 100.

Известно турбинное масло (SU №810768, 1981) состава, мас.%: 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - 0,2-1,0, хинизарин - 0,01-0,05, кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,02-0,1, полиоксипропиленгликолевый эфир этилендиамина или пропиленгликоля или алкилфенола - 0,02-0,2, полиметилсилоксан - 0,003-0,005, нефтяное масло - до 100.

Известно турбинное масло (RU №2058376, 1996) следующего состава, мас.%: 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол - 0,2-1,0, кислый эфир пента-децилянтарной кислоты - 0,01-0,1, 1-(диэтиламинометил)бензотриазол - 0,01-0,2, минеральное масло - до 100. Масло может содержать азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена в количестве 0,01-0,05 мас.%.

Известно турбинное масло (RU №2144943, 2000) следующего состава, мас.%: кислый эфир алкенилянтарной кислоты - 0,01-0,03, 1-(диэтиламинометил)бензотриазол - 0,01-0,1, 2,6-ди-трет-бутил-4 метилфенол - до 1,0,3,3^/,5,5^/-тетра-трет-бутил-4,4^/-диоксидифенилметан - 0,1-2,0, минеральное масло - до 100. Масло может содержать деэмульгирующую присадку Дипроксамин-157 - азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена в количестве 0,01-0,07 мас.%, а для улучшения антипенных свойств в условиях эксплуатации может содержать полиметилсилоксан (ПМС-200А) в количестве 0,003-0,005 мас.%.

Недостатки вышеописанных масел заключаются в невысокой стабильности против окисления, недостаточной смазочной способности и неудовлетворительных деаэрационных свойствах.

Наиболее близким к предложенному маслу является турбинное масло Тп-22с (марка 1) по ТУ 38.101821-2001 (RU №2114157, 1998 г) следующего состава, мас.%: агидол-1 (Ионол) - 0,2-0,8, кислый эфир алкенилянтарной кислоты (присадка В 15/41) - 0,01-0,05, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена (Дипроксамин-157) - 0,01-0,03, алкилтолуолалкиламинотриазол (Irgamet 39) - 0,005-0,1, нефтяное масло - до 100.

Недостатками данного турбинного масла являются как неудовлетворительные антиокислительные и противоизносные свойства, так и высокая эмульгирующая способность.

Задача изобретения заключается в улучшении свойств турбинного масла.

Поставленная задача достигается созданием турбинного масла на основе нефтяного масла с кинематической вязкостью при 50°С 20-23 мм²/с, содержащего 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, кислый эфир алкенилянтарной кислоты, азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена, алкилтолуолалкиламинотриазол, которое согласно изобретению дополнительно содержит 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилат, продукт конденсации олеиновой кислоты с боратом диэтаноламина и гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Достигаемый при этом технический результат заключается в улучшении деэмульгирующих, антиокислительных и антифрикционных свойств турбинного масла.

Ниже приведена характеристика используемых присадок:

- 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол (Ионол) - вырабатывается по ТУ 38.5901237-90, используется как антиоксидант в маслах, топливах и других продуктах. Температуры: плавления 69,5-70°C, кристаллизации 69°C;

- кислый эфир алкенилянтарной кислоты (антиржавейная присадка В-15/41) - вырабатывается по ТУ 6-14-866-86, используется в маслах. Представляет собой жидкость от светло-желтого до коричневого цвета с кислотным числом 180-205 мг КОН/г;

- азотсодержащий блок-сополимер окисей этилена и пропилена (Дипроксамин-157) - вырабатывается по ТУ6-14-614-76, используется как деэмульгатор в маслах и нефтях. Содержание азота 0,50-0,55%, водородный показатель - не менее 10,5, содержание золы - 0,5%;

- алкилтолуолалкиламинотриазол (Irgamet 39) - деактиватор металла, вырабатывается фирмой Ciba по спецификации PS-184210 Version 6. Кинематическая вязкость при 40°C 70-90 мм²/с, n_d ²⁰ 1,503-1,513, плотность при 20°C 940-960 кг/м³;

- 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилата (Irganox L 135) - высокомолекулярный антиоксидант алкилфенольного типа, вырабатывается фирмой Ciba по спецификации PS-193. Кинематическая вязкость при 40°С 95-150 мм²/с, кислотное число менее 10 мг КОН/г, n_d ²⁰ 1,493-1,499, плотность при 20°С 950-990 кг/м³;

- продукт конденсации олеиновой кислоты с боратом диэтаноламина - продукт (Телаз) с молекулярной массой (криоскопия) 380, содержанием, мас.%: С - 67,3, Н - 10,7, N - 3,6, В - 2,0, остальное - кислород, аминным числом - 46 мг HCl/г. Для получения продукта конденсации в реакционный сосуд, оборудованный мешалкой и термометром, загружают 400 г (1,4 М) олеиновой кислоты, 315 г (3,0 М) диэтаноламина и 62 г (1,0 М) борной кислоты. Температура повышается до 200-220°C. Реакционную массу перемешивают до прекращения выделения воды. В 200 г полученного продукта добавляют 5 г 1,2,3-бензотриазола при 140°C, смесь перемешивают до получения прозрачного раствора. Полученный продукт с аминным числом 46 мг HCl/г проверяют на растворимость в минеральном масле;

- гидроксилсодержащий сополимер оксидов этилена и пропилена - неионогенный ПАВ - Нефтенол БС марка Б-1 с плотностью при 20°C 1030-1040 кг/м, температурой помутнения 2% раствора в дистиллированной воде 39-44°C, гидроксильным числом 71,0-75,0 мг КОН/г, вязкостью кинематической при 40°C 200,00-240,00 мм²/с.

Описываемое турбинное масло готовят смешением при 20-40°C нефтяного масла с кинематической вязкостью при 50°C 20-23 мм²/с композицией присадок, взятых в указанных выше концентрациях.

Готовят образцы масел по примерам 1-11 (таблица 1) и подвергают их испытаниям для определения времени деэмульсации (τ_д), по ГОСТ 12068, стабильности против окисления по ГОСТ 981 с оценкой кислотного числа (к.ч.), массовой доли осадка и летучих кислот после окисления, смазочной способности.

Составы турбинных масел и результаты сравнительных испытаний представлены в таблицах 1, 2. На основании полученных результатов испытаний выбраны оптимальные интервалы концентраций присадок в композиции.

Из таблицы 2 следует, что время деэмульсации для турбинного масла Тп-22 с (марка 1) составляет 120 с, а для образцов турбинного масла согласно примерам 2-5 (таблица 1 и 2) время деэмульсации сокращается до 40 с, т.е. уменьшается в 3,0 раза. Турбинное масло с описываемой композицией присадок имеет более высокие антиокислительные и антифрикционные свойства. Так, при окислении по ГОСТ 981 показатели турбинного масла - кислотное число снижается, фактически отсутствует осадок и не выделяются летучие кислоты. Смазывающие свойства турбинного масла также улучшаются.

Определяют также время деаэрации, с по ГОСТ 12068, коррозию на стальных пластинах, г/м² по СО 34.43.204-01, температуру застывания (Т_з) по ГОСТ 20287, смазочную способность по ГОСТ 9490 - диаметр пятна износа, мм при нагрузке 196 Н и плотность при 15°C, кг/м³ по ГОСТ 51069. Так, для турбинного масла состава по примеру 3 в сравнении с известным маслом Тп-22 с (марка 1) время деаэрации снижается с 280 с до 90 с, т.е. в 3,1 раза, коррозия на стальных пластинах (также, как и для известного масла) отсутствует, температура застывания не изменяется и составляет минус 22°C, диаметр пятна износа снижается в 1,2 раза, плотность не изменяется и составляет 874 кг/м³.

Эффект от введения композиции присадок - повышение деэмульгирующей, антиокислительной стабильности и смазывающей способности турбинного масла - синергетический и наблюдается только при определенных концентрациях присадок.

Турбинное масло, содержащее указанные компоненты в количествах, выходящих за рамки оговоренных концентраций, не обладает необходимыми качественными характеристиками.

Нижний предел концентраций присадок 2,6-диалкилфенол-п-этилалкилата (Irganox L 135), продукта конденсации олеиновой кислоты с боратом диэтаноламина и гидроксилсодержащего сополимера оксидов этилена и пропилена определяется возможностью достижения минимального времени деэмульсации - 40 с, максимальной окислительной стабильности - кислотное число изменяется минимально, практически не образуется осадок и не выделяются летучие кислоты при окислении, а также снижается диаметр пятна износа с 1,99 до 0,39 мм. Верхний предел определяется деэмульгирующими, антиокислительными и смазывающими свойствами турбинного масла, которые практически не изменяются при дальнейшем увеличении концентраций присадок.

Получаемый технический эффект - улучшение деэмульгирующих свойств турбинного масла уменьшает его потери с сепарируемым водным конденсатом, повышение антиокислительных свойств приводит к увеличению срока службы турбинного масла, повышение антифрикционных свойств турбинного масла снижает износ деталей оборудования. Повышение эксплуатационных свойств турбинного масла снижает затраты при эксплуатации оборудования.