В статье представлены результаты исследований влияния многофункциональных присадок к дизельным топливам на их смазывающие свойства.

Ключевые слова: топливо, добавки, смазывающая способность, спектроскопия, размеры частиц.

Различные отрасли производство является одним из основных потребителей дизельного топлива. На его долю приходится более 50 % всех топлив, производимых в стране. От качества используемого дизельного топлива, его эксплуатационных свойств во многом зависит надежность работы тракторов, комбайнов и автомобилей.

По данным ряда ведущих НИИ, контрольных органов инспекции Гостехнадзора, предприятий, приобретаемые и хранящиеся на нефтескладах сельхозпредприятий топлива в 20 % случаев не соответствуют требованиям стандартов по фракционному составу и содержанию фактических смол, 30 % топлив имеют низкие смазывающие свойства, более 30 % топлив имеют неудовлетворительные низкотемпературные свойства, около 20 % содержат примеси и загрязнения, 15–20 % топлив обводнены.

В процессе хранения топлив из-за низкого технического состояния нефтескладов сельхозпредприятий оно загрязняется механическими примесями и водой, окисляется под действием кислорода воздуха и взаимодействия со стенками емкостей, подвержено отрицательному воздействию перепада температур, что влечет изменение его свойств [1].

Один из вариантов улучшения качества нефтепродуктов в условиях их непосредственного применения может служить использование специальных добавок [2]. В рамках научно-технического сотрудничества ФГБНУ ВНИИТиН были проведены исследования многофункциональных добавок к топливам. В первую очередь интерес вызывал вопрос повышения смазывающей способности современных низкосернистых дизельных топлив.

Для сравнительного анализа были использованы два продукта — Keropur DP 604T (BASF) и MPG-BOOST (FFI), результат применения которых сравнивался с запатентованным ФГБНУ ВНИИТиН способом обработки дизельных топлив [3]. В таблице 1 представлены некоторые свойства добавок.

Таблица 1

Некоторые свойства добавок Keropur DP 604T и MPG-BOOST

Для экспериментов были отобраны образцы дизельного топлива различного качества (таблица 2), в которые вносились исследуемые добавки, а результаты сопоставлялись с исходным топливом и топливом, обработанным по разработанной ФГБНУ ВНИИТиН технологии. Фиксировалось изменение физико-химических свойств топлив, и также смазывающей способности по изменению диаметра пятна износа на машине трения при 20ºС (таблица 3) и 60ºС (таблица 4).

В результате испытаний при температуре 20ºС установлено, что добавление исследуемых присадок в рекомендуемых производителем количествах к образцу № 1, с худшими физико-химическими характеристиками, чем другие, положительно сказывается на его смазывающих свойствах. В то же время, в случае образцов № 2 и № 3 положительный эффект наблюдается лишь при использовании MPG-Boost.

Таблица 2

Свойства исходных дизельных топлив

Дальнейшее увеличение концентрации Keropur DP 604T привело к определенному положительному эффекту. Как видно из приведенных данных, в случае образцов № 1 и № 3 — при двойной рекомендованной концентрации, а в случае образца № 2 — при тройной.

Таблица 3

Изменение смазывающей способности дизельных топлив в зависимости от количества вносимой присадки при 20 ºС

Испытания при температуре 60 ºС показали, что в случае образцов № 1 и № 3 обе присадки дали положительный эффект увеличения смазывающей способности, в то время как в случае образца № 2 улучшений при рекомендованных концентрациях практически не наблюдалось.

Таблица 4

Изменение смазывающей способности дизельных топлив в зависимости от количества вносимой присадки при 60 ºС

Заметных изменений основных физико-химических показателей дизельного топлива после добавления исследуемых добавок не обнаружено.

С помощью метода фотонной корреляционной спектроскопии были исследованы образцы дизельного топлива до и после добавления присадок. Например, на рисунках 12–14 представлены данные для образца № 1.

Исходный образец в начале и конце эксперимента имеет практически неизменный состав частиц. Имеется слабый пик в районе 0,1–1 нм, основная же часть частиц имеют размеры от 100 до 10 ⁴ нм. Максимум наблюдается на значении 574 нм (рисунок 1).

Добавление универсальной присадки Keropur DP 604T смещает пики в область более мелких частиц, максимум приходится на 105,3 нм (рисунок 2). Вероятно, в смеси происходят процессы диспергации.

(1)

(2)

Рис. 1. Образец дизельного топлива № 1 в начале (1) и после 4 часов (2) эксперимента

(1)

(2)

Рис. 2. Образец дизельного топлива № 1 с добавкой Keropur DP 604T 600 мг/кг в начале (1) и после 4 часов (2)

Добавление же присадки MPG-BOOST приводит к укрупнению частиц в интервале 100 до 10 ⁴ нм. В тоже время появляется небольшое количество (17 %) наноразмерных объектов в интервале от 0,01 до 1 нм (рисунок 3).

(1)

(2)

Рис. 3. Образец дизельного топлива № 1 с добавкой MPG-BOOST 0.295 мл/л в начале (1) и после 4 часов (2)

Однако по большому счету состав частиц после введения добавок не сильно изменяется по сравнению с исходным топливом.

Выводы . Таким образом, проведенные исследования показали, что добавление в дизельное топливо присадок не всегда приводит к положительному эффекту, так как результат, вероятно, зависит не только от концентрации присадок, но и исходного состава топлива. Этот факт требует дополнительных исследований.

В тоже время, обработка дизельного топлива по способу ФГБНУ ВНИИТиН в большинстве случаев позволяет получить устойчивый положительный эффект, проявляющийся не только в улучшении физико-химических свойств топлива, но и увеличении его смазывающей способности в среднем на 12 %, что особенно актуально для современных малосернистых сортов топлив, применяемых в современной зарубежной и отечественной сельскохозяйственной технике.

Литература:

1. Бектилевов А. Ю. Провышение квалификационных свойств дизельных топлив условиях АПК. 1. Бектилевов А. Ю. Повышение эксплуатационных свойств дизельных топлив в условиях предприятий АПК /Бектилевов А. Ю.// Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук — Тамбов — 2015. — 216 с.
2. Остриков В. В. Повышение эксплуатационных свойств дизельного топлива / Остриков В. В., Корнев А. Ю., Бектилевов А.Ю // Техника и оборудование для села № 6. — 2012. — С. 12–13
3. Остриков В. В. Способ очистки дизельного топлива / Остриков В. В., Корнев А. Ю., Нагорнов С. А., Бектилевов А. Ю., Павлов С. С. // Патент РФ № 2477303. — 2013.
4. Остриков В. В. Очистка загрязненного дизельного топлива и повышение его смазывающих свойств в условиях предприятий АПК / Остриков В. В., Корнев А. Ю., Бектилевов А. Ю., Павлов С. С. // Тезисы докладов XII Международной научно-технической конференции «Модернизация сельскохозяйственного производства на базе инновационных машинных технологий и автоматизированных систем».– Углич. — 10–12 сентября 2012. — С. 188–194.
5. Остриков В. В. Повышение эффективности использования смазочных материалов путем разработки и совершенствования методов, технологий и технических средств / Остриков В. В. // дисс. д.т.н. Тамбов. — ГНУ ВИИТиН. — 2000. — С. 650
6. Бурумкулов Ф. Х. Повышение межремонтного ресурса агрегатов с использованием наноэлектротехнологий / Бурумкулов Ф. Х., Лялякин В. П. и др. // Техника в сельском хозяйстве № 3. — 2007. — С. 8–13.