МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПРОДУКТОВ ИЗНОСА В СМАЗОЧНЫХ МАСЛАХ

Как известно, все механизмы, имеющие движущиеся детали, из-за процессов трения подвержены постепенному износу. Причем такой постепенный износ происходит всегда, несмотря на использование самых продвинутых смазочных материалов, призванных максимально снизить данный негативный процесс. Давно замечено, что концентрация в используемых смазочных маслах продуктов износа пропорциональна интенсивности изнашивания деталей. При этом, если разбить время работы механизма на определенные этапы, то можно утверждать, что наибольшая концентрация продуктов износа будет в следующие периоды: в первый этап — период приработки отдельных рабочих деталей и в третий этап — их аварийного изнашивания.

Зная химический состав трущихся деталей и располагая статистическими данными о сравнительной интенсивности изнашивания каждой из них, а также располагая сведениями по содержанию и количеству в масле тех или иных примесей в данный отрезок времени, можно делать выводы о динамике изнашивания этих деталей. При этом, некоторые силовые агрегаты работают в условиях фильтрации масла, а некоторые без нее, поэтому, для первых, концентрация продуктов износа зависит только от интенсивности изнашивания деталей и практически не зависит от срока использования смазки, а для вторых, концентрация продуктов износа в масле возрастает с увеличением срока его использования и это также необходимо учитывать при проведении анализов.

Для организации правильного испытательного процесса пробы масла для анализа отбирают при работающем агрегате — продукты износа в этом случае находятся во взвешенном состоянии и равномерно распределены по всему объему.

На практике используют несколько основных методов для определения количества продуктов износа в работавшем масле: колориметрический, полярографический, магнитно-индуктивный, радиоактивационный и спектрографический.

Колориметрический метод основан на определении концентрации в масле интересующего элемента путем сравнения окраски исследуемого раствора с окраской стандартного, в котором концентрация данного элемента известна. Данный метод применяется редко, т.к. отличается большой сложностью приготовления растворов и трудоемкостью.

Полярографический метод основан на измерении зависимости между силой тока и напряжением посредством капельного ртутного электрода, погруженного в испытуемый раствор. Название метода связано с процессами поляризации, возникающими при пропускании электрического тока через растворы электролитов. Данный метод также сложен и трудоемок, а для проведения анализа масла в таком случае используется прибор — полярограф.

Магнитно-индуктивный метод учитывает зависимость магнитной индукции от содержания продуктов износа в пробе масла, которая вводится внутрь катушки индуктивности, что приводит к изменению величины протекающего по катушке тока. Этот метод используют для определения содержания железа в масле, но он применим только при очень высоких концентрациях железа, что бывает характерно для ситуации аварийного износа. Однако результаты исследования в таких случаях являются ориентировочными.

Радиоактивационный метод основан на облучении пробы масла потоком нейтронов, в результате чего продукты износа становятся радиоактивными. Для определения состава и концентрации их необходимо применении специального оборудования. Данный метод достаточно сложен и широко не применяется уже в силу проблем с утилизацией радиоактивных отходов.

Следует отметить, что общим недостатком всех вышеперечисленных методов является трудность выявления интенсивности изнашивания отдельных узлов, так как результаты анализа в большей степени говорят о износе силового агрегата в целом. Кроме этого, данные методы основаны на применении ручных устройств, не обладающих универсальностью, что в свою очередь не позволяет автоматизировать процесс проведения анализа проб.

Спектральные методы анализа.

С помощью спектральных методов элементного анализа количественно определяют присутствие в смазочных маслах, растворенных и некоторых нерастворенных неорганических веществ по содержанию отдельных химических элементов.

В элементном анализе используют широко признанные методы ААС (атомно-абсорбционные) и АЭС-ИСП (атомно-эмиссионный с индуктивно связанной плазмой).

В первом случае проба подвергается воздействию высоких температур, развиваемых в электрической дуге, во втором пробу испаряют в аргонно-плазменной горелке. Под действием высоких температур атомы вещества пробы переходят в возбужденное состояние и испускают световое излучение на строго определенных частотах. Спектрометр измеряет интенсивность излучения на этих частотах и пересчитывает ее в концентрации элементов, ВЫРАЖАЕМЫЕ В МИЛЛИОННЫХ долях -мг/кг или в миллиардных -мкг/г долях.

Применяемость этих методов ограничена размерами частиц металлов. Растворенные металлы и взвешенные частицы размерами примерно до 2 микрон определяются с большой точностью. При увеличении размеров частиц до 5 мкм точность снижается. Если размер частиц превышает 5мкм, результаты измерения концентрации элементов могут быть сильно заниженными.

Другой распространенный метод элементного анализа — рентгенофлуоресцентная спектрометрия (РФС). В отличие вышеописанных методов, она не имеет ограничений по размеру частиц. Кроме того, для РФС не требуется, чтобы проба была жидкой, поэтому ее часто применяют для исследования пластичных смазок, шлама, осадка на фильтрах, частиц на магнитной проке и т.д.

Современные автоматизированные спектральные приборы рассчитаны на обслуживание машин и механизмов, работающих в самых разнообразных условиях. Систематический контроль качества смазочных масел в процессе эксплуатации, в том числе и определение элементного состава, позволяет значительно увеличить сроки безаварийно работы оборудования и предупредить аварийные ситуации.

Наша лаборатория «МОРТЕСТСЕРВИС» располагает современным рентгенофлуоресцентным спектрометром "Спектроскан МАКС" и может предложить всем предприятиям, заинтересованным в безаварийной работе своего оборудования, организовать подобную аналитическую службу.