Контроль комплексных алюминиевых смазок
Контроль качества комплексных алюминиевых смазок
Введение
Комплексные алюминиевые смазки (КАС) занимают особое место среди пластичных смазочных материалов благодаря уникальному сочетанию свойств: высокой термостабильности, отличной водостойкости, хорошей адгезии и защитным характеристикам. Эти свойства делают их незаменимыми в ответственных узлах трения, работающих в тяжелых условиях (высокие температуры, присутствие воды, агрессивные среды). Однако для гарантированного выполнения своих функций КАС должны строго соответствовать установленным требованиям к качеству. Контроль их свойств на всех этапах жизненного цикла – от разработки рецептуры до приемки партии – является критически важной задачей.
1. Объекты испытаний
Объектами испытаний при контроле качества комплексных алюминиевых смазок являются:
- Готовая смазка: Основной объект контроля. Проверке подвергаются образцы, отобранные из партии после производства или из тары на складе/у потребителя.
- Отдельные компоненты (в процессе разработки и входного контроля):
- Базовые масла: Минеральные или синтетические основы различной вязкости.
- Загуститель: Основной компонент – комплексное мыло алюминия, образованное реакцией солей алюминия (чаще всего ацетата или бензоата) с жирными кислотами (стеариновой, 12-оксистеариновой и др.). Контролируется чистота, кислотное число, состав жирных кислот.
- Присадки и наполнители: Антиоксиданты, противоизносные (AW), противозадирные (EP) присадки, ингибиторы коррозии, твердые смазки (графит, дисульфид молибдена) и др. Контролируется их качество и содержание в рецептуре.
- Промежуточные продукты: На стадии производства могут контролироваться полуфабрикаты, например, дисперсия загустителя в части масла.
2. Область испытаний (Контролируемые параметры)
Контроль КАС охватывает широкий спектр физико-химических и эксплуатационных свойств:
-
Физико-химические свойства:
- Внешний вид и консистенция: Однородность, цвет, наличие примесей, класс консистенции (по NLGI, определяемый пенетрацией).
- Пенетрация (нерабочая, рабочая, после длительного хранения): Основной показатель консистенции и стабильности при механическом воздействии и хранении.
- Температура каплепадения (ТК): Показатель термостабильности загустителя, критически важен для КАС из-за их применения при высоких температурах.
- Испытание на стабильность при нагреве (испытание на оседание масла): Оценка способности смазки удерживать масло без выделения при высоких температурах.
- Испытание на коллоидную стабильность (испытание на выделение масла под давлением): Оценка стабильности структуры загустителя под нагрузкой.
- Коррозионное воздействие на металлы: Способность смазки защищать или вызывать коррозию медных, стальных и других поверхностей (испытания по медной пластинке, на коррозию стальных пластин во влажной среде).
- Содержание воды: Определение влаги, влияющей на стабильность и коррозионные свойства.
- Механические примеси: Наличие нерастворимых загрязнений.
- Кислотное и щелочное число: Показатель полноты реакции мылообразования и наличия свободных кислот/щелочей.
- Испытание на окисляемость: Определение стойкости смазки к окислению под действием температуры и кислорода воздуха.
-
Эксплуатационные (трибологические) свойства:
- Противозадирные (EP) свойства: Оценка способности смазки предотвращать схватывание и задир трущихся поверхностей при высоких нагрузках (испытания на 4-шариковой машине, SetaShell, FZG).
- Противозадирные свойства при колебательных нагрузках (Fretting): Специфический тест для оценки защиты от фреттинг-коррозии.
- Противокоррозионные свойства в присутствии воды: Эффективность защиты от коррозии при прямом контакте с водой или в условиях высокой влажности (испытания в морской воде, влажной камере).
- Адгезионные свойства: Способность смазки удерживаться на вертикальных и наклонных поверхностях (испытания на рампе).
- Водостойкость (смываемость): Способность сопротивляться вымыванию водой под напором или при перемешивании (испытания в водяной струе, стаканчике).
3. Методы испытаний
Контроль параметров КАС осуществляется с использованием стандартизированных методов испытаний, обеспечивающих воспроизводимость и сопоставимость результатов:
- Международные стандарты: Широко применяются методы ASTM (American Society for Testing and Materials), ISO (International Organization for Standardization), DIN (Deutsches Institut für Normung).
- Национальные стандарты: ГОСТы (например, ГОСТы серии 32323 для пластичных смазок), другие национальные стандарты.
- Ведомственные и отраслевые стандарты: Методики, разработанные для специфических областей применения (автомобильная, металлургическая промышленность).
- Стандарты предприятий (СТО): Методики, разработанные производителем смазки или крупным потребителем для конкретных задач или оборудования.
Наиболее распространенные стандартные методы для ключевых параметров КАС:
- Пенетрация: ASTM D217, ISO 2137, ГОСТ 5346
- Температура каплепадения: ASTM D566, ASTM D2265, ISO 2176, ГОСТ 6793
- Выделение масла (стабильность при нагреве): ASTM D6184, ASTM D1742, ISO 2227, ГОСТ 7142
- Выделение масла под давлением (коллоидная стабильность): ASTM D4425, FTM 791-321.3
- Коррозия меди (медная пластинка): ASTM D4048, ISO 2160, ГОСТ 2917
- Коррозия стальных пластин: ASTM D1743 (влажная камера), ASTM D5969 (в присутствии воды), ГОСТ 9.080
- Противозадирные свойства (4-шариковая машина): ASTM D2596, IP 239, ГОСТ 9490
- Противозадирные свойства (FZG): ASTM D5182, ISO 14635-1, DIN 51354
- Смываемость водой: ASTM D1264, ГОСТ 26369
- Испытание на рампе (адгезия): ASTM D4950 Annex A1, DIN 51807
- Содержание воды: ASTM D6304 (Карл Фишер), ГОСТ 2477
- Механические примеси: ГОСТ 6370, ASTM D1403
- Испытание на окисляемость (Бомба с кислородом): ASTM D942, IP 142
4. Испытательное оборудование
Для проведения испытаний КАС используется специализированное оборудование:
| Категория оборудования | Примеры приборов/установок | Контролируемые параметры (примеры) |
|---|---|---|
| Измерение консистенции | Пенетрометры (автоматические и ручные) | Пенетрация (нерабочая, рабочая, после хранения) |
| Определение термостабильности | Аппараты для определения температуры каплепадения | Температура каплепадения |
| Печи и центрифуги для испытаний на стабильность (выделение масла) | Стабильность при нагреве, коллоидная стабильность под давлением | |
| Коррозионные испытания | Термостаты (влажные камеры) для коррозионных испытаний | Коррозия стальных пластин во влажной среде |
| Установки для испытаний на коррозию меди | Коррозионное воздействие на медь (медная пластинка) | |
| Трибологические испытания | Четырехшариковые машины (EP и износ) | Сваривающая нагрузка (Weld Point), нагрузка задира (Load Wear Index), диаметр пятна износа |
| Машины FZG (зубчатые передачи) | Противозадирные свойства в зубчатых передачах | |
| Машины для испытаний на колебательный износ (Fretting) | Защита от фреттинг-коррозии | |
| Установки для испытания водостойкости (струя воды, стаканчик) | Смываемость водой | |
| Устройства для испытания на адгезию (рампы) | Удержание смазки на наклонных/вертикальных поверхностях | |
| Физико-химический анализ | Анализаторы влаги по Карлу Фишеру | Содержание воды |
| Установки для определения механических примесей | Содержание нерастворимых загрязнений | |
| Оборудование для определения кислотного/щелочного числа (титраторы) | Кислотное число, щелочное число | |
| Бомбы для кислородного старения | Стойкость к окислению |
Заключение
Система контроля качества комплексных алюминиевых смазок является многоуровневой и требует тщательного подхода на всех этапах. Стандартизация методов испытаний и использование специализированного, правильно откалиброванного оборудования – залог получения достоверных и воспроизводимых результатов. Регулярный контроль заявленных физико-химических и эксплуатационных свойств КАС гарантирует их надежную работу в самых тяжелых условиях, минимизирует риск выхода из строя оборудования и обеспечивает экономическую эффективность их применения. Непрерывное совершенствование методов контроля, особенно в области оценки эксплуатационных характеристик в условиях, максимально приближенных к реальным, остается актуальной задачей.
