Смазочное масло для газовых турбин

Смазочное масло для газовых турбин

Реферат

Настоящее изобретение относится к нефтепереработке- и нефтехимии, в частности, к составу смазочного масла, предназначенного для использования в газотурбинных двигателях авиационных и судовых приводов газоперекачивающих агрегатов и других видов техники с газовыми турбинами.

Известно масло для судовых газовых турбин по ГОСТ 10289 следующего состава в % мас.: 2,6-дитретбутилпаракрезол 0,5-0,8, хлорсодержащая противоизносная присадка - хлорированный дифенил 0,8-1,2, минеральное масло до 100 (Горелов В.И. Эксплуатация корабельных газотурбинных установок. - М.: Военное издательство МО СССР, 1972, с.155-1561).

Недостатками смазочного масла данного состава является низкая температура вспышки (не ниже 135°C), низкий уровень трибологических характеристик.

Также известно смазочное масло для газовых турбин следующего состава в % мас.: базовое минеральное масло, 2,6-дитретбутилпаракрезол 0,01-2,0, N-фенил-α-нафтиламин 0,05-2,0, трикрезилфосфат или дифенил-пара-трет-бутилфенилфосфат 0,5-5,0, бензотриазол (0,005-0,2), масляный раствор полиалкилметакрилата с молекулярной массой 2000-8000 - 0,01-2,0 (RU 2086609, Кл. C10M 161/00, опубл. 10.08.1997 г.).

Недостатками масла данного состава является низкий уровень термоокислительной стабильности при температурах свыше 150°C и трибологических характеристик.

Наиболее близким по составу и достигаемому техническому результату к заявляемому смазочному маслу является смазочное масло для газовых турбин следующего состава в % масс.: 2,6-дитретбутилпаракрезол - 0,7-1,0, ариловые эфиры фосфорной кислоты-1,0-3,0, аминопроизводные антиокислительные присадки - 0,1-0,5, бензотриазол - 0,005-0,015, базовое масло - остальное. (RU 2125084, кл. C10M 141/10, опубл. 20.01.1999 г.)

Недостатками масла данного состава являются невысокий уровень термоокислительной стабильности при температурах свыше 150°C и трибологических характеристик.

Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение термоокислительной стабильности при температурах свыше 150°C и трибологических свойств.

Для достижения указанного технического результата предлагается смазочное масло для газовых турбин, содержащие 2,6-дитретбутилпаракрезол, ариловые эфиры фосфорной кислоты, антиокислительные высокомолекулярные присадки аминного или фенольного типа, кислый эфир алкилдитиофосфорной кислоты, полиметилсилоксан, раствор полиметакрилата в минеральном масле, масло легкое изопарафиновое в составе базового изопарафинового масла при следующем соотношении компонентов в % масс.:

2,6-дитретбутилпаракрезол	0,5-1,5;
антиокислительные высокомолекулярные присадки
фенольного или аминного типа	0,1-1,0;
кислый эфир алкилдитиофосфорной кислоты	0,005-0,02;
ариловые эфиры фосфорной кислоты	0,2-0,6;
полиметилсилоксан	0,001-0,005;
раствор полиметакрилата в минеральном масле	0,03-0,07;
масло легкое изопарафиное	30,0-70,0;
масло базовое изопарафиновое	остальное.

В качестве антиокислительных высокомолекулярных присадок фенольного типа предлагаемый состав смазочного масла содержит алкиловый эфир β-(3,5-дитретбутил-4-оксифенил) пропионовой кислоты, а в качестве высокомолекулярных присадок аминного типа - вторичные ароматические амины. например, смесь бутил- и октилдифениламинов. или фенил-α-нафтиламин.

Для приготовления составов смазочного масла используют:

- 2,6-дитретбутилпаракрезол (Агидол-1 по ТУ 38.5901237-90), белое кристаллическое вещество с температурой плавления 69,5-69,7°C;

- антиокислительную присадку фенольного типа - (C₇-C₉) алкиловый эфир β-(3,5-дитретбутил-4-оксифенил) пропионовой кислоты Irganox L 135 производства фирмы BASF/Ciba (или его аналог Naugalube 531 производства фирмы Chemtura),представляющие собой прозрачные жидкости с желтоватым оттенком цвета с температурой вспышки в закрытом тигле не менее 152°C, или (C₁₃-C₁₅) алкиловый эфир β-(3,5-дитретбутил-4-оксифенил) пропионовой кислоты Naugalube 38 производства фирмы Chemtura в виде прозрачной жидкости с желтоватым оттенком цвета с температурой вспышки в закрытом тигле не менее 229°C; или антиокислительную присадку аминного типа - смесь бутил- и октилдифениламинов - Irganox L 57 производства фирмы BASF/Ciba (или его аналог Naugalube 640 производства фирмы Chemtura) в виде прозрачной жидкости от желтого до краснокоричневого цвета с температурой вспышки в открытом тигле не менее 185°C или фенил-α-нафтиламин Неозон-А по ТУ 6-14-202-74 (или его аналог Naugard PANA производства фирмы Chemtura).представляющий собой кристаллические вещества с температурой плавления 54°C;

- кислый эфир алкилдитиофосфорной кислоты: HiTEC 511Т производства фирмы Afton Chemical в виде жидкости от оранжевого до желтого цвета с температурой вспышки в закрытом тигле не менее 95°C;

- ариловые эфиры фосфорной кислоты: трикрезилфосфат по ГОСТ 5728-76 (возможно использование аналога Durad 125 производства фирмы Chemtura) или трикселинилфосфата Durad 220X производства фирмы Chemtura в виде желтоватых прозрачных жидкостей с температурой вспышки не менее 240°C;

- полиметилсилоксан (ПМС-200А по ОСТ 6-02-20-79);

- раствор полиметакрилата в минеральном масле: ЛУКОЙЛ LLK-2508-3 по ТУ 0257-005-79345251-2007 - жидкость со значением кинематической вязкости при 100°C - 1100-1550 мм²/с;

- масло легкое изопарафиновое производства ООО «ЛУКОЙЛ Волгограднефтепереработка» (СТО ПР 046-00148599-2011) с температурой вспышки в открытом тигле выше 165°C, температурой застывания не выше минус 35°C;

- масло базовое изопарафиновое ЛУКОЙЛ VHVI-4 (ТУ 0253-026-00148599-2002) с температурой вспышки в открытом тигле выше 224°C, температурой застывания не выше минус 15°C и значением кинематической вязкости при 100°C - 3,9-4,6 мм²/с.

Технология приготовления масла предлагаемого в настоящем изобретении состава состоит из следующих операций: дозирование присадок, перемешивание основы масла с присадками до их полного растворения, фильтрация готового масла. Для испытания приготовлены образцы масла, состав которых приведен в табл.1.

Сравнительные данные, полученные при исследовании образцов предлагаемого масла и масла прототипа, приведены в табл.2

Как видно из данных табл.2, использование сочетания компонентов и их количественное соотношение в предлагаемом в настоящем изобретении составе масла позволяет получить заявленный технический результат - улучшить трибологические характеристики - значение для показателя «критическая нагрузка, Рк» по сравнению с прототипом. Использование изопарафиновых базовых компонентов и комплекта антиокислительных присадок позволяют повысить уровень термоокислительной стабильности при температурах свыше 150°C.

Применение заявляемого смазочного масла позволяет обеспечить надежную и бесперебойную работу газотурбинных двигателей авиационных и судовых приводов газоперекачивающих агрегатов и других видов техники с газовыми турбинами.

Таблица 1
Состав образцов масла
Компоненты	Количество, % масс.
Пример 1	Пример 2	Пример 3	Пример 4
2,6-дитретбутилпаракрезол	0,5	1,0	0,89	1,50
(C13-C15)алкиловый эфир β-(3,5-дитретбутил-4-оксифенил) пропионовой кислоты	0,1	-	0,20	-
(C7-C9) алкиловый эфир β-(3,5-дитретбутил-4 оксифенил) пропионовой кислоты	-	0,24	-	1,0
смесь бутил- и октилдифениламинов	-	-	0,30	-
фенил-α-нафтиламин	-	-	-	0,11
кислый эфир алкилдитиофосфорной кислоты	0,005	0,01	0,01	0,02
ариловые эфиры фосфорной кислоты	0,2	0,4	0.4	0,6
раствор полиметакрилата в минеральном масле	0,03	0,05	0,05	0,07
полиметилсилоксан	0,001	0,004	0,005	0,005
Базовое масло в т.ч.	до 100	до 100	до 100	до 100
масло легкое изопарафиновое	30	55	55	70
масло базовое изопарафиновое	70	45	45	30

Таблица 2
Сравнительные характеристики масла,заявляемого состава и прототипа
Наименование показателя	Масло пример № 1	Масло пример №2	Масло пример №3	Масло пример №4	Масло по прототипу
1. Вязкость кинематическая по ГОСТ 33 при 50°C, мм2/с	9,16	9,16	9,16	9,1	8,33
2. Кислотное число по ГОСТ 5985, мг КОН/г	0,024	0,026	0,025	0,025	0,03
3. Трибологические характеристики по ГОСТ 9490:
критическая нагрузка, РК, Н	735	735	735	735	490
диаметр пятна износа при осевой нагрузке 196 Н, DИ, мм	0,35	0,36	0,36	0,36	0,35
4. Термоокислительная стабильность по ГОСТ 23797 при 175°С в течение 50 часов (расход воздуха 10 л/ч):
прирост кинематической вязкости, %	4,32	5,78	7,57	7,01	Не выдерж. Обильное осадкообразование
кислотное число, мг КОН/г	0,18	0,12	0,13	0,12
массовая доля осадка, %	0,007	0,009	0,008	0,009

1. Смазочное масло для газовых турбин, содержащее 2,6-дитретбутилпаракрезол, ариловые эфиры фосфорной кислоты, антиокислительные высокомолекулярные присадки аминного или фенольного типа, кислый эфир алкилдитиофосфорной кислоты, полиметилсилоксан, раствор полиметакрилата в минеральном масле, масло легкое изопарафиновое в составе базового изопарафинового масла при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2,6-дитретбутилпаракрезол	0,5-1,5
антиокислительные высокомолекулярные присадки
фенольного или аминного типа	0,1-1,0
кислый эфир алкилдитиофосфорной кислоты	0,005-0,02
ариловые эфиры фосфорной кислоты	0,2-0,6
полиметилсилоксан	0,001-0,005
раствор полиметакрилата в минеральном масле	0,03-0,07
масло легкое изопарафиновое	30,0-70,0
масло базовое изопарафиновое	остальное

2. Смазочное масло для газовых турбин по п.1, которое в качестве антиокислительных высокомолекулярных присадок аминного типа содержит смесь бутил- и октилдифениламинов или фенил-α-нафтиламин.

3. Смазочное масло для газовых турбин по п.1, которое в качестве антиокислительных высокомолекулярных присадок фенольного типа содержит C₁₃-C₁₅-алкиловый эфир β-(3,5-дитретбутил-4-оксифенил)пропионовой кислоты или C₇-C₉-алкиловый эфир β-(3,5-дитретбутил-4-оксифенил)пропионовой кислоты.