3427
4.1 Phạm vi ứng dụng
Phƣơng pháp thử nghiệm đề cập đến khả năng thoát hơi của một loại dầu tuabin để tách khí thoát ra khỏi nhiên liệu này.
Tiêu chuẩn này không nhằm mục đích chuyên sâu vào tất cả các vấn đề an toàn. Nhƣng nhất thiết ngƣời sử dụng phải nắm rõ cách vận hành phƣơng pháp thử nghiệm. Đó là trách nhiệm của ngƣời sử dụng tiêu chuẩn này để thiết lập sự an toàn hợp lý, bảo vệ sức khỏe đồng thời xác định phạm vi ứng dụng trƣớc khi sử dụng.
4.2 Mục đích và ý nghĩa
Sự hòa lẫn giữa dầu nhờn với không khí trong một số chi tiết thiết bị nhƣ: đệm bích, các bánh răng truyền động, bơm và các ống dẫn dầu có thể xảy ra sự phân tán các bọt khí li ti khắp trong thể tích dầu. Nếu thời gian trong bồn chứa quá ngắn, bọt khí sẽ nổi lên trên bề mặt dầu, hỗn hợp khí và dầu sẽ tuần hoàn trong hệ thống dầu nhờn. Điều này có thể dẫn đến ta không thể duy trì đƣợc áp suất của dầu (đặc biệt là đối với bơm ly tâm) không đủ các màng dầu trong đệm và các bánh răng truyền động và dẫn đến hệ thống thủy lực hoạt động bị thiếu hụt áp hoặc không thực hiện đƣợc.
Đây là phƣơng pháp thử nghiệm đo thời gian khí thoát ra đến một hàm lƣợng tƣơng đối thấp là 0,2% thể tích dƣới sự tiêu chuẩn hóa đã cài đặt các điều kiện thử nghiệm và từ đó cho phép so sánh khả năng tách bọt khí của các loại dầu dƣới các điều kiện thử nghiệm thông qua thời gian tách. Ý nghĩa
của phép thử này đã không đƣợc thiết lập một cách đầy đủ. Tuy nhiên, trạng thái bọt và độ nhạy thấp của một số hệ thống điều khiển áp suất các tuabin có thể liên quan đến tính thoát khí của dầu. Áp suất hệ thống kế và áp suất hệ thống không thay đổi khác nhau. Ngày nay, ứng dụng của phƣơng pháp thử này đƣợc tìm thấy ở các tuabin đƣợc sản xuất ngoài nƣớc Mỹ. Hàm lƣợng khí càng cao thì thời gian lƣu càng ngắn và điều này không phụ thuộc vào loại dầu đƣợc sử dụng.
4.3 Tóm tắt phƣơng pháp
Khí nén đƣợc cho đi qua dầu thử nghiệm đã đƣợc gia nhiệt ở các nhiệt độ 25, 50 hay 75oC. Sau đó, ngƣng thổi khí, thời gian cần thiết để khí lẫn trong dầu thoát ra ngoài giảm xuống còn 0,2% thể tích đó là thời gian tách bọt khí (đơn vị là phút)
4.4 Tiến hành thực nghiệm 4.4.1 Thiết bị - hóa chất a. Thiết bị
- Bình thử nghiệm: Đƣợc chế tạo từ thủy tinh Bosilicat, gồm ống mẫu có bọc lớp ổn nhiệt lắp khít với đầu vào ống mao dẫn khí, đãi màng ngăn và ống ra của khí. Hai bộ phận của bình thử nghiệm nên đƣợc đánh dấu riêng và tốt nhất là dùng nhƣ một cặp. Các bộ phận thay thế có thể đƣợc dùng với điều kiện là do kết quả tƣơng ứng với bình thử nghiệm phù hợp với các kích cỡ quy định.
- Áp kế: có thang đơn vị khoảng từ 0 ÷ 35,5KPa.
- Nhiệt kế ASTM: có độ chính xác cao. Giới hạn của nhiệt kế từ -20o C ÷ 102oC với thang chia độ 0,2oC và phù hợp với các yêu cầu của nhiệt kế 12C đƣợc mô tả trong ASTM E1.
- Bộ gia nhiệt: Gia nhiệt khí nén đến nhiệt độ đo. Ống xoắn lò xo bằng đồng nhúng trong bể hoàn lƣu ở 25oC nhƣng khi gia nhiệt lên phải đạt 50 và 70oC. Điều này có thể thực hiện thông qua bể nƣớc hoặc dùng hơi khí tách ra hay dùng bộ biến nhiệt bằng điện. Nhiệt độ của bình khí tới bình thử nghiệm đƣợc đo bằng nhiệt kế và nhiệt kế phải đáp ứng các đặc điểm đã nêu trên hay dùng các công cụ đo khác phù hợp.
- Bể hoàn lƣu: thể tích bể khoảng 10 lít, có tốc độ dòng 10 lít/phút và có thể duy trì cel thử nghiệm ở nhiệt độ nhƣ trên sai số nhiệt độ ±0,1o
C.
Chú ý: Nƣớc sử dụng trong bể phải có hiệu ứng tĩnh điện nhỏ nhất. Dùng các bình thủy tinh với “glass host fittings” để hoàn lƣu bể nƣớc 75o
C. Có thể dẫn đến nguy hiểm. Khi dầu đƣợc bơm theo tốc độ yêu cầu thì sự phản áp
(đối áp) khi áp suất vƣợt quá 70 Kpa (10 psi) của áp kế có thể xảy ra dẫn đến làm rạng nứt dụng cụ thủy tinh hay làm bung các vòi ống nối. Để khắc phục tình trạng trên ta dùng một van giảm áp đặt vào để giới hạn áp suất cao nhất là 70KPa. Nói chung, nên dùng màn chắn an toàn theo yêu cầu.
- Cân tỷ trọng: độ chính xác tới 0,0005 g/ml với quả cân hình tròn hay hình nón cụt thể tích 5ml hay 10ml, dày 80 ± 1,5mm. Nếu quả cân có nhiệt kế thì phải dùng đƣợc ở khoảng nhiệt độ từ 25÷75o
C
- Lò: có khả năng điều chỉnh nhiệt độ đến 100oC
- Đồng hồ bấm giờ: có khả năng đọc đƣợc đến 0,1 phút
b. Hóa chất
- Thuốc thử PA có độ tinh khiết cao.
- Độ tinh khiết của nƣớc: nếu không có chỉ dẫn khác, nói đến nƣớc ta sẽ hiểu theo nghĩa thuốc thử nƣớc đã đƣợc định nghĩa phân loại II trong D 1193
- Axeton: có đặc tính quy định trong D 329
- Không khí: khí nén
- Axit chrome sulfuric: hòa tan 50g Natri dicromat trong một lít sulfuric đậm đặc (98%). Chứa vào chai thủy tinh có nút nhám.
4.4.2 Chuẩn bị thiết bị
Làm sạch bên trong bình thử nghiệm, gồm cả ống dẫn khí vào và quả cân chì và các dụng cụ thủy tinh khác có tiếp xúc với mẫu trƣớc mỗi phép đo theo cách sau:
Súc rửa dầu cặn bám trên dụng cụ thí nghiệm bằng 1,1,1-tricloetan và dùng không khí nóng để làm khô dụng cụ sau khi đã rửa sạch.
Làm sạch thiết bị bằng cách nhúng chìm trong axit crome sulfuric, đồng thời ngâm thiết bị tối thiểu là 12h ở nhiệt độ phòng để các vết bẩn silicon sạch hoàn toàn.
Rửa với nƣớc cất.
Rửa với aceton và làm khô bằng cách thổi khí nén sạch.
Chú ý: trong quá trình thổi khí làm khô sẽ xuất hiện dầu dạng sƣơng mờ. Bình thử nghiệm phải đƣợc đậy nắp, hoặc ống dẫn khí ra phải đƣợc nối với lỗ thoát khí để các vùng có vết dầu dạng sƣơng mờ thoát ra ngoài.
4.4.3 Quy trình thử nghiệm
Lắp thiết bị thử nghiệm: đặt nhiệt độ bể tuần hoàn và bộ gia nhiệt khí nén tới mức nhiệt độ cần thiết để duy trì dầu ở nhiệt độ thử nghiệm. Không khí nén sẽ mất nhiệt từ điểm đo nhiệt (điểm đặt nhiệt kế) đến khi đi vào dầu. Mức
nhiệt độ của bể và không khí cần cho thí nghiệm phải đƣợc thiết lập cho thiết bị, điều này thực hiện bằng cách chạy thử có cặp nhiệt kế trong dầu.
Nhiệt độ thử nghiệm phụ thuộc vào độ nhớt của dầu ở 40oC nhƣ sau: - Dầu có độ nhớt μ < 9.0 cSt thì nhiệt độ thử nghiệm là 25o
C - Dầu có độ nhớt μ = 9.0 cSt thì nhiệt độ thử nghiệm là 50o
C - Dầu có độ nhớt μ > 9.0 cSt thì nhiệt độ thử nghiệm là 75o
C
Gia nhiệt nhẹ 200ml dầu đã đƣợc đo độ nhớt, nhiệt độ gia nhiệt cần cao hơn nhiệt độ thử nghiệm là 10 o
C
Rót 180 ml mẫu vừa gia nhiệt vào bình thử nghiệm.
Để cho mẫu đạt đến nhiệt độ thử nghiệm, thƣờng sau khoảng 20 phút Gia nhiệt nhẹ quả cân của tỷ trọng đến nhiệt độ thử nghiệm trong bể không khí, bằng cách dùng 1 bình trụ thủy tinh có nắp đậy đƣợc đặt trong bể tuần hoàn. Khi quả cân đạt đến nhiệt độ thử nghiệm, nhúng quả cân vào mẫu cẩn thận không để bong bóng khí bám vào quả cân. Gắn quả cân vào đòn cân tỷ trọng bằng dây platin sao cho đáy quả cân cách đáy bình thử nghiệm 10±2mm
Đọc giá trị tỷ trọng từ cân chính xác đến 0,001g/ml và đó là tỷ trọng ban đầu do
Đƣa quả cân trở vào bể khí và đặt lại chỗ cũ với ống dẫn khí vào. Sau 5 phút, bắt đầu cung cấp khí đến 20,0 KPa qua áp kế ở nhiệt độ cần thiết đề duy trì dầu ở nhiệt độ thử nghiệm. Duy trì nhiệt độ và áp suất thử nghiệm bằng cách điều chỉnh nếu cần thiết.
Sau thời gian 420 ±1 giây tắt khí và tháo thanh ống dẫn khí vào bình thử nghiệm ra. Ngay lúc đó, bấm thời gian đo và nhúng quả cân vào trong hỗn hợp phân tán giữa dầu và khí cắm dây platin đến đòn cân và duy trì khoảng cách từ đáy quả cân đến đáy bình hình trụ là 10±2mm
Chú ý: Trong trƣờng hợp các loại dầu thô có độ phân tán lớn giữa dầu và khí thì đầu trên của quả cân lúc đầu có thể nằm trong lớp bọt và do đó tỷ trọng đọc đƣợc lần này có thể bị sai.
Thay đổi chế độ cân tới còn 0,2% thể tích khí (ứng với do = 0,0017) và ghi nhận thời gian từ lúc khóa khí cho tới cân vƣợt qua điểm 0. Ghi thời gian tới 15 phút (độ sai lệch gần đúng 1 phút). Nếu cân không đạt đến điểm 0, sau 30 phút theo dõi thì dừng không tiếp tục làm thử nghiệm.
4.5 Báo cáo kết quả
Báo cáo thời gian tách bọt khí trong số phút ở ...o C
BÀI 14. MỠ BÔI TRƠN Mã bài: HD B14
Giới thiệu
Trong những trƣờng hợp cần bôi trơn những chi tiết máy không có điều kiện châm nhớt thƣờng xuyên hoặc phải làm việc tải trọng nặng, những loại nhớt máy nói trên đƣợc chuyển sang dạng dẻo quánh, còn gọi là mỡ đặc hoặc mỡ bôi trơn.
Mục tiêu thực hiện
Học xong bài này học viên sẽ có khả năng:
- Mô tả tính chất và ứng dụng của mỡ bôi trơn.
- Lựa chọn đƣợc mỡ bôi trơn cho các loại máy móc khác nhau.
- Điều chế mỡ bôi trơn từ dầu nhờn và chất làm đặc khác nhau.
- Thực hiện các thí nghiệm làm trong PTN hóa dầu.
Nội dung chính
1. Thành phần và phân loại
Mở bôi trơn là các chất bôi trơn dạng lỏng đƣợc làm đặc bằng các chất phụ gia dạng rắn nhằm tạo nên các tính chất mà chỉ riêng các chất bôi trơn dạng lỏng không có.
1.1. Thành phần mỡ bôi trơn
Trong thành phần của mỡ bôi trơn, các chất bôi trơn lỏng có thể là dầu khoáng hoặc các dung dịch có tính bôi trơn khác. Chất làm đặc có thể là bất cứ vật liệu nào phù hợp với các dung dịch và tạo ra cấu trúc dạng rắn hay bán lỏng. Các thành phần khác có thể là các chất phụ gia, các chất biến đổi đƣợc đƣa vào để tạo ra các tính chất đặc biệt hoặc biến đổi sản phẩm hiện có.
Thông thƣờng, mỡ bôi trơn là hỗn hợp dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp với 6% đến 25% chất làm đặc dạng rắn thích hợp và một số loại phụ gia. Các chất lỏng, nhờn làm nhiệm vụ bôi trơn, chất làm đặc có nhiệm vụ giữ dầu và chống chảy dầu, còn một số thành phần phụ gia khác đƣợc sử dụng để cải thiện các đặc tính cần thiết của mỡ.
Mỡ bôi trơn đƣợc sản xuất với thành phần chất lỏng là dung dịch của dầu khoáng. Các dầu này có thể có độ nhớt nằm trong dải tƣơng đƣơng với kerosine đến các nhiên liệu gốc loại nặng nhất.
vazolin hoặc asphan. Mặc dù các loại nguyên liệu này không hoàn toàn là các chất bôi trơn dạng dung dịch nhƣng chúng thể hiện những chức năng giống nhƣ các thành phần lỏng trong các loại mỡ thông thƣờng. Tất cả các loại mỡ có nguồn gốc từ dầu khoáng đều thỏa mãn các tính năng hoạt động, các ứng dụng trong công nghiệp ôtô và các ngành khác.
Ngày nay, với ƣu điểm là: có thể cho phép thiết bị làm việc ở điều kiện nhiệt độ cao, thấp và nhiệt độ biên độ nhiệt có thể thay đổi vƣợt ra ngoài dải cho phép nên các loại mỡ chế tạo từ các dung dịch tổng hợp cũng thƣờng đƣợc sử dụng.
1.2 Phân loại mỡ bôi trơn
Do mỡ bôi trơn rất đa dạng và chủng loại không ngừng mở rộng, đổi mới theo yêu cầu phát triển của ngành chế tạo máy, chế tạo động cơ và các lĩnh vực kỹ thuật hóa học khác… cho nên, cũng nhƣ dầu nhờn, việc phân loại mỡ bôi trơn là rất khó khăn, thậm chí sự phân loại nhiều khi cũng tồn tại hết sức tƣơng đối so với thời gian, không gian.
Mặc dù vậy, các tổ chức tiêu chuẩn hóa cũng đã từng bƣớc tiếp cận, sàng lọc để việc phân loại mỡ đƣợc tiện dụng và phát huy hiệu quả nhất cho các nhà chế tạo máy và ngƣời sử dụng.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5688 – 1992 mỡ bôi trơn đƣợc phân loại thành 3 nhóm chính:
- Mỡ chống ma sát
- Mỡ bảo quản
- Mỡ làm kín
Trong mỗi nhóm này, mỡ lại đƣợc tiếp tục phân nhỏ theo tính năng sử dụng hoặc theo đặc tính kỹ thuật
1.2.1 Mỡ chống ma sát:
Mỡ chống ma sát đƣợc dùng để bôi trơn, ngăn cách hai bề mặt tiếp xúc nhằm giảm ma sát và mài mòn các chi tiết của máy móc, thiết bị. Mỡ chống ma sát đƣợc phân chia thành 4 loại nhƣ sau:
1.2.1.1. Mỡ thông dụng:
Mỡ thông dụng nhiệt độ thƣờng: là mỡ xà phòng canxi, có nhiệt độ nhỏ giọt > 75o
C
- Đặc tính kỹ thuật: chịu nƣớc tốt, độ ổn định keo cao, các tính chất bảo vệ tốt, độ ổn định cơ học thấp.
- Công dụng: bôi trơn các cụm ma sát thô của máy móc, thiết bị, phƣơng tiện vận tải, máy móc nông nghiệp, dụng cụ cầm tay, bản lề, trục vít bánh răng… làm việc trong khoảng nhiệt độ từ - 30 đến 70o
C. Mỡ thông dụng nhiệt độ tƣơng đối cao: là mỡ xà phòng natri- canxi, có nhiệt độ nhỏ giọt > 120o
C.
- Đặc tính kỹ thuật: chịu nứơc kém, độ ổn định keo thấp, độ ổn định cơ học cao.
- Công dụng: bôi trơn các ổ lăn, ổ trƣợt ở động cơ điện, bánh xe ôtô, các cụm ma sát của quạt, máy đúc… làm việc trong môi trƣờng có độ ẩm thấp, nhiệt độ từ -20oC đến +110o
C.
1.2.1.2. Mỡ đa dụng:
Mỡ đa dụng là mỡ xà phòng liti, có nhiệt độ nhỏ giọt > 160o C
- Đặc tính kỹ thuật: chịu nƣớc tốt, độ ổn định keo và cơ học cao, có tính bám dính tốt
- Công dụng: bôi trơn tất cả các ổ lăn, ổ trƣợt, bản lề, các cơ cấu truyền động, các cụm ma sát máy móc và thiết bị, các phƣơng tiện vận tải… làm việc trong điều kiện độ ẩm tƣơng đối cao, công suất thiết bị lớn và có nhiệt độ từ 40 đến 150o
C.
1.2.1.3. Mỡ đặc dụng:
Mỡ chịu nhiệt: là mỡ xà phòng phức canxi hoặc mỡ hữu cơ, có nhiệt độ nhỏ giọt > 200o
C
- Đặc tính kỹ thuật: chịu nƣớc trung bình, độ ổn định keo và độ ổn định hóa học cao.
- Công dụng: bôi trơn tất cả các cụm ma sát, ổ lắc, ổ bi của máy móc và thiết bị… làm việc trong khoảng nhiệt độ trên 150o
C.
Mỡ chịu lạnh: là mỡ xà phòng liti tạo nên từ dầu có độ nhớt thấp.
- Đặc tính kỹ thuật: chịu nƣớc tốt, độ ổn định keo thấp, độ ổn định cơ học trung bình.
- Công dụng: bôi trơn các cụm ma sát trong các thiết bị kỹ thuật của hàng không, radio kỹ thuật, cơ điện… làm việc ở tải trọng không lớn và nhiệt độ thấp đến -40o
C.
Mỡ bền hóa học: là mỡ hydrocarbon hoặc silicagen
- Đặc tính kỹ thuật: chịu nƣớc tốt, có tính bảo vệ cao trong môi trƣờng ăn mòn, độ ổn định keo < 10%, độ ổn định cơ học trung bình.
- Công dụng: bôi trơn các cụm ma sát, làm kín các mối nối ren, van trong các cụm thiết bị hóa học hoặc thiết bị máy móc làm việc trong môi trƣờng ăn mòn. Bảo vệ bề mặt kim loại chống ăn mòn.
1.2.1.4. Mỡ chuyên dụng:
Mỡ chuyên dùng là mỡ đƣợc sản xuất phục vụ cho những yêu cầu đặt hàng riêng của từng ngành.