0,0075 − + 100 Trong đú: N = (lg H lg U) lg Y −
+ Nếu độ nhớt động học của dầu ở 1000C ≤ 70cSt, thỡ giỏ trị H được lấy trong bảng ASTM D2270. Nếu độ nhớt động học ở 1000C > 70 cSt thỡ được tớnh như sau:
H = 0,1684 . Y2 + 11,85 . Y - 97
II.1.3. Điểm chớp chỏy.
Nhiệt độ chớp chỏy là nhiệt độ tại đú, khi phõn đoạn dầu mỏ được đốt núng, hơi hydrocacbon sẽ thoỏt ra tạo với khụng khớ xung quanh một hỗn hợp mà nếu đưa ngọn lửa đến gần chỳng sẽ bựng chỏy rồi phụt tắt như một tia chớp. Nhiệt độ thấp nhất mà ở đú mẫu tiếp tục chỏy được trong 5 giõy được gọi là điểm bắt chỏy.
Điểm chớp chỏy của dầu mới thay đổi theo độ nhớt, dầu cú độ nhớt cao hơn sẽ cú điểm chớp chỏy cao hơn. Thụng thường điểm chớp chỏy phụ thuộc vào loại dầu thụ. Dầu naphten cú điểm chớp chỏy thấp hơn dầu parafin cú cựng độ nhớt. Quy luật chung là đối với cỏc hợp chất tương tự nhau thỡ điểm chớp chỏy sẽ tăng khi trọng lượng phõn tử tăng.
Để xỏc định điểm chớp chỏy ta cú hai phương phỏp, đú là phương phỏp cốc hở và phương phỏp cố kớn, từ đú phỏt hiện sự nhiễm bẩn dầu bụi trơn bởi một lượng nhỏ của cỏc hợp chất dễ bay hơi.
Việc xỏc định nhiệt độ chớp chỏy của dầu là cần thiết với cụng tỏc phũng chỏy nổ. Hơn nữa việc sử dụng dầu cú điểm chớp chỏy phự hợp sẽ trỏnh gõy ra sự tiờu lao dầu.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT
II.1.4. Trị số axit và kiềm.
Trị số axit và kiềm liờn quan tới trị số trung hoà, dựng để xỏc định độ axit và độ kiềm của dầu bụi trơn.
Độ axit thường được biểu thị qua trị số axit tổng (TAN) cho biết lượng KOH (tớnh bằng miligam) cần thiết để trung hoà tất cả cỏc hợp chất mang tớnh axit cú mặt trong 1 g mẫu.
Độ kiềm trong dầu bụi trơn được biểu thị bằng trị số kiềm tổng (TBN) cho biết lượng axit clohydric hay percloric, được quy chuyển sang lượng KOH tương đương (tớnh bằng miligam) cần thiết để trung hoà hết cỏc hợp chất mang tớnh kiềm cú mặt trong lg mẫu.
Hiện nay nhiều phụ gia sử dụng nhằm nõng cao phẩm chất dầu bụi trơn. Tuỳ thuộc vào thành phần cất tạo của phụ gia mà dầu cú tớnh kiềm hay tớnh axit. Trong dầu mới cũng như dầu đó sử dụng những chất được coi là cú tớnh axit gồm: cỏc axit vụ cơ; axit hữu cơ, cỏc este, cỏc hợp chất nhựa, cũng như cỏc phụ gia. Tương tự như vậy, cỏc hợp chất được coi là mang tớnh kiềm bao gồm: cỏc chất kiềm vụ cơ và hữu cơ, cỏc muối và cỏc kim loại nặng, cỏc phụ gia đặc biệt là cỏc phụ gia được dựng trong điều kiện khắc nghiệt như phụ gia tẩy rửa, v.v. Rất nhiều loại phụ gia hiện đang sử dụng cho dầu động cơ cú chứa cỏc hợp chất kiềm nhằm trung hoà cỏc sản phẩm axit của quỏ trỡnh chỏy, lượng tiờu tốn của cỏc thành phần kiềm này là một chỉ số về tuổi thọ sử dụng của dầu. Đối với hầu hết cỏc loại dầu bụi trơn, chỉ số TAN cú giỏ trị ban đầu tương đối nhỏ và tăng dần trong quỏ trỡnh sử dụng.
Cú ba phương phỏp xỏc định trị số trung hoà:
+ Phương phỏp ASTM-D974 (xỏc định trị số axit và kiềm bằng phương phỏp chuẩn độ cú dựng chỉ thị màu), đú là phương phỏp chủ yếu thớch hợp đối với cỏc loại dầu sang màu.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT
+ Phương phỏp ASTM-D664 (xỏc định trị số axit của cỏc sản phẩm dầu mỏ bằng phương phỏp chuẩn độ điện thế), phương phỏp này được dựng cho cỏc loại dầu tối màu.
+ Phương phỏp ASTM-D2896 (xỏc định trị số kiềm của cỏc sản phẩm dầu mỏ bằng phương phỏp chuẩn độ điện thế dựng axit percloric), phương phỏp này được dựng để xỏc định cỏc hợp chất kiềm trong cỏc sản phẩm dầu mỏ.
II.1.5. Điểm đụng đặc
Điểm đụng đặc là nhiệt độ thấp nhất mà ở đú dầu bụi trơn giữ được tớnh động ở điều kiện đó cho. Để xỏc định điểm đụng đặc theo phương phỏp ASTM-D97 trước tiờn dầu được đun núng để đảm bảo cỏc cấu tử trong dầu tan hoàn toàn, sau đú làm lạnh theo tốc độ quy định, cứ sau 30C lại kiểm tra tớnh linh động của dầu một lần. Nhiệt độ đụng đặc của dầu được xỏc định bằng cỏch lấy nhiệt độ mà tại đú dầu khụng linh động nữa khi nghiờng bỡnh đựng nú rồi cộng thờm 30C.
Hầu hết dầu nhờn đều chứa một số sỏp khụng tan và khi dầu được làm lạnh những sỏp này bắt dầu tỏch ra ở dạng tinh thể đan cài với nhau tạo thành một cấu trỳc cứng giữ dầu ở trong cỏc tỳi rất nhỏ của cỏc cấu trỳc đú. Khi cấu trỳc tinh thể của sỏp này tạo thành đầy đủ thỡ dầu khụng luõn chuyển được nữa. Để làm giảm nhiệt độ đụng đặc của dầu người ta dựng phụ gia hạ nhiệt độ đụng đặc vỡ cỏc phụ gia này chỉ cú tỏc dụng ngăn cản sự lớn lờn và bao bọc của cất trỳc tinh thể sỏp.
II.1.6. Hàm lượng lưu huỳnh
Lưu huỳnh cú mặt trong dầu gốc là do nú cú sẵn trong dầu mỏ. Ngoài ra cũn cú thể cú trong phụ gia. Cỏc hợp chất lưu huỳnh này cú thể tồn tại ở dạng hoạt động hoỏ học, mà cũng cú thể ở dạng tương đối trơ trong trạng thỏi kết hợp với cỏc chất khỏc. Dạng lưu huỳnh tồn tại ở trạng thỏi hoạt động cú
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT
thể gõy ra ăn mũn thiết bị bồn chứa cũng như thiết bị mỏy múc được bụi trơn. Nhưng ngược lại ở dạng trơ với một hàm lượng nhỏ chỳng lại cú tỏc dụng tốt vỡ nú hấp phụ trờn bề mặt vật liệu bụi trơn.
+ Phương phỏp dựng bom (ASTM - D129) được ỏp dụng để xỏc định tổng làm lượng lưu huỳnh trong mọi loại dầu bụi trơn với điều kiện hàm lượng lưu huỳnh ớt nhất phải bằng 0,1%.
Nguyờn tắc của quỏ trỡnh này là bật tia lửa điện để đốt chỏy một lượng nhỏ mẫu trong mụi trường oxy ở ỏp suất cao, sản phẩm chỏy được thu hồi, lưu huỳnh ở trong dạng kết tủa BaSO4 và được đem cõn.
+ Phương phỏp đốn (ASTM-D1266) dựng để xỏc định hàm lượng lưu huỳnh tổng cộng cú nồng độ từ 0,01 ữ 0,4% trong cỏc sản phẩm dầu lỏng cú sử dụng đốn để đốt. Để xỏc định lưu huỳnh trong đầu bụi trơn hay cỏc sản phẩm dầu mỏ cú hàm lượng lưu huỳnh cao ta khụng thể dựng phương phỏp đốt trực tiếp mà phải dựng phương phỏp pha trộn.
Hậu quả khụng mong muốn của lưu huỳnh là gõy ăn mũn, chẳng hạn như ăn mũn đồng. Tuy nhiờn do những hiệu ứng cực ỏp cú lợi nờn trong nhiều trường hợp 1ưu huỳnh cơ mặt trong dầu bụi trơn ở dạng phụ gia thường kết hợp với cỏc nguyờn tố khỏc (clo, photpho) như phụ gia chịu ỏp, chống mài mũn, chống oxy hoỏ, chống ăn mũn.
II.1.7. Khối lượng riờng và tỷ trọng
- Khối lượng riờng là khối lượng của một đơn vị thể tớch của một chất ở nhiệt độ tiờu chuẩn.
- Tỷ trọng là tỷ số giữa khối lượng riờng của một chất đó cho ở nhiệt độ quy định với khối lượng riờng của nước ở nhiệt độ quy định đú.
Tỷ trọng và khối lượng riờng của một loại dầu bằng nhau nếu khối lượng riờng của nước ở 40C bằng 1.
Phộp xỏc định khối lượng riờng và tỷ trọng khỏ đơn giản và nhanh, tuy nhiờn nú là một chỉ tiờu quan trọng để đỏnh giỏ chất lượng của dầu nhờn. Nú
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT
cú thể giỳp ta phõn biệt được cỏc thành phần như parafin, naphten, aromat cú mặt trong dầu gốc. Chỉ tiờu tỷ trọng cũng cú thể cho thấy sự lẫn sản phẩm khỏc vào dầu khi thấy một giỏ trị bất thường của khối lượng riờng. Việc xỏc đinh này cũn rất cần thiết để chuyển đổi giữa trọng lượng sang thể tớch của dầu.
Cú hai phương phỏp để xỏc định khối lượng riờng và tỷ trọng, đú là: + ASTM-D941 (xỏc định khối lượng riờng và tỷ trọng của chất lỏng đo bằng picnomet Liphin cú 2 capila) dựng cho phộp đo khối lượng riờng của chất lỏng bụi trơn bất kỳ cú độ nhớt nhỏ hơn 15 mm2/s ở 120C.
+ ASTM-D1298 thường dựng trong phũng thớ nghiệm. Người ta sử dụng tỷ trọng kế bằng thuỷ tinh để xỏc định khối lượng riờng, tỷ trọng của tất cả cỏc sản phẩm lỏng.
II.1.8. Hàm lượng nước.
Hàm lượng nước được xỏc định bằng phần trăm theo trọng lượng, thể tớch hay theo ppm. Nước trong dầu bụi trơn khụng những đẩy nhanh sự ăn mũn và sự oxy hoỏ mà nú cũn gõy nờn nhũ tương. Trong một vài trường hợp nước cú thể làm thuỷ phõn cỏc phụ gia tạo nờn những bựn mềm xốp. Cú thể loại nước bằng phương phỏp ly tõm, lọc hay chưng cất chõn khụng.
II.1.9. Độ bền oxy hoỏ.
Độ bền oxy hoỏ là một chỉ tiờu đặc trưng quan trọng của dầu nhờn. Sự oxy hoỏ phụ thuộc vào nhiệt độ, lượng oxy chứa trong dầu và khả năng xỳc tỏc của kim loại. Cỏc sản phẩm do oxy hoỏ dầu sẽ sinh ra cỏc chất tạo cặn, axit, làm tăng độ nhớt và tăng cường độ ăn mũn. Do vậy khả năng chống oxy hoỏ cao là một nhu cầu quan trọng đối với những dầu làm việc trong cỏc điều kiện cú nước, nhiệt độ cao, ỏp suất lớn, thời gian thay dầu lõu. Để nõng cao chất lượng của dầu nhờn người ta thường cho phụ gia chống oxy hoỏ cao.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT
II.1.10. Cặn Cacbon
Cặn cacbon được tạo ra sau khi cho bay hơi và nhiệt phõn một sỏn phẩm dầu mỏ. Cặn này khụng phải là cặn cacbon hoàn toàn mà nú là một loại cốc và cũn bị biến đổi của quỏ trỡnh nhiệt phõn. Dầu bụi trơn càng được tinh chế nghiờm ngặt thỡ hàm lượng cặn cacbon càng giảm. Vỡ vậy, hàm lượng cặn cacbon được dựng để đỏnh giỏ mức độ tinh luyện của dầu, nú cũn giỳp cho việc lựa chọn cỏc loại dầu cho những mục tiờu thớch hợp như mỏy nộn, cỏc quỏ trỡnh xử lý nhiệt, cỏc ổ đỡ chịu nhiệt cao. Cỏc loại dầu khoỏng bất kỳ từ loại dầu thụ nào đều cú lượng cặn tăng theo độ nhớt của chỳng. Từ đú ta thấy cỏc loại dầu chưng cất từ họ dầu parafin muốn cú hàm lượng cặn cacbon lớn hơn loại dầu chưng cất từ họ dầu naphten.
Xỏc định cặn cacbon của cỏc sản phẩm dầu mỏ theo Ramsbottom ASTM - D524, mẫu được nung núng ở nhiệt độ nhất định trong một quả cầu thuỷ tinh cú lỗ nhỏ để tất cả cỏc thành phần dễ bay hơi bốc đi hết . Phần cặn nặng trong búng thuỷ tinh tiếp tục được cracking hoỏ và cốc hoỏ. Phần cặn nặng cũn lại được đem đi cõn để xỏc định cặn cacbon theo Ramsbottom.
II.1.11. Màu sắc của dầu nhờn.
Sự khỏc nhau về màu sắc của dầu nhờn cú nguồn gốc lừ sự khỏc nhau về dầu thụ dựng để chế biến ra nú, về khoảng nhiệt độ sụi, về phương phỏp và mức độ làm sạch trong quỏ trỡnh luyện. Màu dầu rất khỏc nhau từ trong suốt đến sẫm màu hoặc đen. Người ta nhận thấy rằng dầu bị tối màu dần trong quỏ trỡnh sử dụng là dất hiệu của sự nhiễm bẩn hay sự bắt đầu của quỏ trỡnh dầu bị oxy hoỏ. Sự sẫm màu của dầu kốm theo sự thay đổi khụng lớn của chỉ số trung hoà và độ nhớt thường là dấu hiệu của sự nhiễm bẩn cỏc chất lạ. Cỏc tạp chất cú màu cú thể làm màu dầu thay đổi rừ rệt nhưng khụng ảnh hưởng đến cỏc thuộc tớnh khỏc.
Núi chung cỏc phương phỏp so màu đều dựa trờn cơ sở so sỏnh bằng mắt thường, lượng ỏnh sỏng truyền qua một bề dày xỏc định của một loại dầu
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT
với lượng ỏnh sỏng truyền qua một trong số dóy kớnh màu. Theo ASTM- D1500 (màu của cỏc sản phẩm dầu mỏ) thỡ phương phỏp thử là phộp xỏc định bằng mắt màu của cỏc loại dầu bụi trơn và một lượng lớn cỏc sản phẩm dầu mỏ khỏc, cỏc loại sỏp cũng nằm trong số đú.
Người ta dựng một nguồn sỏng tiờu chuẩn, cũn mẫu thỡ được đặt trong buồng thử rồi so sỏnh với màu của cỏc đĩa thuỷ tinh màu.
II.2. Cụng dụng của dầu nhờn [1]
Cú thể núi dầu nhờn ra đời là một bước đột phỏ, cú ý nghĩa vụ cựng to lớn đối với mọi ngành cụng nghiệp cũng như dõn dụng. Nú gúp phần nõng cao tuổi thọ của cỏc loại động cơ, cỏc thiết bị và mỏy múc cụng nghiệp, từ đú làm tăng hiệu quả kinh tế đồng thời làm giảm chi phớ đầu tư. Để cú được những kết quả như vậy là nhờ những tớnh năng rất riờng của dầu nhờn như sau:
II.2.1. Cụng dụng bụi trơn làm giảm ma sỏt
Mục đớch cơ bản của dầu nhờn là bụi trơn giữa cỏc bề mặt tiếp xỳc cỏc chi tiết chuyển động nhằm làm giảm ma sỏt. Mỏy múc sẽ bị mài mũn ngay nếu khụng cú dầu bụi trơn. Khi cho dầu vào mỏy với một lớp đủ dày, dầu sẽ xen kẽ giữa hai bề mặt . Khi chuyển động, chỉ cú cỏc phõn tử dầu nhờn trượt lờn nhau do đú mỏy múc làm việc nhẹ nhàng, ớt bị mũn, giảm được cụng tiờu hao vụ ớch và nõng cao tuổi thọ của mỏy múc.
II.2.2. Cụng dụng làm mỏt
Khi ma sỏt, kim loại núng lờn. Như vậy một lượng nhiệt đó được sinh ra trong quỏ trỡnh đú. Lượng nhiệt lớn hay nhỏ phụ thuộc vào hệ số ma sỏt, tải trọng, tốc độ. Tốc độ càng lớn, thỡ lượng nhiệt sinh ra càng nhiều, kim loại sẽ bị núng làm cho mỏy múc làm việc mất chớnh xỏc. Nhờ trạng thỏi lỏng, dầu chảy qua cỏc bề mặt ma sỏt đem theo một phần nhiệt truyền ra ngoài làm cho mỏy múc làm việc tốt hơn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG CHƯNG CẤT DẦU MAZUT
II.2.3. Cụng dụng làm sạch.
Khi làm việc, bề mặt ma sỏt sinh ra mựn kim loại, những hạt rắn này sẽ làm cho bề mặt cụng tỏc bị xước, hỏng. Ngoài ra cú thể cú cỏt, bụi, tạp chất ở ngoài rơi vào bề mặt ma sỏt. Nhờ dầu nhờn lưu chuyển tuần hoàn qua cỏc bề mặt ma sỏt cuốn theo cỏc tạp chất đưa về cacte dầu và được lắng lọc đi.
II.2.4. Cụng dụng làm kớn.
Trong cỏc động cơ, cú nhiều chi tiết truyền động cần phải làm kớn và chớnh xỏc như piston - xilanh, nhờ khả năng bỏm dớnh tạo màng dầu cú thể gúp phần làm kớn cỏc khe hở, khụng bị rũ rỉ, bảo đảm cho mỏy múc làm việc bỡnh thường.
II.2.5. Cụng dụng bảo vệ kim loại.
Bề mặt mỏy múc, động cơ, khi làm việc thường tiếp xỳc với khụng khớ, hơi nước, khớ thải… làm cho kim loại bị ăn mũn, hư hỏng. Nhờ dầu nhờn cú thể làm thành màn mỏng phủ kớn lờn bề mặt kim loại nờn ngăn cỏch được với cỏc yếu tố trờn, vỡ vậy kim loại được bảo vệ.