Щелочное число TBN, методы определения ASTM D 2896 и ASTM D 4739 и разница между ними - презентация Lubrizol

[torcon 64 399]

Щелочное число TBN, методы определения ASTM D 2896 и ASTM D 4739 и разница между ними - презентация Lubrizol

 

Щелочное число является ключевой составляющей сбалансированного подхода к формулированию смазочных материалов.

Спецификации промышленных ассоциаций

• JASO DH-1 – заменила CD+, ограничение щелочного числа  до 10 – особое внимание контролю отложений на поршне

Спецификации производителей техники

• Cummins 20078 – ограничение щелочного числа до 10 – акцент на нейтрализацию газов системы рециркуляции (EGR)
• VW – минимальные значения щелочного числа в испытании на окисление масел легковых автомобилей
• Mercedes-Benz - Минимальные значения щелочного числа в спецификациях

Щелочное число отработанного масла

• Пороги пригодности – от производителей оборудования
• Спецификации – Scania

Коррозия клапана EGR

 

Что такое кислотное число и щелочное число? 

Количество щелочи (кислотное число)/кислоты (щелочное число), выраженное в мг KOH/г образца, необходимое для титрования образца, растворенного в определенном растворителе до определенной конечной концентрации.

 

Что является источниками кислот в тяжелых дизельных двигателях?

• Серная кислота выделяется преимущественно из топлива.

• Азотная кислота образуется при взаимодействии NOx с H2O в процессе сгорания.

• Органические кислоты образуются при окислении топливных продуктов в результате их частичного сгорания. Органические кислоты образуются при окислении смазочного материала и при гидролизе топливных компонентов, как в случае с транспортом на био-дизельном топливе.

 

Что является потенциальными источниками щелочи для нейтрализации кислот? 

• Прежде всего, оксиды щелочных металлов и гидроксиды в моющих присадках, содержащихся в смазочных материалах.

• Дополнительные источники щелочи содержатся в дисперсантах и аминных антиоксидантах.

 

Как мы измеряем кислотное число?

• ASTM D664 Кислотное число – широко используется для оценки ухудшения качества  масла в рабочих условиях и при испытании на двигателе.

•“Этот метод испытания состоит из процедур для определения кислотных составляющих смазочных материалов в смесях толуола и пропандиола”.

 

Как мы измеряем щелочное число – метод D2896 (ГОСТ 30050)?

•ASTM D2896 Величина щелочности – широко используется для оценки свежих масел. 

•Этот метод испытания включает определение щелочных составляющих смазочных материалов титрованием хлорной и уксусной кислотами.

 

Как мы измеряем щелочное число – метод D4739 (ГОСТ 11362)?

•ASTM D4739 щелочное число – широко используется для оценки ухудшения качества масла в рабочих условиях.

•Этот метод испытания включает определение щелочных составляющих смазочных материалов титрованием соляной кислотой в смеси изопропанола, толуола, хлороформа и воды. 

 

Эксперимент с моторным маслом стандарта API CJ-4

Добавление кислот к опытному образцу смазочного материала CJ-4

Во время эксперимента с титрованием образца смазочного материала были по отдельности добавлены серная, азотная и уксусная кислоты (как представитель класса органических кислот). В разные емкости с образцами было добавлено достаточное количество кислоты для уменьшения щелочного числа по методу D4739 на 25, 50, 75 и 100% соответственно. Щелочное число полученных в результате эксперимента смесей было измерено при помощи методов ASTM D2896 и ASTM D4739.

 

График снижения щелочного числа по ASTM D2896 для масла-прототипа CJ-4 с использованием разных кислот

Обратите внимание, что метод ASTM D2896 показывает только реакцию на добавление серной кислоты.

 

График снижения щелочного числа по ASTM D4739 для масла-прототипа CJ-4 с использованием разных кислот

 

Выводы

Разные источники кислот по-разному реагируют на различные методы измерения щелочного числа.

Полагаться только лишь на запас щелочного числа при определении срока службы моторного масла очень опрометчиво.  

 

Эксперимент с моторным маслом API CH-4 на автобусах Евро III

Полевые испытания – автомобили соответствующие требованиям Евро-III, смазочный материал качества API CH-4, топливо с содержанием серы 350 ppm

ASTM D2896 - Щелочное число и ASTM D664 - Кислотное число

 

ASTM D4739 - Щелочное число и ASTM D664 - Кислотное число

 

Щелочное число ASTM D2896 и ASTM D4739

 

Результаты полевых испытаний

Щелочное число замеренное по ASTM D2896, имеет более высокое начальное значение и сохраняется почти постоянным в период до замены масла в ходе испытания.

Щелочное число замеренное по ASTM D4739, имеет более низкое начальное значение и существенно снижается в период до замены масла в ходе испытания.

Кислотное число и Щелочное число, замеренные по D4739, ближе к точке пересечения их значений в конце периода до замены масла.

 

Почему надо беспокоиться о щелочном числе?

Несмотря на то, что на сегодня в дизтопливе снизилось содержание серы, все еще важно уделять внимание щелочному числу. Щелочное число важно не только для того, чтобы нейтрализовать кислоты, появляющиеся в топливе, но и для того, чтобы противостоять окислению. Моющие присадки имеют другое назначение, например: обеспечение чистоты поршней.

 

Выводы:

Существует несколько источников появления кислот, могущих повлиять на работу смазочного материала. Их относительная концентрация  зависит от сочетания таких факторов, как топливо, рабочий цикл, температура, соответствие по вредным выбросам, состав масла.

 

Измерить количество этих кислот можно с помощью отработанной технологии, включая методы ASTM D2896 и ASTM D4739. Последний, на основе лабораторных данных, фиксирует понижение щелочного числа в присутствии почти всех кислот, которые можно обнаружить в зоне сгорания.

 

Ни один из методов не фиксирует понижение щелочного числа с учетом присутствия всех источников появления кислот, которые могут повлиять на смазочный материал.

 

По всему миру ширится тенденция к добавлению био-дизельной составляющей в дизтопливо. При этом существующие ныне методы ASTM D2896 и ASTM D4739 не фиксируют понижение щелочного числа вследствие наличия органических кислот или продуктов гидролиза таких составляющих.

 

С помощью правильно подобранного состава смазочного материала можно добиться нужных рабочих характеристик с учетом всех требований к регулированию содержания кислот, сажи/вязкости, износа, окисления, стойкости к деструкции, совместимости с материалами и совместимости с системами последующей очистки выхлопных газов.

 

Источник: Презентация Lubrizol Dave Lancaster региональный менеджер Lubrizol. (за выкладку спасибо PLM-Labs)

28a_Lubrizol_D.Lancaster_rus.ppt 

 

 

[torcon 64 399]

Primus вот это скорее всего и касается Mobil1 ESP серии. Когда щелочное в отработках быстро снижается, но кислотное еще не растет. 

Пример: https://www.oil-club.ru/forum/topic/25866-mobil1-esp-formula-5w-30-na-audi-q5-posle-5540km/page/2/

и тоже самое, на той же машине с приближенным режимом на Lubrizol: https://www.oil-club.ru/forum/topic/25878-motul-specific-504-507-5w-30-na-audi-q5-posle-4965km/

 

[Primus 380]

On 2/8/2022 at 7:04 AM, torcon said:

Primus вот это скорее всего и касается Mobil1 ESP серии. Когда щелочное в отработках быстро снижается, но кислотное еще не растет. 

 

Оно скорее всего так и есть. Это, наверное, также относится и к Mobil1 Formula M 5W-40, которым я интересовался у Dimmy. Ну, просто не верится в то, что масла Мобил, предназначенные для удлиненных интервалов, умирают так быстро. Не исключено, конечно, что у нас это происходит быстрее, чем в Европе, но не настолько же. Может, попробовать сделать как в рекомендациях из ASTM D4739, пункт 5.3.3 ?

 

5.3.3 В случае когда предметом исследования является снижение щелочного числа масла в процессе эксплуатации, необходимо отдать предпочтение этому методу испытаний и все значения, в том числе в отношении неработавшего масла, должны определяться этим методом. Щелочные числа, полученные этим методом не должны увязываться с щелочными числами, полученными другим методом испытаний, в частности, методом D2896.

[Аргентум 6 303]

@bmwservice твое (пензойлево) бариевое мыло показало меньше щелочного - это норма.

Я уже писал, что в ряду щелочноземельных металлов - растворимость солей (кстати, оснований - наоборот) - растет от бария к магнию.

Потому магниевые присадки поднимают щелочное (особенно с солями магния в ядре - типа карбоната).  Растворимость аффектит нехило титрование.

 

А старое бариевое мыло - не дает эффекта. Несмотря на то, что его много. И несмотря на то, что -

как щелочь - барий свирепее магния в несколько раз (нейтрализатор - лучше).

Сульфат бария, правда, вообще нерастворимая хрень (если серную нейтрализовать), а сульфат магния растворим , но в масле это особой роли не сыграет.

Кароче бариевое масло - некислый нейтрализатор, несмотря на низкое щелочное ).

У него минусы другие )) 

1. lspi )))

2. токсичность

Изменено 15 февраля пользователем Аргентум