На главную
Добро пожаловать! | Регистрация          
Рус   |   Укр
Технические статьи
С гордостью представляем

Подписка на новости

Подпишись на рассылку и регулярно получай свежие новости!

Подписаться
Ссылки
Бюллетени безопасности
Бюллетени тех. данных
Mobil ServSM Lubricant Analysis
 
18.08.2014

Все про полиалкиленгликоливые масла

Базовые полиалкиленгликолевые масла входят по классификации API (Американского Института Нефти) в группу V (Таб.1), которая объединяет все масла, отличные от масел групп I-III и полиальфаолефиновых (принятое в зарубежной литературе сокращение – PAO, в русскоязычной - ПАО) синтетических масел, принадлежащих группе IV. Полиалкиленгликоли -  семейство синтетических продуктов, созданных путем полимеризации одной или нескольких окисей алкиленов. Они также известны под другими названиями: полиэфиры (полиэстеры), полиоксиалкиленгликоли, полиалкиленгликолевые эфиры, полигликоли. Краткое обозначение этих масел в зарубежной литературе – PAG. В данном обзоре далее будет использовано сокращение ПАГ. 

ПАГ – очень широкое семейство продуктов, которые проявляют разнообразные физические и химические свойства. ПАГ являются отличными смазочными материалами в разнообразных областях применения, если их использование допускается и не ограничено определенными условиями. Различные жидкости на основе ПАГ нашли применение как антифризы, тормозные жидкости, гидравлические жидкости, компрессорные, циркуляционные и редукторные масла.

Таблица 1. Группы базовых масел

Группа

Нормы

Процесс получения

Вязкостный ряд, сСт при 40оС

 

ИВ

Содержание серы,%

 

Содержание насыщенных углеводородов,%

 

 

I

80-120

>0.03

и (или)

<90

Традиционный (селективная очистка)

до 500

II

80-120

<0.03

и

>90

Гидродоочистка

до 120

III

>120

<0.03

и

>90

Глубокая гидродоочистка

до 40

IV

Все полиальфаолефины (ПАО)*

Синтез ПАО

до 50000

V

Все другие, не вошедшие в группы I-IV (норм нет)

Все другие

(эфиры, ПАГ и др.)

**

*) Для ПАО типичны: индекс вязкости выше 130 (может быть до 200); содержание серы 0.00%; содержание насыщенных углеводородов >90.0%.

**) Для ПАГ возможна вязкость до нескольких сотен тысяч сСт [1]. Эфиры имеют ограничение, могут быть с вязкостью 100 сСт и выше при 100оС 

В ассортименте ExxonMobil имеется несколько смазочных материалов на основе ПАГ, среди них две серии масел с похожим названием Mobil Glygoyle 11, 22, 30 (номерная) и Mobil Glygoyle (стандартных классов вязкости). Первая серия доступна на рынке уже 30 лет, а вторая - лишь несколько лет. Может сложиться впечатление, что эти две серии масел близки по характеристикам, тем более области их применения порой общие и трудно найти отличия в описании продуктов. Однако это не совсем так. Чтобы лучше понять каким образом получают ПАГ с различными свойствами нужно немного познакомиться с процессом их синтеза.

Химический процесс производства ПАГ достаточно подробно изложен в [1]. Вкратце и упрощенно он заключается в каталитической полимеризации одной или нескольких окисей алкиленов, в большинстве случаев окиси этилена (ОЭ) или окиси пропилена (ОП).

Рис.1 Формула окиси этилена (ОЭ)

С2Н4О

Рис.2 Формула окиси пропилена (ОП)

 

С3Н6О

Производные от одной окиси алкилена называются гомополимерами ПАГ, они широко используются и относительно просты в производстве. К ним относятся полиэтиленгликоль (ОЭ ПАГ) или полипропиленгликоль (ОП ПАГ). Полиэтиленгликоли НО-СН2-(СН2-О-СН2)nOH традиционно используют в производстве косметики, шампуней и как добавки в пищевой промышленности. Полипропиленгликоли HO[-CH2-CH(CH3)O-]nH традиционно используются в качестве гидравлических жидкостей или основы смазочных материалов.

Сополимеры ПАГ - производные от нескольких окисей алкиленов могут быть статистическими (случайными), когда ОЭ и ОП располагаются в случайном порядке в молекуле, или блок-сополимерами, когда блоки из нескольких ОЭ и ОП чередуются в молекуле полимера. Отсюда различные свойства конечного сополимера ПАГ. Типичная температура застывания блок-сополимеров ПАГ, например, выше, чем у статистических сополимеров ПАГ. Управляя реакциями в процессе производства и соотношением ОЭ/ОП, можно получить конечный сополимер ПАГ с заданными сбалансированными свойствами. Увеличение в сополимере ПАГ блоков ОЭ повышает растворимость воды, снижает растворимость углеводородов, увеличивает стабильность и снижает коэффициент сцепления (внутреннего трения в эластогидродинамическом режиме трения - ЭГТ), а также снижает токсичность или вредность  конечного масла. Увеличение в сополимере блоков ОП приводит к снижению температуры застывания, снижает полярность и увеличивает растворимость присадок и углеводородов, но снижает растворимость воды. В ПО ПАГ полимер окружен углеводородным слоем (группами –СН3), что позволяет растворяться углеводородам, но предохраняет атомы кислорода от соединения с водой.

Сравнение физических и химических свойств масел ПАГ с маслами ПАО и минеральными представлено в Таб.2.

Маслам на основе ПАГ присущи следующие общие физические и химические свойства:

  • высокая смазывающая способность, которая обусловлена их высокой полярностью. Полярность ПАГ возрастает с увеличением концентрации групп –ОН. Благодаря высокой полярности масла ПАГ сильно «притягиваются» к металлическим поверхностям и создают прочную масляную пленку, которая не разрушается под действием высокой температуры и большой нагрузки. ПАГ обладают умеренными присущими им от природы противозадирными свойствами, что позволяет уменьшить содержание противозадирных и противоизносных присадок, которые при температуре масла в объеме выше 80оС реагируют с цветными металлами. Это свойство позволяет успешно использовать масла ПАГ в червячных редукторах с зацеплением «сталь-бронза». Масла ПАГ обладают присущей им от природы защитой от микропиттинга. В то же время высокая полярность накладывает ограничения на использования ПАГ, они могут быть не совместимы с некоторыми красками (алкидными и винильными) и эластомерами (Buna S, натуральная черная резина);
  • отличная термическая и окислительная (с антиокислителями) стабильность даже в присутствии воздуха. Их стабильность много выше, чем у минеральных масел. Масла Mobil Glygoyle демонстрируют работоспособность до 200оС. К тому же окисление ПАГ затруднительно, т.к. практически к каждому атому углерода уже присоединен кислород. ПАГ сами обладают высокой растворяющей способностью благодаря тому, что в основной структуре полимера каждый третий атом это кислород. Кроме того, побочными продуктами окисления ПАГ являются эфиры, обладающие высокой растворяющей способностью. Таким образом, продукты окисления растворяются, а не откладываются на работающих поверхностях оборудования. Особенно ценно то, что при термическом разложении ПАГ образуются легко летучие соединения, которые испаряются и не образуют твердых коксовых или мазеобразных отложений в оборудовании, что дает возможность использовать ПАГ в компрессорах и редукторах с высокой температурой;
  • можно производить высоковязкие масла (см. примечание к Таб.1) без вовлечения загущающих присадок. Это дает преимущество маслам ПАГ при применении в редукторах и циркуляционных системах с подшипниками качения. Масла групп   I-III имеют ограничения по вязкости (Таб.1) и требуют применения загущающих присадок, при механической деструкции которых под воздействием сдвиговых усилий в зубчатых зацеплениях или подшипниках качения вязкость масла безвозвратно падает, что может привести к износу и сокращению срока службы оборудования. Масла ПАГ по своей природе не теряют вязкость при высоких сдвиговых механических усилиях;
  • низкий коэффициент сцепления (коэффициент внутреннего трения в масле в режиме ЭГТ), что способствует повышению КПД редуктора и снижению рабочей температуры, особенно проявляется в червячных зацеплениях и роликовых подшипниках, характеризующихся значительной долей неэффективного скользящего движения;
  • отличная теплопроводность, что способствует снижению рабочей температуры узла и компонентов и продлевает их срок службы;
  • высокий индекс вязкости (обычно выше, чем у минеральных масел, эфиров и ПАО), что позволяет использовать ПАГ меньшего класса вязкости, это в потенциале позволяет в гидродинамическом режиме смазывания снизить потери на трение;
  • низкая температура застывания, что обусловливает широкий температурный диапазон применения ПАГ и исключает необходимость применения депрессорных присадок, которые во многих случаях нужно добавлять в минеральные масла;
  • очень высокая гидролитическая стабильность, т.е. они химически не реагируют с водой и не подвержены разрушению из-за присутствия воды. Это выгодно отличает ПАГ от эфиров и делает их предпочтительными для применения в компрессорах, где масло может быть подвержено обводнению;
  • малая растворимость углеводородных газов, что делает возможным их применение в компрессорах холодильных установок с пропаном и HFC хладагентами и в компрессорах сжатия природного газа, содержащего жидкие углеводороды и влагу.
Таблица 2. Сравнение свойств ПАГ с ПАО и минеральными маслами

Свойство

Минеральные

ПАО

ПАГ

Индекс вязкости

95+

120+ 

(130-160)

200+

Температура застывания

+

+++

++

Термо- и окислительная стабильность (с ингибиторами), отложения

+

++ 

(отличная)

+++

(превосходная, нет отложений)

Гигроскопичность

+

(низкая)

+  (низкая)

 - -

(гигроскопичны)

Совместимость

+++

++

Растворяющая способность

++

+

+++

Эффективность (коэффициент сцепления в ЭГТ)

+

++

+++

Смазывающая способность, защита от микропиттинга

+

++

+++

Теплопроводность

+

+

+++

Масла Mobil Glygoyle стандартных классов вязкости созданы путем управления процессом синтеза ПАГ с целью получения заданных оптимальных и сбалансированных эксплуатационных свойств. Они отличаются тем, что:
  • имеют очень высокую термическую и окислительную стабильность;
  • не образовывают коксовых отложений;
  • могут работать в широком температурном диапазоне применения;
  • обладают очень низким коэффициентом сцепления и трения;
  • имеют очень хорошую теплопроводность;
  • производятся от класса вязкости ISO VG 68 до 1000 и обладают очень высоким индексом вязкости не за счет загущающих присадок;
  • обладают высокими противозадирными свойствами и защитой подшипников и зубьев шестерен от микропиттинга;
  • масла классов ISO VG 15-1000 имеют регистрацию NSF H1для применения в пищевой промышленности;
  • слабо растворяют в себе углеводородные газы и не совместимы с углеводородными маслами;
  • способны растворить в себе большое количество воды и при этом обеспечивать смазывание.
Благодаря очень низкому коэффициенту сцепления (внутреннего трения в режиме ЭГТ) и высокой теплопроводности в контролируемых испытаниях масло Mobil Glygoyle 460 демонстрирует повышение эффективности и снижение рабочей температуры червячной передачи по сравнению с минеральными и другими синтетическими маслами (Рис.1). Снижение рабочей температуры может позволить увеличить срок службы масла и компонентов, в том числе уплотнений.  Mobil Glygoyle 460 может продлить срок службы уплотнений до 2-х раз в сравнении с углеводородными маслами.

Рис.1 Эффективность применения масла Mobil Glygoyle 460 в червячном редукторе
Примечание: Результаты получены в контролируемых лабораторных испытаниях и в других условиях могут отличаться, т.к. зависят от оборудования и рабочих условий. Термографические изображения промышленного червячного редуктора мощностью 1,2 л.с. при сравнении жидкостей класса вязкости ISO 460 в следующих условиях испытания: работа при 100% нагрузке и 1800 об/мин при контролируемой (одинаковой) температуре помещения.

Масла серии Mobil Glygoyle стандартных классов вязкости  характеризуются низкой растворимостью углеводородных газов в них, поэтому они способны сохранять высокую вязкость, обеспечивая повышенную защиту компрессоров в долгосрочной перспективе (Рис.2) по сравнению с углеводородными минеральными маслами и ПАО.

Рис.2  Сохранение вязкости при воздействии углеводородных газов

Растворимость воды в различных типах масел показана на Рис.3. Масла серии Mobil Glygoyle стандартных классов вязкости могут поглощать до 2% воды при комнатной температуре, при большем количестве или при температуре выше температуры помутнения наблюдается помутнение и разделение с водой. При температуре ниже температуры помутнения в ПАГ вода полностью растворяется. Масла ПАО и минеральные начинают мутнеть при концентрации ниже 300-500 долей/миллион (0,030,05%) воды. Плотность масел ПАГ выше плотности воды и нерастворенная вода не опускается на дно маслобака, а плавает на поверхности масла ПАГ, поэтому ее не удалить из системы дренажом. Масла Mobil Glygoyle могут успешно разделять трущиеся поверхности при большом количестве растворенной в них воды, однако мы рекомендуем считать предельным уровень 1%. Данные испытаний показывают, что масла ПАГ достаточно хорошо защищают от коррозии в присутствии дистиллированной воды, но могут быть проблемы с водой, содержащей соли, например, морской. В таких случаях масла ПАО и минеральные защищают лучше. Для защиты промышленного оборудования предпочтительней масла, отделяющие воду, тогда ее можно удалить из системы дренажем после отстоя. В случаях вероятного попадания большого количества воды в масло мы рекомендуем использовать масла ПАО или минеральные.

Рис.3 Уровень насыщения водой различных типов масел

Таблица.3 Рекомендации по применению масел Mobil Glygoyle стандартных классов вязкости

Продукт

Класс вязкости ISO VG

Наличие регистрации NSF H1

Общее назначение*

Mobil Glygoyle 68

68

 

Винтовые и центробежные компрессоры

Mobil Glygoyle 100

100

 

Поршневые и винтовые компрессоры

Mobil Glygoyle 150

150

X

Поршневые и винтовые компрессоры, редукторы с перпендикулярными и параллельными валами

Mobil Glygoyle 220

220

X

Редукторы с перпендикулярными и с параллельными валами

Mobil Glygoyle 320

320

X

Редукторы с перпендикулярными и с параллельными валами

Mobil Glygoyle 460

460

X

Червячные редукторы, редукторы с перпендикулярными и параллельными валами

Mobil Glygoyle 680

680

X

Тяжело нагруженные редукторы с перпендикулярными и параллельными валами и червячные редукторы

Mobil Glygoyle 1000

1000

X

Тяжело нагруженные редукторы с перпендикулярными и параллельными валами и червячные редукторы


* Рекомендации конкретных изготовителей могут отличаться; рекомендации для конкретного смазочного материала см. в руководстве по эксплуатации оборудования

Масла номерной серии Mobil Glygoyle 11, 22, 30 – традиционные ПАГ. Серия охватывает три масла и только Mobil Glygoyle 30 принадлежит стандартному классу вязкости ISO VG 220. В сравнении с маслами Mobil Glygoyle стандартных классов вязкости по физическим и химическим свойствам эти масла:
  • имеют ниже температуру застывания;
  • имеют ниже температуру вспышки;
  • обладают меньшим индексом вязкости;
  • способны удерживать в себе в 2 раза меньше воды;
  • частично совместимы с углеводородами;
  • не имеют регистрацию NSF H1для применения в пищевой промышленности.
Масла номерной серия Mobil Glygoyle 11, 22, 30  показали свои высокие эксплуатационные свойства и эффективность там, где минеральные и другие синтетические масла не могут работать или работают на пределе своих возможностей - в циркуляционных системах с подшипниками скольжения и качения, работающими при высокой температуре: каландры бумагоделательных машин и машин изготовления пластмасс. Они отвечают требованиям производителя подшипников FAG к маслам для каландровых подшипников бумагоделательных машин при температуре до 140оС и каландровых подшипников машин производства пластмасс при температуре до 160 оС. Например, на комбинате одной из мировых компаний при замене синтетического масла класса вязкости ISO VG 320  в подшипниках каландра бумагоделательной машины с температурой 123 оС на масло Mobil Glygoyle 30 (ISO VG 220) была достигнута экономия  180 000 Евро/год за счет продления срока службы подшипников, увеличения интервала замены масла, сокращения простоев, при этом температура подшипника снизилась на 17оС. За многие годы эти масла также нашли свое применение в разнообразных зубчатых передачах и компрессорах воздуха и газов и рекомендуются многими производителями оборудования.
Масло Mobil Glygoyle 22 очень хорошо работает в рефрижераторных компрессорах с пропаном в качестве хладагента.

Для правильного подбора смазочных материалов на основе ПАГ сверяйтесь с рекомендациями производителя оборудования, обращайтесь в службу технической поддержки или получите консультацию инженера по применению смазочных материалов ExxonMobil. Инженеры также дадут рекомендации по промывке системы в случае перехода на масла Mobil Glygoyle.

Возврат к списку

О компании Продукция Новости Для бизнеса Где купить Справочная Мультимедиа Контакты
Карта сайта
Группа Компаний "НИКО"

НИКО Трейдинг

oil@niko.ua

ул. Бориспольская, 22
с. Гора, Киевская область
Украина
+38 044 205-33-35
Mobil 1 Mobil Delvac Mobil SHC

Забыли свой пароль? Пожалуйста, введите свою почту и мы отправим вам ссылку для создания нового пароля.

Вход