Научные основы создания маловязких гидравлических масел для систем управления ракетно-космической техники

• Автор: Тыщенко, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 392 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1 Литературный обзор

1.1 Специальные автономные гидравлические приводы и рабочие жидкости к ним

1.1.1 Специфические условия работы специальных автономных гидравлических приводов.

1.1.2 Требования, предъявляемые к маслам для автономных гидроприводов.

1.1.3 Ассортимент рабочих жидкостей, используемых в системах летательной техники

1.2 Факторы, влияющие на наджность и долговечность работы рабочих жидкостей при применении в специальных автономных гидроприводах

1.2.1 Процессы трения и изнашивания в маловязких углеводородных жидкостях

1.2.2 Процессы термического и окислительного воздействия в зоне трибоконтакта

1.2.3 Вибрация как один из эксплуатационных факторов.

1.2.4 Окисление масел основной процесс, приводящий к их старению
1.2.4.1 Влияние углеводородного состава на окислительные процессы.
1.2.4.2 Влияние различных факторов на окислительные процессы, протекающие в масле.
1.2.5 Радиация, как фактор, влияющий на эксплуатационные свойства гидравлических масел.
1.3 Методы прогнозирования продолжительности эксплуатации масел
1.4 Технологические аспекты получения рабочих жидкостей для автономных гидроприводов.
1.4.1 Традиционные способы получения основ масел РМ, РМЦ
1.4.2 Получение основ из продуктов гидрокаталитической переработки нефтяного сырья.
Глава 2 Объекты и методы исследования
2.1 Объекты исследования и их характеристика.
2.1.1 Специальные масла для автономныгидроприводов
2.1.2 Основы маловязких масел для автономных гидроприводов
2.1.3 Перспективное сырь для получения альтернативных основ маловязких масел для автономных гидроприводов
2.1.4 Присадки.
2.2 Выбор модельных смесей углеводородов.
2.2.1 Гидрирование дитолилметана с целью получения смеси циклоалканов
2.2.2 Адсорбционное разделение основ масел типа РМ.
2.3 Лабораторные методы определения физикохимических свойств и химического состава основ и масел типа РМ
2.4 Методы оценки эксплуатационных свойств маловязких масел для автономных гидроприводов.
2.4.1 Трибологические свойства.
2.4.2 Антиокислительная стабильность.
2.4.3 Радиационная стойкость.
2.4.4 Методы квалификационной оценки маловязких масел для объемных гидроприводов
2.5 Комплекс методов оценки допустимой продолжительности гарантированной эксплуатации масел типа РМ.
2.6 Эксплуатационные испытания с целью определения ресурса работы маловязких гидравлических масел типа РМ.
Глава 3 Исследование противоизносных свойств основ масел типа РМ
различного углеводородного состава
3.1 Определение роли трибохимических процессов, имеющих место в зоне контакта гидравлического масла.
3.2 Изучение влияния различных структурных групп углеводородов основ масел типа РМ на их противоизносные свойства
Глава 4 Исследование влияния углеводородного состава на радиационную стойкость основ масел типа РМт.
4.1 Влияние ареновых углеводородов на радиационную стойкость углеводородных моделей
4.2 Химизм радиационного воздействия на углеводородные модели
Глава 5 Исследование окислительной стабильности гидравлических масел РМ, МГ7Б.
5.1 Сравнительная оценка окисляемости образцов основ штатных масел РМ, МГ7Б и опытного образца масла МГ7Б
5.2 Сопоставление эффективности дифениламина в основах штатных масел типа РМ и опытного образца МГ7Б.
5.3 Определение группового углеводородного состава масла РМ
Глава 6 Разработка методологии прогнозирования изменения состава
гидравлических масел типа РМ и продолжительности их гарантированной эксплуатации.
6.1 Исследование физикохимических свойств, динамики изменения компонентного и группового углеводородного состава масел РМ, МГ7Б. Выбор критериев длительности применения масел типа РМ.
6.1.1 Исследование изменений физикохимических свойств масел РМ
и МГ7Б после натурной эксплуатации и УКИ
6.1.2 Исследование динамики изменения компонентного состава масел РМ и МГ7Б в процессе УКИ.
6.1.3 Исследование динамики изменения группового углеводородного состава масел РМ и МГ7Б в процессе натурного применения и УКИ
6.1.3.1 Исследование изменения группового углеводородного состава масел РМ в процессе натурного применения.
6.1.3.2 Исследование изменения группового углеводородного состава масел РМ и МГ7Б в процессе УКИ.
6.2 Критерии оценки окислительной стабильности маловязких гидравлических масел типа РМ
6.2.1 Накопление гидропероксидов .Г
6.2.2 Кинетические закономерности окисления
Глава 7 Разработка малотоннажной технологии получения основ гидравлических масел МГ7Б, МГБ оптимального углеводородного состава.
7.1 Изучение возможности получения основ и масел МГ7Б, МГБ из альтернативных видов сырья.
7.2 Подбор катализаторов и технологических параметров гидрирования на микроустановке гидрирования ОАО Ангарский завод катализаторов и органического синтеза
7.3 Результаты сравнительных исследований группового углеводородного состава и структурного строения углеводородов основ опытного образца масла МГ7Б и штатных масел РМ, МГ7Б
7.4 Влияние группового углеводородного состава и структурного строения углеводородов масел типа РМ на их основные физикохимические свойства.
7.5 Влияние группового углеводородного состава и структурного строения углеводородов основ масел типа РМ на их окисляемость.
7.6 Физикохимические и эксплуатационные свойства опытных образцов основ и масел МГ7Б, МГБ
7.7 Ускоренные климатические испытания опытного образца масла МГ7Б, штатных масел РМ, МГ7Б
7.8 Внедрение в производство технологии получения гидравлических масел МГ7Б, МГБ для автономных гидравлических приводов .
Выводы.
Литература


Образующиеся карбонильные структуры имеют высокую реакционную способность и быстро окисляются в кислоты, которые в свою очередь превращаются в сложные эфиры, оксикислоты и т. В результате конденсации и полимеризации продуктов окисления появляются молекулы и их ассоциаты, молекулярная масса которых превышает среднюю массу молекул в раза. Но эти окисленные молекулы еще растворимы и не выпадают из раствора. Критической ситуация становится тогда, когда в результате окислительного уплотнения образуются молекулы, уже не растворяющиеся в масле, раствор становится фактически коллоидным. Собственно процесс коагуляции образовавшихся коллоидных частиц и является процессом образования смол и осадков. Свойства смолистых веществ, накапливающихся на различных этапах хранения, непрерывно меняются. Содержание кислорода в них возрастает, смолы становятся все более и более кислыми. При дальнейшем увеличении содержания смолистых веществ сверх оптимальных количеств в маслах их устойчивость к окислению уменьшается масла темнеют, в них интенсивно накапливается осадок, вязкость масел увеличивается, их низкотемпературные свойства ухудшаются. При глубоких формах старения образуются также летучие продукты оксиды углерода, вода и др. Вода оказывает достаточно сильное каталитическое воздействие на процессы окисления масла. Образование низкомолекулярных кислот приводит к увеличению скорости старения масла . Скорость процессов старения в масле не постоянна. На первом этапе эксплуатации, который носит название индукционный период, скорость мала и почти не увеличивается. В дальнейшем, по мере накопления продуктов старения, скорость резко увеличивается. Описанные в литературе механизмы старения, как утверждают авторы , реализуются для всех типов масел независимо ог использованного для их изготовления сырья, процентного состава компонентов, методов очистки нефтяных дистиллятов и других факторов. Скорости процессов старения сильно зависят от перечисленных факторов. Изучение процессов старения маловязких гидравлических масел представляло научный и практический интерес. Вопервых, старение масел в замкнутой металлической системе при недостаточном количестве кислорода и практическом отсутствии влаги изучено недостаточно. Вовторых, отличительной особенностью гарантированной эксплуатации маловязких масел в гидросистеме РКТ является отсутствие вариантности замены масла в процессе эксплуатации. Поэтому оценку допустимой продолжительности гарантированной эксплуатации проводили на основании результатов искусственного старения и последующего сравнения этих результатов с данными анализа качества масла РМ после многолетней натурной эксплуатации в гидросистемах ракетной техники разработки ведущих КБ. В третьих, анализ процессов старения масел и продуктов, образующихся при старении, позволяет сделать вывод об антиокислительной стабильности масел. Окисляемость минерального масла зависит от целого ряда факторов среди них на первом месте химическая природа углеводородов масла. В литературе имеется большое количество работ и др. Н.И. Черножуковым и С. Э. Крейном выполнены фундаментальные многолетние исследования химического состава масел и его влияния на эксплуатационные свойства товарных продуктов . Исследования, посвященные цепному свободнорадикалыюму механизму реакции окисления, опубликованы в трудах Семенова . Исследованиями К. И. Иванова установлены закономерности направления первоначального присоединения кислорода к углеводородам различного строения при автоокислении в жидкой фазе. В работах Н. М. Эмануэля, Е. Т. Денисова и Э. К. Майзус обобщены и сформулированы основные положения цепной теории жидкофазного окисления. Радикал присоединяет к себе молекулу кислорода и превращается в перекисный радикал V который далее отрывает атом водорода от молекулы углеводорода и образует гидроперекись и свободный радикал , продолжающий цепь. Обрыв цепей уничтожение свободных валентностей происходит в результате взаимодействия двух свободных радикалов. Это приводит к увеличению скорости образования свободных радикалов. Процесс распада промежуточных гидроперекисей на радикалы представляет собой реакцию вырожденного разветвления цепей .