ÜZEMFENNTARTÁSI TEVÉKENYSÉGEK 3.3 Repceolaj-alapú félig szintetikus olajok kenési tulajdonságai Tárgyszavak: észterezett repceolaj; kenési jellemzők; kopási tulajdonság; adalékanyagok hatása. A félig szintetikus olajok ásványolajok és kémiailag módosított növényolajok keverékei. Az olajok növényi komponenseit a repceolaj kettős észterezési termékei alkotják. A vizsgálatok célkitűzése az volt, hogy megállapítsák az adalékok hatását a félig szintetikus olajok kenőképességére. Igen fontos követelmények ösztönöznek olyan szintetikus olajok és növényolajok felhasználására, amelyek a környezetvédelem szempontjából kedvezőek. A növényolajok előnye a jó biológiai lebomlásuk, ugyanakkor jelentős hátrányuk a rossz oxidációs stabilitásuk, valamint a költséges előállításuk. Ezért kerül gyakran előtérbe az ásványolaj és a módosított növényolajok keverékeinek, vagyis a félig szintetikus olajoknak a felhasználása. Az elvégzett vizsgálatok célja az volt, hogy az észter, a repceolaj kettős észterezésével alkalmazható-e félig szintetikus kenőolaj komponenseként, továbbá annak a lehetőségnek a vizsgálata, hogy a kenőképesség javítása lehetséges-e adalékokkal. Kutatási metodika Az észtert a repceolaj kétlépcsős észterezésével nyerik. Az észterezés első lépcsőjében kapott metilésztert a szabad zsírsavak és a víz leválasztása után 2-etilhexanol () és trimetilol-propán () vegyületekkel kezelik. Mindkét lépcsőben nátriummetanolát katalizátort használnak. A kapott észtert a félig szintetikus olaj előállításához ásványolajjal keverik (olajfrakciók hidroraffinálása H). Két különböző összetételű kompozíció keletkezik 25 és 5%-os észtertartalommal. Az egyes fajták tulajdonságait az 1. táblázat tartalmazza. A 2.táblázatban találjuk a vizsgált olajok viszkozitására vonatkozó paramétereket (Jawizol = viszkozitáscsökkentő adalék). A vizsgálatokat négygolyós készülékkel végezték el, az alábbiakra: P n a még berágódást nem okozó terhelés, P z összehegedési terhelés, I h kopási index (terhelés kopás index), G oz határkopási terhelés. BME OMIKK Üzemfenntartás karbantartás, 22/4. 3
1. táblázat Félig szintetikus olajok komponenseinek fizikai kémiai jellemzői A komponensek típusa Savszám (mg KOH/g) Észterszám (mg KOH/g) Tulajdonságok Kinematikai viszkozitás ν (mm 2 /s) 4 ( C) 1 ( C) Viszkozitási index Dermedéspont ( C) Ásványolaj H,2 97,76 1,14 86 13 Trimetilol-propánészter,6 13,8 31,39 7,24 27 17 2-Etilhexilészter,94 153,7 7,1 2,3 151 2 Az olaj típusa H + 25% H + 5% H + 25% H + 5% Félig szintetikus olajok tulajdonságai 2. táblázat Tulajdonságok Viszkozitási viszonyszám ν 4 /ν 1 Viszkozitási index Dermedési pont ( C) Jawizol 2% Jawizollal Jawizol 2% Jawizollal Jawizol 2% Jawizollal nélkül nélkül nélkül 7,2 57,1 11 128 14 43 5,9 5,8 137 156 16 45 5,7 5,9 122 139 16 47 4,2 4,3 154 186 18 55 Ásványolaj (H) 8,7 8,8 86 91 13 29 Három adalék hatását vizsgálták, ezek: Anglamol, Vanlube, Tiolan márkanevűek (3. táblázat). Az olajok és -észter-tartalma esetén is rögzítették ezeket az értékeket. Az eredményeket az 1. és 2. ábra szemlélteti. Az adalékok jellemzői 3. táblázat Kémiai szerkezet Kénezett (s 43%) poliizobutilén Antimon-diamil-ditiokarbamat Kénezett repceolaj (s 1%) Metakrilát-sztirol-kopolimerizát * Többfunkciós adalék Kereskedelmi áru megnevezése Anglamol 33 (A) Vanlube 73B* (V) Tiolan R 1 (T) Jawizol (J) A további vizsgálati eredményeket a 3. és 4. ábrák mutatják be. Ezek az ábrák tartalmazzák a szabványok követelményeit a hajtóműolajok esetére is, a vizsgált olajok viszkozitásával egyező viszkozitási értékekre. Az 5. ábra ásványolaj és kétféle észterkomponensű olaj esetén mutatja a határkopási terhelés értékeit is. 4 BME OMIKK Üzemfenntartás karbantartás, 22/4.
P n [kg] 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 adalék nélkül,5% A 1% A,5% V 1% V 3% V 7 6 5 P z [kg] 4 3 2 1 adalék nélkül,5% A 1% A,5% V 1% V 3% V 6 5 4 3 2 1 adalék nélkül,5% A 1% A,5% V 1% V 3% V 1. ábra 25%-os észterkomponensű félig szintetikus olaj kenési tulajdonságainak (P n, P z, I h ) összehasonlítása különböző adalékok alkalmazása esetén 1 a P n ; 1 b P z ; 1 c I h BME OMIKK Üzemfenntartás karbantartás, 22/4. 5
P n [kg] 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 adalék nélkül,5% A 1% A,5% V 1% V 3% V 7 6 5 P z [kg] 4 3 2 1 adalék nélkül,5% A 1% A,5% V 1% V 3% V 6 5 4 3 2 1 adalék nélkül,5% A 1% A,5% V 1% V 3% V 2. ábra 5%-os észterkomponensű félig szintetikus olaj kenési tulajdonságainak (P n, P z, I h ) összehasonlítása különböző adalékok alkalmazása esetén 2 a P n ; 2 b P z ; 2 c I h 6 BME OMIKK Üzemfenntartás karbantartás, 22/4.
7 6 5 6 55 P z [kg] P z [kg] 4 3 2 1 3 4 5 6 %T 3. ábra A 25%-os észterkomponensű (H + ) félig szintetikus olaj hegedési terhelése (P z ) és kopási index (I h ) változása az adalék (Tiolán) függvényében: a szabvány szerinti hajtóműolajra érvényes P z és I h 6 5 4 3 Pz lh Pz szabványérték lh szabványérték 5 45 4 35 55 5 45 4 35 2 1 3 4 5 6 %T Pz lh Pz szabványérték lh szabványérték 3 25 2 4. ábra A 5%-os észterkomponensű (H + ) félig szintetikus olaj hegedési terhelése (P z ) és kopási index (I h ) változása az adalék (Tiolán) függvényében: a szabvány szerinti hajtóműolajra érvényes P z és I h BME OMIKK Üzemfenntartás karbantartás, 22/4. 7
7 6 5 G oz [kg/mm 2 ] 4 3 2 1 H H+25% H+25% Eredmények 5. ábra Az ásványolaj és, valamint -észter keverékének határkopási terhelése (G oz ) A vizsgálati eredmények alapján tett megállapítások: Az alapolaj kenési tulajdonságait az adalékok javítják. A félig szintetikus olajok minden kenési tulajdonsága P n, P z és I h vonatkozásában adalék nélkül független az észterkomponens típusától ( és -észter). A kenési tulajdonságok javítására nagy hatással van az adalék mennyisége és kémiai szerkezete. A P z és I h vonatkozásában a legjobb hatást a kénezett poliizobutilén (Anglamol) idézte elő még kis mennyiségben is (,5%). Növekvő adalék esetén a hatás is növekszik. Kénezett repceolaj esetén a hozzáadott adalék (Tiolan) 3%-os mennyiségben jelentős javulást okozott a még berágódást nem okozó terhelés (P n ) esetében. A P z és az I h tulajdonság javulását nagyobb mennyiségű adalék (6%) bejuttatásakor lehetett elérni. Ásványolajhoz 25% észter hozzáadása a határkopási terhelés (G oz ) vonatkozásában kb. 7% javulást eredményezett az -észter esetén, míg a -észternél kb. 4%-ot. (Dr. Zsáry Árpád) Szalajko, U.; Fiszer, S.; Klomfas, J.: Die Schmiereigenschaften der semisynthetischen Öle, gewonnen auf des Basis der Rapsöls. = Tribologie und Schmierungstechnik, 48. k. 5. sz. 21. p. 27 29. Herber, J. F.; Joaquim, M. E.; Adams, T.: Polyphenyl ethers: lubrication in extreme environments. = Lubrication Engineering, 57. k. 12. sz. 21. p. 9 14. 8 BME OMIKK Üzemfenntartás karbantartás, 22/4.
BME OMIKK Üzemfenntartás karbantartás, 22/4. 9