DeWiki; Namažte

Mazacie tuky sú polotekuté mazivá, ktoré pozostávajú z mazacieho oleja, zahusťovadla a rôznych prísad alebo účinných látok (prísad). [1]

Spravidla sa mazacie tuky skladajú z približne 80% mazacieho oleja, približne 5% až 10% zahusťovadla a približne 10% až 15% prísad. Pri najbežnejších tukoch je zahusťovadlom ľahké mydlo alebo alkalické kovy, ktoré vytvárajú špongiovitú štruktúru, ktorá obklopuje olejové kvapôčky. V závislosti na teplote, čase a namáhaní (šmyku) sa mazací olej uvoľňuje viac-menej rýchlo. Tento proces sa nazýva aj „krvácanie“. Mazací tuk môže tiež zásobovať trecie miesto olejom na okraji tribologického kontaktu.

Okrem mazania by všeobecne mali mazacie tuky poskytovať aj ochranu proti korózii, ktorá sa obvykle dosahuje prísadami. Pridávajú sa tiež suché mazivá na ochranu proti chodu nasucho pri zvýšených teplotách.

Výberom vhodných olejov, zahusťovadiel a prísad možno vlastnosti mazacích tukov optimalizovať pre najrôznejšie aplikácie. Existujú tuky pre vysoké alebo zvlášť nízke teploty, pre aplikácie vo vákuu, zvlášť odolné voči vode a poveternostným vplyvom, obzvlášť odolné voči tlaku alebo tečúce, bezpečné pre potraviny alebo obzvlášť lepiace tuky.

Obsah

  • 1 definícií
  • 2 Štruktúra, štruktúra a vlastnosti
    • 2.1 Základové oleje
    • 2,2 zahusťovadlo
      • 2.2.1 Kovové mydlové tuky
    • 2.3 Prídavné látky
  • 3 parametre
    • 3,1 základného čísla
    • 3.2 Neutralizačné číslo
  • 4 nečistoty
    • 4,1 vody
  • 5 Klasifikácia mazacích tukov
    • 5.1 Podľa triedy konzistencie
    • 5.2 Podľa predmetov, ktoré sa majú mazať
    • 5.3 Podľa rozsahu
  • 6 použití na mazanie tukov
  • 7 Porovnanie niektorých mazacích tukov
  • 8 analytických metód
  • 9 Pozri tiež
  • 10 jednotlivých dôkazov

Definície

Mazacie tuky sú fyzické suspenzie mazacích olejov, zahusťovadiel a rôznych prísad alebo účinných látok. [1] Podľa DIN 51825 sú mazacie tuky konzistentné mazivá, ktoré pozostávajú z minerálneho oleja alebo syntetického oleja a zahusťovadla. [1] [2] Podľa ASTM sú mazacie tuky tuhé až polotekuté látky, ktoré vznikajú dispergáciou zahusťovadla v kvapalnej látke. Môžu byť zahrnuté aj ďalšie aditíva, ktoré dodávajú špeciálne vlastnosti. [1] [3]

Konštrukcia, štruktúra a vlastnosti

Spravidla sa mazacie tuky skladajú zo 65–95% mazacieho oleja (základový olej), 3–30% zahusťovadla a 0–10% prísad. [4] Suspenzia základového oleja a zahusťovadla je tiež známa ako základný tuk. [4]

Základové oleje

Viskozita a teplotná závislosť mazacieho tuku je určená základným olejom, ku ktorému prispievajú aj prísady základových olejov. Zlepšovače VI (prísady do základového oleja) spôsobujú, že sa viskozita alebo viskozitný index vyvíja pri vyšších teplotách [5] .

Typické základové oleje sú:

  • Alkylované naftalény (AN)
  • Chlórtrifluóretylén (CTFE)
  • Esterové oleje
  • Minerálne oleje vrátane syntetických
  • Multialkylované cyklopentány (MAC)
  • Polyalfaolefíny (PAO)
  • Polyfenyléter (PPE)
  • Polyglykolové oleje (PG)
  • Perfluórované polyéterové oleje (PFPE)
  • Silikónové oleje

Zahusťovadlo

Zahusťovadlá, ktoré sa tiež nazývajú zahusťovače, sú najdôležitejšou zložkou mazacích tukov. Slúžia na sprostredkovanie stavu agregácie typického pre mazací tuk, t. J. Štruktúru tuku. [4] Zahusťovadlo tvorí matricu, v ktorej je uložený základný olej. Olej vystupuje z matrice mletím a dosahuje mazacie miesto. Množstvo mazacieho oleja, ktoré vystupuje z tuku a pôsobí v mazacom bode, je riadené typom zahusťovadla. Príliš tuhá matrica môže mať za následok nedostatočné mazanie. Ak sa však uvoľní príliš veľa oleja, stráca tuk príliš rýchlo svoju mazivosť, pretože je zničená a olej steká. Vhodne zvolené zahusťovadlo môže počas fáz odpočinku opäť čiastočne absorbovať olej. [5]

Mazacie tuky s rôznymi zahusťovadlami nie je možné vždy vzájomne miešať, pretože zahusťovadlá nie sú vždy navzájom kompatibilné a ich vlastnosti sa pri kontakte navzájom ovplyvňujú (môže sa napr. Meniť bod kvapkania, pretože sa rozpadne štruktúra mydla). [4]

Miešanie rôznych mazív je jednou z hlavných príčin systémových problémov. Miešateľnosť (dve látky sú miešateľné, ak sa úplne rozpustia v sebe) dvoch mazacích tukov nemusí nutne znamenať ich kompatibilitu (dva mazacie tuky sú kompatibilné, ak sa ich vlastnosti pri zmiešaní navzájom neovplyvňujú). [4]

Zahusťovače zvyčajne pozostávajú z alkalických solí a solí alkalických zemín mastných kyselín (tieto mazacie tuky sa nazývajú kovové mydlové tuky) a/alebo z iných látok. Často používané zahusťovadlá sú:

  • Hliníkové mydlo, hliníkové komplexné mydlo
  • Báriové mydlo, komplexné báriové mydlo, báriové soli mastných kyselín alebo zmesi mastných kyselín
  • Vápnikové mydlo, mydlo s komplexom vápnika, vápenatá soľ mastnej kyseliny alebo zmes mastných kyselín
  • Lítiové mydlo, lítiové komplexné mydlo, lítna soľ mastnej kyseliny alebo zmes mastných kyselín
  • Sodné mydlo, sodné komplexné mydlo, sodná soľ [6] mastnej kyseliny alebo zmesi mastných kyselín
  • PTFE
  • Anorganické zahusťovadlo (bentonit)
  • Polymočovina
  • Kremičitý

Kovové mydlové tuky

Plastické mazivá na kov obsahujú takzvané kovové mydlá (soli mastných kyselín s oxidmi alebo hydroxidmi kovov) ako zahusťovadlá. Ako oxidy/hydroxidy kovov sa používajú oxidy/hydroxidy kovov lítium, sodík, vápnik, bárium, hliník, zinok a olovo. Chémia tvorby kovového mydla ponúka množstvo možných kombinácií pri výbere zásad a mastných kyselín: [4]

  • Jednoduché mydlové tuky: Obsahuje takzvané zahusťovadlá jednoduché kovové mydlá, pozostávajú z bázy a typu mastnej kyseliny.
  • Komplexné mydlové tuky: Obsahuje takzvané zahusťovadlá Kovové komplexné mydlá, pozostávajú z bázy, mastnej kyseliny a typickej nemastnej kyseliny (napr. kyselina octová).
  • Zmiešané mydlové tuky: Obsahuje zmes rôznych jednoduchých kovových mydiel ako zahusťovadlo.

Prísady

Prísady sú látky, ktoré dávajú výrobku vlastnosti, ktoré by bez týchto prísad nemal alebo by mal iba nedostatočne. Prísady do mazacích tukov musia dobre pracovať so zahusťovacím systémom, aby tuk nezmäkol alebo nestvrdol. Napríklad môžu byť použité vhodné prísady na zlepšenie pozitívnych vlastností, ako je ochrana proti opotrebeniu, alebo na zníženie nežiaducich vlastností, ako je napríklad starnutie základného oleja. [7]

Parametre

mastných kyselín

Základné číslo

The Celkové základné číslo (TBN,) iba často Základné číslo (BN) alebo skrátene základné číslo, ukazuje schopnosť motorového oleja neutralizovať kyslé zvyšky spaľovania. Jeho jednotka merania je (mg KOH)/(g) a definuje množstvo hydroxidu draselného (KOH) v mg, čo zodpovedá neutralizačnej schopnosti alkalických aktívnych zložiek obsiahnutých v jednom grame tuku. V spaľovacom motore môže, pretože. B. spaľovací proces vedie k tvorbe kyslých plynov, ktoré sa musia neutralizovať, aby bolo naďalej zaručené mazanie. Z toho vyplýva, že okrem iného stupeň poklesu základného čísla počas prevádzky motora naznačuje, že je potrebné vymeniť olej. [8]

Neutralizačné číslo

The Číslo kyslosti (AN), v nemčine Číslo kyslosti, často tiež Neutralizačné číslo (NZ) označuje, koľko mg hydroxidu draselného (KOH) je potrebných na neutralizáciu voľných kyselín obsiahnutých v 1 g oleja. Môžu byť obsiahnuté ako zvyšky po rafinácii. NZ sa meria okrem iného vtedy, keď už nie je možné určiť základné číslo alebo meranie nemá zmysel. [8]

Ďalšie charakteristické hodnoty alebo vlastnosti mazacích tukov a ich stanovenie nájdete ďalej v článku v časti „Analytické metódy“.

Nečistoty

voda

Okrem prachu je v mazacích tukoch veľmi častou znečisťujúcou látkou voda. Vďaka svojim chemickým a fyzikálnym vlastnostiam má voda obrovské priame a nepriame účinky na mazací tuk.

Prítomnosť vody v plastickom mazive spôsobuje veľa problémov, medzi ktoré patrí:

  • Mazivosť vody je výrazne nižšia ako maziva tukov, ak je v mieste mazania voda, nemôže sa vytvárať stabilný mazací film, dochádza k opotrebovaniu abrazívneho materiálu a prípadne k miestnemu zváraniu.
  • Voda podporuje oxidáciu kovu a vo výsledku aj oleja.
  • Pri spaľovacích plynoch vytvára voda často kyslé roztoky, ktoré musia byť neutralizované základnými zložkami mazacieho tuku.

Možné príčiny vysokého obsahu vody zahŕňajú:

  • Netesné zvarové švy môžu umožniť vode preniknúť do tuku.
  • Prevádzka stop-and-go motorov vytvára neustálu zmenu zo studenej na horúcu na studenú atď. Pri ochladení dochádza ku kondenzácii vody z okolitého vzduchu alebo zo spalín.

Obsah vody v tuku alebo oleji môže byť napr. B. sa dá určiť titráciou podľa Karla Fischera. Kvantitatívne použitie IR spektroskopie je tiež možné, ak je známy štandardný mazací tuk (porovnajte intenzitu absorpčných pásov).

Klasifikácia mazacích tukov

Podľa triedy konzistencie

Podľa predmetov, ktoré sa majú mazať

  • Mazivo na valivé ložiská (mazivo na guľkové ložiská)
  • Tesniace tuky
  • vodeodolné mazivo pre čerpadlo
  • Faucetový tuk alebo tuk na vodovodné kohútiky, podľa požiadaviek tiež odolný voči vode alebo horúcej vode („teplovodný tuk“), dlhodobé mazanie, vhodný na styk s potravinami alebo na mazanie ložísk. Často na základe Silikónová pasta.
  • Kontaktné tuky by mali zabrániť oxidácii alebo korózii elektrických kontaktov
  • Mazivá na mazanie častí strojov prichádzajúcich do styku s výrobkom v potravinárskom priemysle (trieda H1 Úradu pre kontrolu potravín a liečiv)
  • Tuky na presné mechanické účely, ako napríklad hodinky

Podľa rozsahu

  • Normálne tuky
  • Viacúčelové tuky
  • EP mazivá
  • Vysokoteplotné tuky

Aplikácie pre mazacie tuky

Rovnako ako mazacie oleje sa aj mazacie tuky používajú na zníženie mechanického trenia a opotrebenia.

Mazacie tuky pôsobia cez film, ktorý sa vytvárajú medzi mazacími plochami. Týmto spôsobom tuk zabráni priamemu kontaktu medzi povrchmi, ktoré sa pohybujú proti sebe. V praxi to však nestačí na vytvorenie stabilného mazacieho filmu, ktorý úplne oddeľuje trecie povrchy od seba.

Výhody mazania tukom v porovnaní s mazaním olejom:

  • Tuk nekvapká z mazacieho miesta
  • Vhodný pre zriedka alebo pomaly sa pohybujúce mazacie miesta
  • Utesnenie a ochrana mazacieho miesta pred priamym vniknutím nečistôt a vody
  • Ochrana proti korózii za predpokladu, že bol tuk primerane pridaný
  • Pri mazaní olejom môže olej úplne oddeliť dvoch trecích partnerov, napr. B. v hydrodynamickom klznom ložisku

Nevýhody mazania tukom v porovnaní s mazaním olejom:

  • Pri mazaní tukom zostáva trenie ložiska v rozsahu zmiešaného trenia. [10]
  • Pri vyšších rýchlostiach, napr. B. vo vysokorýchlostných ložiskách sa tuk viac zahrieva kvôli svojej vyššej viskozite a rýchlejšie dosahuje kritickú teplotu, pri ktorej sa základný olej rozkladá.
  • Žiadne ochladenie mazacieho miesta kvôli nedostatku cirkulácie
  • Žiadny čistiaci účinok v mieste mazania.
  • Ak sa má mazacie miesto znova namazať, závisí to od adhéznej sily maziva, ako ľahko sa dá mazacie miesto vyčistiť.

Ak nie je plánované trvalé plnenie a mazací bod je otvorený, používajú sa maznice, aby bolo možné v rámci plánu údržby alebo mazania privádzať čerstvé mazivo do mazacieho miesta pomocou mazacieho lisu. Starý mazací tuk a jeho nečistoty sú vytlačené z mazacieho bodu a môžu sa odstrániť, ak nie je potrebné použiť hrdlo zo starého maziva v mazacom mieste ako tesnenie proti vniknutiu prachu a nečistôt.

Porovnanie niektorých tukov

Cenový stĺpec udáva približný pomer, ktorý predpokladá mydlo na báze lítneho kovu ako 100%.

Analytické metódy

Analýzu, ako aj zabezpečenie a kontrolu kvality mazacích tukov vykonávajú: [12]

Všeobecné analytické metódy:

  • Röntgenová fluorescenčná analýza (XRF): elementárna analýza s možnosťou vysokého prietoku vzorky, odporúčaná pre čerstvé mazacie tuky, u použitých mazív môže dôjsť k poruche.
  • Atómová emisná spektrometria (AES): elementárna analýza s možnosťou vysokého prietoku vzorky, odporúčaná pre čerstvé mazacie tuky a pre použité tuky. AES sa môže uskutočňovať podľa metódy RDE alebo ICP.
  • IR a Ramanova spektroskopia
  • NMR spektroskopia

Metódy analýzy surovín používaných na výrobu mazacieho tuku:

  • Bod vzplanutia: Bod vzplanutia je teplota, pri ktorej sa v tégliku naplnenom testovanou kvapalinou vyvíja toľko ľahko horľavých pár, že sa môžu krátko zapáliť externým zapálením.
  • Číslo farby: Zmena farby základného oleja alebo prísady (v porovnaní so štandardom) môže poskytnúť dôležité informácie o možných nečistotách alebo naznačiť nesprávne skladovanie (procesy starnutia).