Почему коксуется смазка

Здравствуйте, уважаемые читатели блога!

Сегодня я хотел бы прояснить вопрос о так называемом «коксовании» смазочных материалов и об особенностях пластичных смазок противостоять высоким температурам. Вопрос, кстати, задан не от скуки, ведь в Сети «гуляет» множество подобных вопросов.

Итак, что называют коксованием? Техническим термином это слово не является, но используется в просторечии для обозначения явления обугливания масла или смазки от действия высоких температур. Собственно, «кокс» это уголь. И вполне логично обугливание называть «коксованием», то есть превращением в уголь.

Технически правильно это явление называется образованием оксидных отложений. Ведь масло, превратившись в уголь, выпадает в осадок или откладывается на внутренних поверхностях механизма или системы смазки. Автолюбители, помнящие времена дефицита качественных моторных масел и вынужденные использовать подручные масла, поймут о чём речь. Как выглядит клапанная крышка двигателя, покрытая изнутри пластилиноподобной массой чёрного цвета, многие тоже вспомнят.

Таким образом, обугливание смазочного материала происходит при длительном воздействии высоких температур, превышающих термоокислительную стойкость базового масла. Оксидные соединения в смазках и маслах также образуются при повышенных температурах в замкнутой полости в присутствии растворенных воздуха, влаги и в контакте с цветными металлами, оказывающими каталитический эффект.

Рис. 1 Так выглядят продукты коксования моторного масла в области клапанного механизма двигателя автомобиля

Устойчивость масел к окислению при высоких температурах характеризуется стандартизованным показателем, который так и называется – термоокислительная стабильность. Определяется она, например, по ГОСТ 23175-78 или по методике ASTM D943.

Прежде чем перейти к рассмотрению проблемы «коксования» пластичных смазок, хочу еще раз вспомнить о моторных маслах – ведь это самый наглядный и почти бытовой пример, который знаком большинству. Ответим на вопрос, а что изменилось в современных моторных маслах, благодаря чему они не только перестали «коксоваться», но и создают в двигателе моющий эффект?

Ну, конечно, первое, что напрашивается в ответ, это применение современных эффективных моющих присадок в составе масла. Верно? Верно…

Но не это главное, так как принципиально снизить склонность смазочных материалов к «коксованию» можно, повысив термоокислительную устойчивость за счет использования современных базовых масел II, III и IV групп по классификации института нефти API, а также внедрением антиокислительных присадок.

Очевидно, что синтетические и улучшенные путём гидроочистки или гидрокрекинга минеральные базовые масла имеют более однородный фракционный состав и обладают более высокой антиокислительной стойкостью. В сочетании данных базовых масел с антиокислительными присадками, замедляющими процесс окисления, достигается синергетический эффект, радикально повышающий способность масел и смазок противостоять высоким температурам.

Рис. 2 Так выглядит свежая смазка в подшипнике

Наконец, перейдем к рассмотрению проблемы «коксования» пластичных смазок. Дело в том, что в пластичных смазках это явление носит более сложный характер, причиной чего является наличие в составе загустителя. Загустители, несмотря на различное химическое происхождение, также могут «коксоваться» либо образовывать сгустки в виде пластилиноподобной массы коричневого или чёрного цвета.

Рис. 3 А это «закоксовавшаяся» пластичная смазка на роликах подшипника качения

Смазка в любом случае теряет эксплуатационные свойства и подлежит замене. Как вычленить в данном случае причину разрушения смазки и решить проблему? Действительно, не установив причину, мы не решим проблему.

Общая причина, однако, известна. Это высокая температура. Поэтому давайте рассуждать.

Случай первый.

Если при обслуживании узла мы наблюдаем образование налета на поверхностях застойных зон подшипника, но смазка сохраняет свою консистенцию и внешний вид, то, вероятно, дело в образовании оксидных соединений в результате окисления базового масла. Смазка при этом меняет цвет на более тёмный.

В этом случае следует предпринять следующие меры:

1. Применить смазку на синтетическом базовом масле,
2. Применить смазку на поликарбамидном комплексе – полимочевине,
3. Сократить интервал обслуживания (замены смазки) узла,
4. Увеличить цикличность подачи смазки централизованной системой смазывания.

Выбор меры зависит от рекомендаций по обслуживанию узла и конструкции агрегата/машины.

Случай второй.

В процессе эксплуатации машины в подшипниковых узлах наблюдается образование сгустков массы, напоминающей пластилин. Цвет массы при этом - от темно-коричневого до черного. Это характерно для смазок на минеральных маслах, которые при длительном воздействии высоких температур как бы пересыхают. Это связано с испарением (выкипанием) базового масла из смазки и сгущением загустителя до пластилиноподобного состояния.

В этом случае следует принять одну или несколько мер:

1. Применить смазку на синтетическом базовом масле,
2. Сократить интервал обслуживания (смазки) узла,
3. Увеличить цикличность подачи смазки централизованной системой смазки.

Очевидно, что независимо от характера потери свойств смазки при высоких температурах, меры следуют похожие. Но, даже применение синтетических смазок или смазок на полимочевине позволяет лишь частично решить данную проблему. Поэтому смысл этих мер – в более частой замене смазки.

Однако, коль речь зашла о смазках с высокой стойкостью против образования высокотемпературных осадков и «пересыханию», то считаю не лишним привести пару примеров таких продуктов от российской компании ARGO.

Вот смазка на полиальфаолефиновом синтетическом базовом масле с высокой термоокислительной стабильностью и низкой испаряемостью:

ARGO TermoSint 100 EP2

ARGO TermoLux P 220 EP2

Обе эти смазки преимущественно рекомендованы для подшипников электродвигателей и вентиляторов, перекачивающих нагретые газы (и воздух). На мой взгляд, это наиболее массовый и показательный пример.

На этом я завершаю своё повествование.

До новых встреч в блоге!