В целях совершенствования деятельности организаций Министерства обороны Российской Федерации (МО РФ), сохранение и развитие их научного и производственного потенциала указом Президента РФ от 10 сентября 2008 года №1359 учреждены ОАО «Оборонсервис», «Авиаремонт», «Спецремонт», «Ремвооружения», «Оборонстрой», «Оборонэнерго» и др.и определены вопросы их взаимодействия в интересах Вооруженных сил Российской Федерации (ВС РФ). Указанное ОАО производят обслуживания модернизацию ремонт и утилизацию вооружения и военной техники (ВВТ) в интересах ВС РФ, а также внедрение новых технологий и разработок в данной области.
На предприятиях оборонно-промышленного комплекса (ОПК) широко применяются различные эмульсолы при производстве и ремонте (ВВТ) [1-6].
Главными недостатками эмульсолов, является высокая стоимость, недостаточная эффективность использующихся при их приготовлении антикоррозионных и бактерицидных добавок и весьма ограниченный срок эксплуатации смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ).
Из известных эмульсолов наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к разработанному авторами является эмульсол следующего состава, мас. % [2]:
· трансформаторное масло без присадок 82,0 – 85,5
· триэтаноламин 4,5 – 6,0
· олеиновая кислота 10,0 – 12,0
Недостатками эмульсола [2] является достаточно высокие коррозионность биопоражаемость эмульсола и полученных на его основе водорастворимых СОЖ, и ограниченный срок эксплуатации.
Задачу разработки эмульсола для приготовления водорастворимой СОЖ с улучшенными антикоррозионными и бактерицидными свойствами решает предлагаемый состав эмульсола (в расчете на 100 мас.%) при следующем соотношении компонентов [6]:
· олеиновая кислота 12.0 – 14,0
· триэтаноламин 6,0 – 8,0
· тетраборат этилендиаммония в количестве 6,5 – 9,0 мас. %
· базовая основа трансформаторного масла или
· масло трансформаторное остальное
Состав эмульсола готовят по технологии следующим образом.
В контактор-смеситель вводят базовую основу трансформаторного масла (половина от общего количества всего масла), затем при постоянном перемешивании в масло добавляют рассчитанное количество олеиновой кислоты. Смесь перемешивают в течение одного часа при температуре не выше 25оС.
В полученную смесь постепенно, небольшими порциями добавляют рассчитанное количество триэтаноламина и тетрабората этилендиаммония. Перемешивание длится в течение 2-3 часов при аналогичной температуре.
Синтез тетрабората этилендиаммония проводится при комнатной температуре. Готовят насыщенный раствор борной кислоты. Для этого в 400 мл дистиллированной воды растворяют 136 г Н3ВО3. Затем маленькими порциями при интенсивном перемешивании добавляют 40 мл этилендиамина. Этилендиамин берётся в избытке, поскольку образование нового соединения происходит в щелочной среде при рН 10. Борная кислота реагирует полностью с образованием соединения тетрабората этилендиаммония С2Н14В4N2О9 (реакция экзотермическая).
Кристаллизация соединения проводится при комнатной температуре изотермическим испарением.
Выпавшую твёрдую фазу отфильтровывают через воронку Бюхнера и промывают несколькими порциями дистиллированной воды, высушивают при комнатной температуре до постоянного веса. В итоге получают 70 г продукта.
Бактерицидные свойства предложенного эмульсола исследовали, проводя опыт следующим образом. В одну пробирку помещают 9 мл бывшей в употреблении СОЖ, представляющую собой 5 мас. % водную эмульсию из эмульсола, содержащего триэтаноламин. Во вторую пробирку помещают 9 мл бывшей в употреблении СОЖ, представляющую собой 5 мас. % водную эмульсию из эмульсола, содержащего тетраборат этилендиамония. Затем в обе пробирки добавляют по 1,0 мл индикатора – 0,5 % водного раствора 2,3,5-трифенилтетразолия хлористого (ТТХ). Содержимое пробирок тщательно перемешивают. Пробирки помещают в термостат и выдерживают при температуре 30+5оС в течение времени, необходимого для появления характерной окраски в испытуемых СОЖ (1 – 5 суток). Оценивают визуально наличие и интенсивность окраски СОЖ и определяют балл микробиологического поражения эмульсии. В результате испытаний было выяснено, что по истечении испытательного срока СОЖ, приготовленная из эмульсола прототипа, имеет предельный балл биопоражения по V-бальной шкале от 0 до IV, что говорит о непригодности СОЖ к дальнейшей эксплуатации. СОЖ, приготовленная из эмульсола, содержащего тетраборат этилендиамония, имеет 0 балл, то есть данная СОЖ длительное время пригодна для эксплуатации.
Антикоррозионные свойства предложенного эмульсола оценивали по следующей методике. На бумажный фильтр диаметром 50 мм, помещённый в чашку Петри, с помощью шпателя равномерно наносят 2+0,1 г чугунной стружки. В мерную пипетку отбирают 2 мл свежей СОЖ, представляющую собой водную 5 мас. % эмульсию из эмульсола, и равномерно смачивают стружку на фильтре. Чашку Петри закрывают крышкой и выдерживают 2 часа при комнатной температуре, исключая попадание прямых солнечных лучей. Затем фильтр вынимают из чашки Петри, удаляют стружку, а фильтр просушивают при комнатной температуре. После этого по характеру и количеству пятен на фильтре или по их отсутствию оценивают балл коррозии. Испытания проводят параллельно в двух чашках Петри. Балл коррозии оценивают у СОЖ, приготовленной в первом случае из эмульсола прототипа, во втором – с содержанием тетрабората этилендиаммония. В результате проведённых испытаний установлено, что СОЖ, приготовленная из прототипа, имеет III балл коррозии (по V-бальной шкале от 0 до IV баллов), что соответствует умеренной степени коррозии. СОЖ, содержащая в составе тетраборат этилендиаммония, имеет балл равный 0, что соответствует отсутствию коррозии.
Сравнительные данные по срокам эксплуатации СОЖ на основе предлагаемого эмульсола приведены в табл. 1.
Таблица 1– Сравнительные характеристики эмульсолов и СОЖ на их основе
|
Характеристики |
Эмульсолы [2] и СОЖ на его основе |
Предлагаемый эмульсол [6] и СОЖ на его основе |
|
Антикоррозионные свойства |
Испытание не выдержал |
Испытание выдержал |
|
Бактериологические свойства |
Испытание не выдержал |
Испытание выдержал |
|
Усредненный срок эксплуатации СОЖ в средней климатической зоне: -зима - лето |
2,0 – 3,0 месяца 1,5 – 2,0 месяца |
4,5 – 6,0 месяца 2,0 – 4,0 месяца |
По результатам проведённых анализов установлено, что предлагаемый состав эмульсола для приготовления СОЖ, приготовленных на их основе решают задачу предполагаемого изобретения, а именно срок эксплуатации СОЖ увеличивается в 2 – 3 раза, а также улучшаются антибактериальные и антикоррозионные свойства приготовленных на основе предлагаемого эмульсола СОЖ.
Литература:
1. Бердичевский Е.Г. Смазочно–охлаждающие средства для обработки металлов. Справочник. – М.: Машиностроение, 1984. –224с.
2. Школьников В.М., Кузнецов Н.А. Масла, вырабатываемые предприятиями Миннефтехимпрома СССР. Каталог – справочник. – М.: ЦНИИТЭ нефт.хим., 1986. – С. 48.
3. Энтелис С.Г. Смазочно–охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием. Справочник. – М.: Машиностроение, 1995. –496с.
4. Литвиненко А.Н. Химмотология нефтепродуктов, альтернативных топлив и технических жидкостей. Монография. -Ульяновск: РАЕН, УНЦ РАЕН,2008.-750с.
5. Химмотология горючего и технические средства нефтепродуктообеспечения. Научно-технический сборник/Под ред. А.Н. Литвиненко.- Ульяновск: РАЕН, УНЦ РАЕН,2009.-416с.
6. Литвиненко А.Н., Назаров С.В., Ягудин Д.Р. и др. Эмульсол для приготовления водорастворимой смазочно–охлаждающей жидкости. Положительное решение о выдаче патента РФ на изобретение от 27.04.2010 г. по заявке № 2009116689/04(022886) от 30.04.2009 г.
