Файл: Итинская, Н. И. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости учеб. пособие.pdf

§ 3. Исследование воды

Прежде всего определяют качество образца по внешним признакам (осмотром образца в посуде из бесцветного стек­ ла): прозрачность, запах, наличие или отсутствие взве­ шенных частиц и др., а затем приступают к анализу.

Определение щелочности. В коническую колбу мерным цилиндром наливают 100 мл исследуемой воды, добавляют 3—4 капли метилоранжа и из бюретки осторожно прили­ вают точно 1/10 N раствор соляной кислоты. Титрование продолжают до перехода окрашивания из желтого в оран­ жевое. Количество израсходованной кислоты в мл дает щелочность воды в мг-экв/л. Если раствор кислоты не точно децинормальный, то щелочность воды мг-экв/л подсчитывают по формуле:

п — число миллилитров соляной кислоты, пошедшей на нейтрализацию щелочей, содержащихся в воде.

Определение карбонатной жесткости. В колбу емко­ стью 250 мл наливают 100 мл исследуемой воды и восковым карандашом отмечают уровень взятой воды. Колбу закры­ вают корковой пробкой со вставленной в ней стеклянной трубкой (воздушный холодильник) и кипятят воду 30 мин на небольшом огне. При кипячении соли карбонат­ ной жесткости (бикарбонаты кальция и магния) разлага­ ются и образуется осадок. Следовательно, в осадок перей­ дут соли карбонатной жесткости, а в растворе останутся бикарбонаты натрия и другие соединения, обусловливаюшие щелочность воды.

После кипячения колбу с водой охлаждают. Если часть воды испарилась, то ее доливают дистиллированной водой до метки. Образовавшийся осадок отфильтровывают и про­ мывают дистиллированной водой. К фильтрату добавляют 3—4 капли метилоранжа и нейтрализуют его точно 1/10 N раствором соляной кислоты до перехода желтого цвета в оранжевый. По бюретке отмечают расход кислоты /га.

Если из общего количества кислоты /г, пошедшей па нейтрализацию солей при определении общей щелочности воды, вычесть расход кислоты /га, затраченной на нейтра­ лизацию бикарбонатов натрия, то разность дает расход

336

кислоты, необходимой для нейтрализации солей карбонат­ ной жесткости, т. е. карбонатная жесткость (мг-экв/л)

Жяа^= п—т.

Определение общей жесткости. Существует множество способов определения общей жесткости, наиболее простойосаждение всех солей жесткости избыточным количеством щелочной смеси и нейтрализация оставшейся свободной (не вступившей в реакцию) щелочной смеси. Щелочная смесь состоит из равных объемов точно децинормальных раство­ ров соды (Na2C03) и едкого натрия (NaOH). 100 мл иссле­ дуемой воды нейтрализуют в присутствии метилоранжа 1/10 N раствором соляной кислоты (т. е. еще раз повторя­ ют задачу по определению щелочности). При нейтрализа­ ции соляной кислотой все углекислые соли жесткости пе­ реходят в хлористые соединения.

После нейтрализации колбу с исследуемой водой кипя­ тят на электроплитке 2—3 мин для удаления углекислого газа. К кипящему раствору пипеткой точно приливают 20—25 мл щелочной смеси (берется избыточное количе­ ство). После добавления щелочной смеси раствор должен иметь желтый цвет. Затем снова 3—4 мин кипятят полу­ ченный раствор с осадком для более полного осаждения солей жесткости.

Колбу с осадком охлаждают водопроводной водой, и все содержимое переливают в мерную колбу емкостью 200 мл. Остаток осадка тщательно смывают дистиллиро­ ванной водой и промывные воды также переливают в мер­ ную колбу, объем доводят точно до метки. Содержимое мер­ ной колбы тщательно перемешивают и отфильтровывают осадок через плотный бумажный фильтр (синяя лента). 100 мл раствора можно фильтровать в мерный цилиндр.

100 мл отфильтрованного раствора переливают в су­ хую коническую колбу и нейтрализуют его 1/10 N НС1. В этом случае соляной кислотой нейтрализуется избыточ­ ная, не вступившая в реакцию щелочная смесь. Кислоту осторожно добавляют до появления оранжевого окраши­

вания.

Общую жесткость воды Ж0, мг-экв/л, вычисляют по

где Я — количество миллилитров щелочной смеси, взя­ той для осаждения солей жесткости;

337

Коэффициент 2 показывает, какая часть раствора, со­ держащегося в мерной колбе, взята на титрование.

§ 4. Низкозамерзающие жидкости

При эксплуатации двигателей зимой, особенно в рай­ онах с низкими температурами, системы охлаждения за­ ливают низкозамерзающими жидкостями (антифризы). В качестве таких жидкостей можно использовать различ­ ные растворы спиртов, глицерина и воды. У нас в стране выпускаются стандартные низкозамерзающие охлаждаю­

щие жидкости, получаемые смешением этиленгликоля с водой.

Этиленгликоль [С2Н4(ОН)2] — двухатомный спирт. При комнатной температуре — это густая маслянистая бесцветная или светло-желтая жидкость. Плотность эти­

ленгликоля р*0 —1,1132 г/см3, температура кипения 197,4°, температура застывания —11,5°.

Этиленгликоль очень хорошо смешивается с водой, спиртами, ацетоном и не смешивается с нефтепродуктами. При смешении этиленгликоля с водой температура замер­ зания получаемой смеси резко понижается. Наиболее низ­ кую температуру замерзания (—75°) имеет смесь 66,7% этиленгликоля и 33,3% воды; при большей концентрации этиленгликоля температура замерзания начинает по­ вышаться. Кривая кристаллизации водо-этиленгликоле- вых смесей показана на рисунке 63.

Как видно из графика, смешивая в разных соотношени­ ях этиленгликоль с водой, можно получать низкозамерза­ ющие смеси от 0 до минус 75°. Наша промышленность выпускает смеси жидкостей двух марок —40 и 65 (цифры соответствуют температурам замерзания этих жидкостей). Жидкость марки 40 в своем составе имеет 53—55% эти­ ленгликоля (остальное вода) и предназначается для эк­ сплуатации двигателей в средних районах страны. Жид­ кость марки 65 содержит около 65% этиленгликоля и пред­ назначена для эксплуатации двигателей в холодное время в районах Крайнего Севера и Сибири.

Положительные свойства водо-этиленгликолевых ни­ зкозамерзающих жидкостей: низкие температуры замер­ зания, высокая температура кипения, хорошие вязкост­ ные свойства, высокая теплоемкость и теплопроводность,

338

ти корродируют металл, поэтому для уменьшения коррозии добавляют присадки (например, декстрин и би- натрийфосфат—0,4—0,5%). Эти жидкости также разру­ шают резиновые детали, поэтому лучше применять дюритовые шланги и соединения, а при переходе на летнюю

дой, сильный пищевой яд. При попадании в организм человека наблюдаются тяжелые отравления, иногда со смертельным исходом. Поэтому при обращении с этиленгликолевыми смесями нужно соблюдать правила техники безопасности: работать в резиновых перчатках, не заса­ сывать шлангом смеси, осторожно переливать жидкости и заполнять ими системы охлаждения, использовать жид­ кости в исправных системах охлаждения и только в хо­ лодное время года. При переходе на летнюю эксплуата­ цию жидкости сливать в специальную посуду и опломби­ ровать до следующего сезона, а систему охлаждения тща­ тельно промывать.

Если при работе двигателя с антифризами его объем уменьшился, то пополнять убыль нужно водой: темпера­ тура кипения воды ниже, чем этиленгликоля, и она бы­ стрее испаряется.

Если объем жидкости уменьшился из-за разлива, про­ текания или просачивания, то убыль пополнить такой же

339

сложный монтаж и обслуживание — все это способствует

широкому внедрению гидравлических передач в народное хозяйство.

Условия работы жидкостей в гидросистемах очень тя­ желые: прежде всего в широких пределах меняется тем­ пература (в жарких южных районах она достигает GO— 70°, а в холодное время года может понижаться до —30— 40°); рабочее давление жидкости доходит до 100 кгс/см2; жидкость соприкасается с деталями, выполненными из черных и цветных металлов, с кожаными и резиновыми уплотнениями и шлангами. Сельскохозяйственные маши­ ны, как правило, работают в очень запыленной среде. На­ дежная работа гидравлической системы во многом зависит от того, насколько выполняются эксплуатационные тре­ бования, предъявляемые к качеству рабочих жидкостей. Важнейшие их этих требований следующие:

1)жидкости должны иметь низкие температуры помут­ нения и застывания;

2)температура кипения жидкости должна быть на 20— 30° выше возможных рабочих температур, чтобы не обра­ зовывались паровоздушные пробки в системе;

3)вязкость жидкости должна быть небольшой, чтобы обеспечить быструю реакцию гидроустройства и лучшую работоспособность в широком диапазоне встречающихся температур, но достаточной для обеспечения плавности хода и предотвращения потерь через уплотнения;

4)жидкости должны иметь пологую кривую вязкости, т. е. вязкость должна возможно меньше увеличиваться при понижении температуры;

5)жидкости должны иметь хорошие смазывающие свой­ ства, так как, кроме основной задачи — передачи давле­ ния, они служат смазочным материалом для трущихся

деталей системы;

6)не должны вызывать коррозии черных и цветных ме­ таллов и сплавов, а также разрушать резиновые и кожа­ ные уплотнения, вызывать их набухание, снижать меха­ ническую прочность;

7)жидкости должны обладать химической стабильно­ стью, т. е. не разлагаться и не расслаиваться, не выделять веществ, способных засорять каналы гидросистемы, не со­ держать механических примесей и воды, вызывающих по­ вышенные износы трущихся пар.

В качестве гидравлических жидкостей используют главным образом различные нефтяные дистиллятные ма-

341

гидротрансформаторов и автоматических коробок, Р — для гидроусилителя руля и гидрообъемных передач. Это маловязкие масла, содержащие композиции присадок. Основные показатели эксплуатационных свойств масел— достаточная вязкость при положительных и небольшая 'вязкость при отрицательных температурах, стабильность против окисления, высокие антикоррозийные свойства и низкие температуры застывания.

Все большее применение находит масло гидравлическое единое МГЕ-10А (ТУ 39-1-307—69) — это загущенная фрак­ ция низкозастывающей нефти с присадками. Применяется в качестве рабочей яшдкости в гидравлических передачах, работающих при температурах от минус 55 до 90°. Прозрач­ ная жидкость, имеет вязкость при 50° не менее 10, а при ми­ нус 50 не более 1500 сСт, температура вспышки 94°, а застывания — 70°.

В производственных условиях при отсутствии специ­ альных жидкостей в гидросистемах используют легкие маловязкие масла, как, например, МВП (масло вазелино­ вое приборное). Это масло имеет низкую температуру застывания, не выше — 60°, но вязкостно-температурные свойства его значительно хуже, чем у жидкости АМГ-10. Так, если при 50° у этих масел вязкости близки и состав­ ляют менее 10 сСт, то при низких температурах (—40°) вязкость масла МВП в 7—8 раз больше, чем масла АМГ-10.

Как заменители применяют легкие индустриальные масла марок 12 и 20, обеспечивающие хорошие смазочные и антикоррозийные качества, но при низких температурах их применение ограничено (так как вязкость сильно воз­ растает при понижении температуры, а полное застывание масел наблюдается при температурах —30—20°).

Часто в тракторах, снабженных гидравлическими си­ стемами, в качестве рабочей жидкости используют то же масло, которое заливают в картер двигателя. Масла, ис­ пользуемые для смазки двигателей, не отвечают большин­ ству требований, предъявляемых к жидкостям для гидрав­ лических систем. Так, высокая вязкость масел требует большой затраты энергии для привода в действие гидрав­ лической системы, а в холодное время года работа стано­ вится невозможной (масла имеют высокие температуры застывания и крутые вязкостно-температурные кривые). Кроме этого, композиции присадок, необходимые для на­ дежной работы масел в двигателях, не нужны в маслах для гидравлических систем.

343