Як видно з рис. 3.1, для нафтенової оливи Codex H23 і низькомолекулярної полігліколевої оливи Orites 125 DS ця залежність носить пологий характер, для високомолекулярних полігліколевих олив Ucon 75Н 1400 і Orites 270 DS в’язкість при збільшенні тиску зростає більш стрімко, а для полібутенових ця стрімкість настільки значна, що виникає питання про можливість застосування полібутенових олив для мащення при t >50 0С і p >150 МПа.

Разом з тим, полібутенові оливи мають достатньо високі температури спалаху (tсп) [31], які зростають із зростанням молекулярної маси (М):

М 660 700 780 940 1410 1520

tсп, 0С 280 325 360 >500 >500 >500

На рис. 3.2 показані залежності динамічної в’язкости від тиску для полігліколевих олив Orites 125 DS (Orites 88 DS) і Orites 270 DS (Orites 210 DS) при температурі 50 і 80 0С. Як видно з рис. 3.2, збільшення температури приводить до меншої стрімкості залежності в’язкости від тиску, і тим значніший цей ефект зменшення в’язкости і стрімкості, чим більша молекулярна маса полігліколевої оливи. Це пов’язано зі зменшенням відстані між молекулами, і, як наслідок, підвищення густини стисненого шару. Залежності в’язкости від температури і тиску, що представлені на рис. 3.1-3.3 [18, 34], підтверджують переваги полігліколевих олив. Для нафтенових олив, при підвищенні тиску від 0,1 до 100 МПа, в’язкість зростає в 10-20 разів. Для полігліколевих олив це зростання ще більше, а для полібутенових – найбільше (рис. 3.1) [18, 34]. При цьому із збільшенням вихідної в’язкости при 0,1 МПа приводить до більш стрімкого зростання в’язкости з підвищенням тиску для сполук однієї хемічної природи. Нафтенові оливи мають молекули, згорнуті в жорсткі спіралі, для скручування і розкручування яких необхідно прикласти значну енергію. Наявність кисневого шарніру полегшує ці процеси.

З підвищенням температури в’язкість падає, при цьому вплив тиску на в’язкість стає менш помітним (рис. 3.2) [18, 34]. Вплив тиску на в’язкість є тим менший, чим менш складною за структурною будовою є молекула мастила.

На рис. 3.3 приведена залежність динамічної в’язкости з (сПз) для вихідної нафтенової (1) і гліколевої (3) олив і цих олив у стані насичення етиленом (2 і 4 відповідно) від температури. Як видно з рис. 3.3, в’язкість полігліколевої оливи Orites 88 DS (Orites 125 DS) мало зменшується при насиченні її етиленом, у той час як насичення етиленом нафтенової оливи SAE-40 (типу Risella-33) значно зменшує в’язкість і навіть міняє саму залежність з=f(t). Насичення оливи етиленом приводить до зменшення в’язкости: більше для нафтенових, ніж полігліколевих олив (рис. 3.3) [18, 34].

Таким чином, величина зміни в’язкости від тиску залежить від хемічного складу, структури молекули і температури та насичення етиленом. Таку залежність важко врахувати практично. У всіх випадках потрібно враховувати і те, що з підвищенням температури в’язкість олив знижується і може спостерігатися схоплення в окремих точках контакту зони тертя, тому застосування олив і мастил з дуже доброю пологою в’язкісно-температурною характеристикою є крайнє необхідним для мащення ущільнювальних елементів етиленових компресорів надвисокого тиску.

Разом з тим нагальною стає необхідність розробки інтегрального критерію оцінки в’язкісно-температурної характеристики олив для етиленових компресорів надвисокого тиску [11, 12, 25, 46].

Рис. 3.1. Залежність в’язкости олив від тиску при 50єC [18, 34]:

1 – нафтенова олива Codex H23; 2 – полігліколева олива

Orites 125 DS (Orites 88DS); 3 – полігліколева олива Ucon 75H 1400;

4 – полігліколева олива Orites 270 DS (Orites 210 DS);

5 – полібутенова олива Orites 125MS (Orites L 66);

6 – полібутенова олива Orites 270 MS (Orites L 100)

Рис. 3.2. Залежність динамічної в’язкости полігліколевої оливи від тиску при температурі 50єC (1,3) і 80єC (2,4) [18, 34]:

1,2 – Orites 125 DS (Orites 88 DS); 3,4 – Orites 270 DS (Orites 210 DS)

Меншим значенням показників Kt, TKB і ?T в’язкісно-температурним властивостям олив дають більш високу оцінку.

За тангенсом гострого кута нахилу прямої до вісі абсцис визначили пологість в’язкісно-температурної характеристики оливи: чим менший коефіцієнт b, тим менша зміна в’язкости від температури. Цей параметр застосували на заміну менше визначеного індексу в’язкости.

Результати розрахунків коефіцієнтів K1, TKB2, ?T і b1, b2, b3, , , Sn-1 для нафтенових, полігліколевих і полібутенових олив та гліцерину зведені в табл. 3.2. Коефіцієнти K1, TKB2, ?T є умовними і застосовуються для оцінки і порівняння в’язкісно-температурних властивостей олив одного рівня в’язкости, а для коефіцієнтів b1, b2, b3, , , Sn-1 ці оцінки можна застосовувати для більш широкого діапазону в’язкостей.

Рис. 3.3.Залежність динамічної в’язкости вихідної оливи (1,3) та оливи у стані насичення етиленом (2,4) від температури [18, 34]:

1,2 – нафтенова олива SAE-40 (типу Risellа-33);

3,4 – полігліколева олива Orites 125 DS (Orites 88 DS)

Таблиця 3.1

Порівняльні в’язкісно-температурні характеристики олив і мастильних композицій

Назва оливи, присадка | Кінематична в’язкість при t єC, сСт

20 | 30 | 40 | 45 | 50 | 60 | 90 | 100

Risella-33 |