Плотность, цвет и загрязнение масел
Плотность (density) – это масса вещества, заключённая в единице объёма (кг/м3 , г/см3). Численное значение плотности выражается отношением массы какого-либо объёма вещества к массе такого же объёма воды, имеющей температуру 4 ̊С (масса 1 л воды при 4 ̊С равна 1 кг). Плотность жидкостей просто и достаточно точно измеряется ареометром (ГОСТ 3900-85). Обычно рядом со значением плотности указывается и температура измерения (температура может не указываться, если плотность определена при 20 ̊С).
Иногда плотность масла, как и сырой нефти, выражается в градусах плотности API ̊. Соотношение градусов с относительной плотностью d (отношение плотностей масла и воды), измеряется при температуре 15,6 ̊С и определяется по формуле:
API ̊ = (141,5/d)- 131,5.
Плотность необходима при пересчёте объёма масла в массу и наоборот. При повышении температуры, плотность нефтепродуктов снижается и, тем сильнее, чем меньше плотность. Плотность не является определяющим показателем смазочных масел. Однако по плотности можно примерно судить об углеводородном составе масла, так как наименьшей плотностью отличаются парафины, а наибольшей - нафтеновые соединения. По плотности работающего масла определяют попадание в него топлива. Плотность может помочь идентифицировать конкретное масло при сравнении нескольких сортов или марок.
Цвет (color) и прозрачность (transparency)
Качество и товарный вид масла иногда оценивается по его цвету и прозрачности. В большинстве случаев, за исключением применения твёрдых противозадирных присадок (дисульфид молибдена и др.), прозрачность масла должна быть полной, без видимых механических включений. Цвет масла зависит от присутствия тёмных смолистых веществ и от свойств нефти, из которой изготовлено масло. Нет прямой зависимости между цветом масла и содержанием смолистых веществ, особенно если масло выработано из нефти разных месторождений. По цвету масла можно лишь приблизительно судить о качестве его очистки. Иногда цвет является показателем товарного вида масла, так как покупатель склонен оценивать качество масла по его цвету. Готовое товарное масло в большинстве случаев не окрашивается и бывает от светло-жёлтого до тёмно-коричневого цвета. Такой натуральный цвет масла определяется и выражается численно по стандартам ISO 2049, ASTM D 1500, ГОСТ 20284-74 и др. при сравнении цвета масла с набором цветных эталонов, которые нумеруются от 0.0 (белый) до 8.0 (очень тёмный коричневый) через 0,5 единицы (всего 16 номеров). Приблизительные значения цвета масла приведены в табл. 2.1.
На практике, некоторые потребители пытаются по цвету работающего моторного масла определять необходимость его замены. Однако, потемнение масла в двигателе является естественным и показывает, что масло выполняет свои моющие и диспергирующие функции. Таким образом, потемнение масла не может быть принято за основу показателя снижения работоспособности и необходимости замены. При некотором опыте и при наличии градуировочной таблицы этот метод оценки ресурса всё же может быть применен.
Некоторые масла окрашиваются в яркие цвета. В красный цвет окрашиваются жидкости автоматической коробки передач (ATF), чтобы отличить их от других масел и облегчить обнаружение утечки. Масла для двухтактных двигателей окрашиваются в зелёный, синий или красный цвет для отличия топливномасляной смеси от чистого топлива.
По старой традиции бытует мнение, особенно в США, что масло очень высокого качества, выработанное из парафиновой нефти, должно иметь слабый флуоресцирующий зелёный оттенок. По этой причине некоторые производители специально вводят в масло флуоресцирующие красители. При необходимости, масла подкрашивают маслорастворимыми органическими красителями.
Механические загрязнения в масле (contamination) состоят из твёрдых частиц, которые вызывают износ деталей и участвуют в образовании отложений и шлама. Механические примеси удерживаются фильтром, однако, частицы, размером менее 25-40мкм накапливаются в масле и участвуют в процессе износа. Механические загрязнения в масле определяются, чаще всего, путём фильтрования бензинового раствора (ГОСТ 12275-66) или фотометрически (ГОСТ 24943-81). Для предварительной оценки удобно определение на просвете или на фильтровальной бумаге. Для этого масло нагревают до 50-60 ̊С и наносят 2-3 капли масла на фильтровальную бумагу, на которой хорошо видны загрязнения. Чистое масло даёт равномерно окрашенное пятно. Капли можно наносить также и на чистое стекло.
Вода в масле (water contamination, moisture) является наиболее нежелательным загрязнением. Вода в масло попадает при загрязнении извне: с грязью, при конденсации в картере атмосферной влаги, при конденсации пара из продуктов сгорания топлива. Вода может быть в масле в свободном и в растворённом виде. Растворённая в масле вода является незначительным фактором и существенного влияния на свойства не оказывает. Растворённая вода в немоторных маслах определяется путём её взаимодействия с гидридом кальция (ГОСТ 7822-75). Свободная вода может образовать эмульсию и этим существенно изменить вязкость. Она также взаимодействует с присадками, например с дитиофосфатом цинка и нарушает баланс работоспособности масла. Именно поэтому содержание свободной воды строго регламентируется.
