Eļļas oksidācija jeb novecošana

April 28, 2017

Šoreiz apskatīsim iemeslus, kāpēc jāmaina eļļa, kas notiek ar eļļu tās ekspluatācijas laikā un ar ko riskējam, nemainot eļļu. 

 

 

1. Motoreļļas oksidāciju ierosinātāji

 

Oksidācija, kā ķīmisks process, sastopams it visur dabā. Protams, saistībā ar tehniku, visbiežāk tas vērojams kā metāla virsmu korozija. Kā korozija iznīcina metālus, tāpat skābeklis reakcijā ar citiem elementiem, neatgriezeniski maina bāzes eļļas molekulu struktūru (bāzes eļļa = gatava eļļa - piedevas). Bāzes eļļai pakāpeniski pievienojot skābekļa molekulas, rodas aldehīdi, ketoni, ūdeņraža peroksīds (pārskābe), karboksilskābe un citi eļļā nevēlami savienojumi.

 

Ja motoru darbina ar augsta sēra satura degvielu, sēra savienojumi sadegšanas kamerā veido sēra dioksīdu un trioksīdu, kā arī oglekļa dioksīdu un ūdeni. Savukārt gaisā esošais slāpeklis slāpekļa oksīdu savienojumus. Ūdens un sēra oksīdi veido sērskābi, slāpekļa oksīdi un ūdens – slāpekļskābi.

 

Tā kā jebkura eļļa satur kādu daudzumu antioksidantu (sārmainas / bāziskas) piedevas, tās neitralizē radušās skābes. Primārās antioksidantu piedevas ir fenoli, fenāti, silikalāti un amīni, bet sekundārās - cinku un sēru saturošās citu funkciju piedevas. Antioksidantu piedevas darbojas divejādi - novāc eļļā radikāļus vai reaģējot ar ūdeņraža peroksīdu, pārvēršot nereaģējošos savienojumos, kas novērš peroksīda tālāku dalību oksidācijas procesā.

 

Eļļas kontaminācija (piesārņojums) ar degvielu, vides netīrumiem, nodiluma materiālu un augsta temperatūra būtiski paātrina oksidācijas norisi. Ja sakrīt vairāki nelabvēlīgie apstākļi, eļļas resurss var izsīkt daudz ātrāk, kā tehnikas ražotājs noteicis eļļas nomaiņas intervālu.

 

2. TBN (Total Base Number – kopējais bāzes skaitlis) un TAN (Total Acid Number – kopīgais skābes skaitlis)

 

Eļļas sārmainuma pakāpi norāda TBN jeb Total Base Number. Neitralizējot skābes, bāzes skaitlis (TBN) krītas, savukārt skābes skaitlis (TAN) pieaug. Eļļas sārmainumu (TBN) nodrošina antioksidantu piedevas, kas vienlaikus var darboties kā dispersanti/deterģenti (šķīdinātāji/mazgātāji) vai virsmu aizsardzības piedevas. Piemēram, virsmas aizsardzības piedeva ZDDP jeb cinka dialkilditiofosfāts. 


Parasti lietoto eļļu analīzēs uzskatāmi var redzēt, kā, augot skābes skaitlim (TAN) un samazinoties sārmainībai (TBN), dažu piedevu elementu koncentrācija mazinās. Skābes skaitļa (TAN) pārlieka paaugstināšanās ir priekšvēstnesis nogulsnām un motora nodilumam.

 

 

 

Piemērā divi identiski, vienlaicīgi un ar vienas markas eļļu darbināti biogāzes koģenerācijas motori, bet ar atšķirīgiem eļļas nomaiņas intervāliem - 658mh un 917mh. Tā kā ilgāk strādājušajam motoram kritiski samazinājies bāzes skaitlis (TBN) un palielinājies skābes skaitlis (TAN), loģiska arī kritiska antioksidanu piedevu samazināšanās. Proti, ZDDP molekulas sastāvā esošais cinks un fosfors ir uz pilnīgas izsīkšanas robežas. Sasniedzot ~ 1000mh, visdrīzāk nodiluma materiāla koncentrācija būtu pārsniegusi pieļaujamās robežas.

 

3. Viskozitātes palielināšanās

 

 Sabrukusī bāzes eļļa un piedevas polimerizējas, veidojot liela izmēra molekulas, kādēļ oksidētās eļļas viskozitāte pieaug. Jau pieminētajā analīžu atskaitē tas redzams, ja salīdzina abu motoreļļu viskozitātes. Konkrētajā piemērā viskozitātes paaugstināšanās vēl nav nozīmīga.

 

Ja eļļā ir kvēpi un citas nedisperģētas (neizšķīdinātas) daļiņas, eļļas viskozitātes paaugstināšanās problēma pastiprinās. Paaugstināta viskozitāte apgrūtina eļļas sūkņa darbu, motora startēšanu, eļļas filtrēšanu, rada eļļas spiediena problēmas un galējā gadījumā eļļas badu nosprostoto atstarpju un eļļas kanālu dēļ. Sekas, protams, ir nodilums vai vēl bēdīgāk - motora defekts. Dažkārt šādu galēju iznākumu mēdz saukt par Melno nāvi. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dziļāk paaugstinātas viskozitātes un ar to saistīto parādību ietekmē šoreiz neiedziļināšos.

 

4. Skābes korozija (Acidic Corrosion) / izdrupšanas korozija (Pitting Corrosion)

 

Sārmainajām piedevām izsīkstot, skābes uzkrājas un vēl straujāk oksidē eļļu. Taču nepatīkamākā skābju iedarbība ir skābes korozija, kas vispārināti būtu saucama par izdrupšanas koroziju.


Bieži motoru īpašniekiem ir grūti iedomāties, ka eļļa, kura nesatur ūdeni, var būt korozīva. Korozija tiek saistīta galvenokārt ar ūdens un dzelzs reakciju, kas ir tikai niecīga daļa no korozīviem procesiem.

 

Attēlā redzams nerūsējošā tērauda skābes korozijas piemērs.

 

Korozijas rezultātā eļļā parādās abrazīvas daļiņas. Ja filtrs sabiezējušo eļļu, kvēpus, oksidācijas produktus un nodiluma daļiņas vairs nespēj efektīvi filtrēt, sistēmā plūstošā eļļa kļūst abrazīva. Ļaunākajā gadījumā filtrs nobloķējas, un atveras filtra drošības vārsts. 

 

Eļļas oksidācijas un nodiluma materiāla rašanās ātrums parasti noris eksponenciāli.

 

5. Eļļas resursa izsīkšana

 

Vēl viena būtiska parādība, kas notiek, eļļai oksidējoties, ir mazgājošo un šķīdinošo piedevu izsīkšana. Visas mūsdienu motoreļļas satur dispersantus un deterģentus. Šīs piedevas elementi veic divējādu funkciju – neļauj oksidētām molekulām un sadegšanas produktu daļiņām salipt kopā un pielipt pie virsmām. Tādējādi viss liekais tiek aizvadīts līdz filtram.

 

Ja nevēlamās daļiņas eļļā ir pārāk daudz, arī šīs piedevas izsīkst un tad motoram draud attēlā redzamais liktenis: 

Lietotās eļļas dispersijas / deterģences spēju daļēji var pārbaudīt, uzpilinot pilienu uz filtrpapīra vai vienkārši blīva papīra vizītkartes. Jāpagaida kāds laiks, kamēr eļļas piliens izplūst. Ja minētās piedevas nav izsīkušas, eļļa veidos vienmērīgas krāsas traipu. Pretējā gadījumā traipa vidus būs manāmi tumšāks par izplūdušo daļu. Proti – eļļa vairs nespēj disperģēt salipušās molekulas, un tā kā tās ir pārāk lielas, lai plūstu caur filtrpapīru, paliek piliena krišanas punktā.

 

6. Eļļas oksidācijas un motora piesārņojuma pazīmes

 

  • Palielināts degvielas patēriņš

  • Grūtības motoru iedarbināt

  • Motora jaudas samazināšanās

  • Samazinājies motora apgriezienu paātrinājums

  • un citas pazīmes

No visa minētā saprotams, ka eļļas stāvoklim un ražotāja noteiktajiem nomaiņas intervāliem rūpīgi jāseko. Tehnikai labā stāvoklī, ar mērenu slodzi un klimatiskiem apstākļiem, parasti pietiek ar instrukciju rokasgrāmatā minētiem intervāliem, lai izvairītos no problēmām. Taču tiklīdz parādās viens vai vairāki eļļas mūžu ietekmējoši negatīvi apstākļi, situācija var mainīties acumirklī.

 

Minētās pazīmes un „garāžas” testa metodes parasti uzrāda jau notikušu problēmu, kad iespējams jau parādījies arī virsmu nodilums. Tādēļ vienīgais objektīvais instruments, ar kuru noskaidrot eļļas un motora patieso stāvokli, kā arī preventīvi novērst draudošu bojājumu, ir lieto eļļu analīze. Savukārt par pareizi piemērotiem nomaiņas intervāliem, kuru noteikšanā arī izmanto minētās analīzes, izklāstīšu citkārt.

 

Kādēļ eļļa vispār jāmaina?

 

Jebkura eļļa ātrāk vai lēnāk nolietojas. Sintētiskas eļļas kalpo 2 līdz 5 un vairāk reizes ilgāk par vienkāršākajām minerāleļļām. Oksidācijas ātruma atšķirība dažādām eļļas bāzēm, kā arī pats oksidācijas ātrums, pieaug dēļ:

  • Augstas eļļas temperatūras. Pieaugot temperatūrai, eļļa oksidējas eksponenciāli

  • Ūdens, degvielas, glikola, nodiluma metālu, sadegšanas produktu un citas kontaminācijas

  • Metālu, primāri vara, katalītiskās iedarbības

  • Lielas saskares virsmas ar gaisā esošo skābekli

  • Atrašanās gaismā, īpaši ultravioletajos staros

Iepriekšminētās parādības veicina smagi un nepiemēroti braukšanas apstākļi, kā arī hroniskas motora vainas. Visu nelabvēlīgo apstākļu sakritības rezultātā eļļa var oksidēties daudz ātrāk, kā tehnikas ražotājs noteicis nomaiņas intervālu.

 

 

Ēriks Lielmanis
tehniskais konsultants

Please reload

SIA Oily
  • Facebook Social Icon
  • Instagram Social Icon

© 2020 SIA OILY