Вязкость; предел прочности на сдвиг; температура каплепадения; число пенетрации. Определение пенетрации консистентных смазок В каких единицах измеряется пенетрация

Цели работы - определение пенетрации консистентных смазок.

Теория

Пенетрацией называют величину, показывающую, на какую глубину погружается в испытуемую смазку конус стандартного прибора за 5 сек. Число пенетрации численно равно глубине погружения конуса прибора, выраженной в десятых долях миллиметра. Пенетрация - показатель условный, не имеющий физического смысла, и не определяет поведение смазок в эксплуатации. В то же время, так как этот показатель быстро определяется, им пользуются в производственных условиях для оценки идентичности рецептуры и соблюдения технологии изготовления смазок.

Смазки по величине пенетрации разделяют на девять классов (таблица 7).

Таблица 7 - Классификация пластичных смазок по величине пенетрации

Пенетрация условно характеризует способность смазки сопротивляться выдавливанию из узла трения, а также определяет легкость подачи смазки в узел трения. Поэтому для зимнего периода эксплуатация берут смазки с большим значение пенетрации (250-350 единиц), чем для лета (150-250 единиц).

Число пенетрации характеризует густоту смазок. Чем выше число пенетрации, тем мягче смазка, и наоборот. Пенетрация определяется в приборе, называемом пенетрометром.

Оборудование

Оборудование, необходимое для проведения лабораторной работы

Подготовка к определению

Сущность определения пенетрации заключается в измерении при определенной температуре глубины проникновения в смазку стандартного конуса массой в 100 гр под действием собственного веса. Внутренняя чаша должна быть заполнена смазкой доверху. Поверхность смазки должна быть равномерно распределена по всей внутренней чаше и выровнена шпателем. Конус обязательно должен быть очищен от смазки, оставшейся после предыдущих опытов.

2.3. Порядок определения

Стрелка прибора на шкале (1) устанавливается на отметку «0» (рис. 2.2). Чаша прибора (4) вращением механизма (5) поднимается так, чтобы конус прибора (3) касался поверхности смазки.

Затем в течении 5 сек нажимается кнопка (2) и по шкале (1) определяется пенетрация испытуемой смазки.

Рисунок. 24. Чаши, заполненные испытуемыми смазками

Рисунок. 25. Схема пенетрометра

1 – шкала прибора; 2 – кнопка; 3 – конус прибора;

4 – чаша со смазкой; 5 – механизм вращения чаши

Рисунок. 26. Пенетрометр

Порядок выполнения работы

1. Достаньте из шкафа чашу со смазкой, тюбик с той же смазкой, шпатель для разравнивания и переместите их на стол.

2. Визуально убедитесь, что смазка полностью заполняет чашу. Если заполняет не полностью, то открутите колпачок с тюбика, возьмите его в руки и примените к чаше. Далее разровняйте смазку шпателем, также применив его к чаше.

3. Установите чашу на прибор. Поворачивая чашу, выкрутите механизм поднятия чаши, до соприкосновения смазки с конусом.

4. Нажмите на кнопку. При этом в течение 5 секунд произойдет опускание конуса в смазку. Стрелка шкалы прибора покажет число пенетрации.

5. Затем поднимите конус за ось, связанную с ним, до показания шкалы «0». Скрутите чашу, поставьте ее на стол и при помощи шпателя разровняйте смазку и повторите с ней опыт не менее 4-х раз. Те же действия проведите с остальными смазками.

Обработка результатов

Измерений в данном опыте должно быть не менее 5. По полученным результатам найдите среднее арифметическое значение и сравните с ним все отсчеты. Во внимание принимаются только те отсчеты, которые отличаются от среднего арифметического не более чем на ±3%. При расхождении результатов отсчетов на большее значение, измерения повторяют. Результаты измерений сводятся в таблицу.

Результаты определения

В итоге делается вывод о густоте исследуемой смазки, соответствии ее стандартным значениям и возможности применения в соответствующих узлах трения (см. приложения 1,2).

Приложение 1

Таблица 8 - Характеристики основных смазок, применяемых на автомобилях

Приложение 2

Таблица 9 - Ассортимент, области применения и основные эксплуатационные характеристики смазок

Лабораторная работа № 6

Канд. хим. наук В.В. АЛЕКСЕЕНКО, аспирант Р. Г. ЖИТО В, д-р техн. наук В.Н. КИЖНЯЕВ (Иркутский государственный университет), А.В. МИТЮГИН (директор фирмы «Митюгин»)

Если мы хотим улучшения реологических характеристик биту-мо-резиновых композиционных вяжущих по сравнению с исходным битумом, а не просто решить экологическую проблему резиновых отходов, то проблема совмещения резины и битума сводится к задаче девулканизации резины без значительного разрушения макромолекул исходного каучука и последующего растворения каучука в битуме.

Большинство существующих на данный момент технологий получения БРК основано на механическом смешении битума с резиновой крошкой, приготовленной с использованием различных вариантов измельчения резины, вплоть до долей миллиметра. При этом увеличение степени дисперсности и, как следствие, развитая поверхность резиновой крошки, способствуют очень эффективному набуханию резичы в битуме. При таком подходе девулканиза-ция резины и разрушение макромолекул каучука идут параллель-

Но, поэтому диапазон вязко-пластичного поведения вяжущего: разница между температурой размягчения Т (по методу кольцо и шар) и температурой хрупкости Тхр (по методу Фрааса) — увеличивается незначительно.

Следует признать, что хорошо диспергированная в вяжущем мелкая крошка значительно повышает температуру размягчения Т. Например, требования к БРК, известного в западных странах под маркой Asphalt-Rubber согласно стандарта, составляют не менее 65°С, что превышает российские требования даже для полимер-би-тумных вяжущих. Однако и стоимость композита, производимого из мелкодисперсной резиновой крошки, очень высокая и существенно превышает стоимость исходного битума. Чем мельче резиновая крошка, тем она дороже, тем дороже вяжущее на ее основе. Тем не менее, в западных странах наличие эффективных механизмов стимулирования технологий, помогающих решать экологические проблемы, приводит к тому, что стоимость вяжущего не имеет решающего значения для производителей БРК, поэтому складывается впечатление, что большинство исследований в области использования резино-технических отходов в дорожном строительстве никогда не ставило перед собой задач максимальной девулканизации резины до исходного каучука с целью максимального диспергирования (растворения) его в битуме, что позволило бы существенно повысить физико-механические и эксплуатационные свойства БРК. Как правило, исследования имеют направленность на решение экологической проблемы — крупнотоннажной утилизации резины и получению вяжущего для дорожного строительства, не уступающего по свойствам нефтяному битуму.

Для такой упрощённой задачи — утилизации отработанных покрышек с получением вяжущего, аналогичного по качеству нефтяному дорожному битуму — нами был разработан метод растворения резиновой крошки под действием СВЧ излучения. Установлено, что наиболее подходящим для этих целей девулканизатором и растворителем резиновой крошки является нафталиновая фракция каменноугольной смолы (НФКУС). Полное растворение крошки размером 5-7 мм в каменноугольной смоле (критерием служит отсутствие неоднородностей, фиксируемых глазом) происходит при температуре 220-230°С менее, чем за полчаса. В результате получается однородный битумноподобный продукт. Затраты электроэнергии на килограмм производимого композита составляют менее 0,5 Квт-ч. В табл. 1 представлены результаты исследований некоторых свойств получаемого бинарного композита в зависимости от количества растворенной в НФКУС резиновой крошки.

Следует отметить, что невозможно получить композит с более чем 407о-ным содержанием резиновой крошки (которая очень эффективно поглощает СВЧ излучение) из-за воспламенения реакционной массы в ходе растворения, если процесс вести в открытой емкости в контакте с атмосферным кислородом. Немонотонное изменение всех исследованных параметров от количества растворенной в композите резины демонстрирует, что одновременно и неконтролируемо происходит девулканизация резины и разрушение макромолекул исходного каучука. Полученный бинарный композит резина — НФКУС обладает незначительной растяжимостью, поэтому нами в качестве вяжущего для асфальтобетона предлагается смесь бинарного композита (40% от массы) с битумом марки БНД 90/130 (60% от массы). В табл. 2 представлены характеристики данного БРК.

Физико-химические характеристики композитов резина — НФКУС

Физико-химические характеристики БРК (композит резина — НФКУС 40% и БНД 60%)

Содержание БРК и свойства асфальтобетонов

Асфальтобетоны на основе БРК, полученного с использованием СВЧ технологии, имеют практически те же физико-механические характеристики, что и асфальтобетоны на основе БНД. Заметно увеличивается только коэффициент водостойкости асфальтобетона на основе композита, так как НФКУС имеет в своём составе значительное количество ароматических и функциональных структур, что обеспечивает лучшую адгезию к минеральному наполнителю (особенно для материалов из кислых пород). Таким образом, предлагаемый подход совмещения резины с битумом, позволяет решить задачу получения на основе резино-технических отходов не уступающего по свойствам нефтяному битуму вяжущего для асфальтобетонов Что касается перспективной стоимости тройного композита БРК, то следует отметить, что НФКУС и крупная резиновая крошка (для данного метода нет необходимости извлекать синтетический корд) стоят заметно меньше нефтяных битумов, поэтому замена 40% битума на композит, в целом, приведет к удешевлению вяжущего. Однако, из-за сложности конструирования промышленного реактора, работающего на СВЧ излучении, этот метод не был реализован нами в промышленном масштабе.

Для создания технологически реального производства переработки отходов резины в вяжущие материалы для дорожного строительства была исследована возможность совмещения (растворения) резиновой крошки с битумом непосредственно в процессе ее девулканизации с учетом требования минимальной деструкции макромолекул каучука, входящего в состав резины. Такой подход получения БРК позволил бы существенно увеличить количество оастворенной резины и уменьшить содержание каменноугольной смолы в конечном композите, производимом из резиновой крошки, НФКУС и битума. Как следствие, это должно было бы привести к получению вяжущих, обладающих значительно лучшими реологическими характеристиками по сравнению с БРК, рассмотренному выше.

Для решения поставленной задачи был выбран «мокрый» метод механохимического воздействия при температуре 200-220 °С на смесь резиновой крошки с девулканизирующим агентом (НФКУС) и битумом марки БНД 90/130. Такой подход не требует использования СВЧ излучения для поддержания заданной температуры в ходе процесса и не требователен к гранулярному составу резиновой крошки. Более того, экспериментально установлено, что использование мелкой (размер частиц 1,0-0,1 мм) и сверхмелкой (размер частиц 0,01-0,001 мм) резиновой крошки не оказывает положительного влияния на качество конечного композита. Вероятно, «сухое» дробление резины или измельчение резины озоновым методом приводит не столько к разрушению «сшивающих» сульфидных мостиков в резине, сколько к сильной деструкции макромолекул каучука. При растворении такой резиновой крошки в смеси НФКУС и БНД в растворенное состояние переходит низкомолекулярный девулканизированный каучук, который не оказывает положительного влияния на свойства конечного БРК. Наиболее оптимальным вариантом резиновой крошки для механохимического растворения является фракция с размерами частиц 5-7 мм. Кроме того, это выгодно и с экономических позиций: чем крупнее крошка, тем она дешевле.

Кроме улучшения физико-механических параметров БРК нами ставилась задача минимизации содержания НФКУС, как наиболее токсичного ингредиента в получаемом композите. Экспериментально было установлено, что оптимальное содержание НФКУС, способствующее растворению резины в смеси, составляет 30% от массы резиновой крошки. То, что под действием температуры и механохимического воздействия происходит процесс девулканизации резины, и макромолекулы каучука растворяются в смеси битума и каменноугольной смолы, было доказано с помощью спектроскопии ЯМР 1 H и 13 С. В спектрах ЯМР растворов БРК в ССl 4 были зарегистрированы сигналы, характерные для мономерного Звена бутадиенсодержащего каучука (-Н 2 С-СН=СН-СН 2 -). Таким образом, сам факт обнаружения макромолекул каучука в растворе указывает на растворение резиновой крошки вследствие девулканизации резины в условиях производства БРК (вулканизированный каучук способностью растворяться не обладает).

Получаемый методом механохимической девулканизации резины БРК представляет собой битумоподобное вещество с размером неоднородностей, не превышающих 0,1 мм. Время, за которое достигается полное растворение резиновой крошки в композите, составляет 3-4 ч. Дальнейшее увеличение продолжительности процесса с целью уменьшения размеров неоднородностей нецелесообразно, так как они не влияют на физико-механические свойства асфальтобетона на основе БРК. Важнейшими эксплуатационными характеристиками такого асфальтобетона являются температура размягчения Т р, температура хрупкости Т хр и адгезия вяжущего к минеральному наполнителю. На рисунке представлена зависимость Т р и Т хр от содержания в БРК растворенной резиновой крошки.

Зависимость температуры хрупкости (1) и размягчения (2) БРК от содержания в нем растворенной резины

В табл. 3 представлены результаты испытаний произведенного на основе БРК асфальтобетона типа Б, содержащего щебень из гравия, отсев от дробления диабаза и гравия, минеральный порошок из доломитовой муки.

Обращает на себя внимание очень хорошая прочность, а следовательно, и сдвигоустойчивость асфальтобетона на основе БРК при 50°С при оптимальном содержании вяжущего. Температурная чувствительность прочности асфальтобетона на основе БРК даже меньше, чем у полимер-асфальтобетонов, одним из основных достоинств которых, является термостабильность.

Приведённые выше результаты были получены в 2006-2007 гг. на битуме Ангарской нефтехимической компании. В 2008 г. свойс-иа битума марки БНД 90/130, производимого этой компанией, заметно изменились, что, естественно, отразилось и на характеристиках БРК. Тем не менее, экспериментально нами было установлено, что варьированием состава исходной смеси и условий проведения процесса раствооения резиновой крошки, независимо от качества исходного битума, воспроизводимо можно добиться для получаемого БРК повышения температуры размягчения более чем на 10°С и снижения температуры хрупкости на 10°С по сравнению данными характеристиками использованного битума. Таким образом, приведенная технология показала свою универсальность в улучшении физико-механических и эксплуатационных свойств вяжущих материалов на основе дорожных битумов.

Термостабильность получаемых композитов удовлетворяет требованиям на битумы марки БНД. Проведённые санитарно-ги-гиенические исследования показали, что БРК, так же как и битум марок БНД, относится к веществам 4-го класса опасности.

В настоящее время изготовлены опытно-промышленные установки производительностью 1 и 15 тонн композита в смену, и технология пооходит испытания на дорожно-строительных предприятиях Иркутской области. Перспективная стоимость БРК, по нашим оценкам, че должна превышать стоимость битума марки БНД. Технические подробности производства БРК изложены на сайте www.сайт.

Литература

2. Радзишевский П. Свойства асфальтобетона на битумно-рези-новом вяжущем // Наука и техника в дорожной отрасли. 2007. — N° 3. С 38-41.

3. Гохман Л.М. Битумы полимер-битумные вяжущие, асфальтобетон, полимерасфальтобетон. А)., Экон, 2008, 118 с.
4. American Standard ASTM 036:2006. Softening point of bituminous (ring-and-ball apparatus).

NEW TECHNOLOGIES FOR PRODUCTION OF BITUMINOUS-RUBBER COMPOSITE BINDING AGENT

Dr. V.V.Alekseenko, Ph.D. student R.G.Ditov, D.Sc. V.N.Kizhnyaev (IrkutskState University),Ing. A.V.Mituegin (Company "Mituegin").

The paper is devoted to utilization the waste automobile tires with production of binding agent, similar on quality to oil road bitumen.

Keywords: bituminous-rubber binding agent, waste automobile tires, asphalt concrete.

Обычно пенетрация выражается в числах пенетрации по глубине погружения конуса пенетрометра с определённой стандартной формой и массой в исследуемом веществе, под воздействием силы тяготения , в течение стандартизованного времени (обычно 5 с). Измерение проводится при стандартизованной температуре (обычно 25 °C).

В густую среду конус проникает меньше - число пенетрации меньше. Пенетрация, как правило, не отражает реологических свойств веществ (например, смазок) в конкретных условиях работы.

Понятие сопротивления пенетрации используется в почвоведении. Также часто называют сопротивлением расклиниванию. Измеряется с помощью прибора пенетрометра.

Пенетро́метр - прибор для измерения консистенции полужидких материалов путём определения глубины проникновения испытательного тела стандартных размеров и массы в испытываемую среду. Измеряет Число пенетрации .

Нормативные документы

В промышленности действуют следующие стандарты на пенетрационные методы измерения различных сред:

ASTM D 5 Standard Test Method for Penetration of Bituminous Materials («Определение пенетрации битумных материалов»)

ГОСТ 11501 «Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы»

ГОСТ 5346 «Смазки пластичные. Методы определения пенетрации пенетрометра с конусом»

ГОСТ 1440 - конструкция пенетрометра

Поиск среди стандартов ISO можно осуществить здесь .

Литература

• ГОСТ 11501-78. Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Пенетрация (нефтепродукты)" в других словарях:

пенетрация - Показатель, указывающий глубину проникновения конуса иглы под действием собственной силы тяжести в испытуемый нефтепродукт в течение заданного времени. [ГОСТ 26098 84] Тематики нефтепродукты EN penetration … Справочник технического переводчика

Требования - 5.2 Требования к вертикальной разметке 5.2.1 На поверхность столбиков, обращенную в сторону приближающихся транспортных средств, наносят вертикальную разметку по ГОСТ Р 51256 в виде полосы черного цвета (рисунки 9 и 10) и крепят световозвращатели …

snip-id-9182: Технические спецификации на виды работ при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений на них - Терминология snip id 9182: Технические спецификации на виды работ при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений на них: 3. Автогудронатор. Используется при укреплении асфальтобетонного гранулята… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Технические спецификации на виды работ при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений на них - Терминология Технические спецификации на виды работ при строительстве, реконструкции и ремонте автомобильных дорог и искусственных сооружений на них: 3. Автогудронатор. Используется при укреплении асфальтобетонного гранулята битумной эмульсией.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Понятие сопротивления пенетрации используется в почвоведении. Также часто называют сопротивлением расклиниванию.

Измерение пенетрации

Пенетрационные методы измерения - испытание текучести жидких, вязких и пастообразных веществ и смесей путём измерения глубины проникновения в среду рабочего тела стандартизованной формы.

Пенетрация измеряется с помощью прибора пенетро́метра - прибора для измерения сопротивления материалов (полужидких, пластмасс, лакокрасочных покрытий, автодорожных покрытий, грунтов и пр.) вдавливанию испытательного тела стандартных размеров и массы в испытываемую среду. Для полужидких материалов (смазок, паст и пр.), измеряет число пенетрации. Для пластмасс, лакокрасочных покрытий и пр., измеряет глубину проникновения индентора в миллиметрах .

Обычно применяется пенетрометр в виде свободно скользящего плунжера с закреплённым на нём рабочим телом в виде иглы или конуса . Перед началом измерения острие рабочего тела подводится вплотную к поверхности исследуемой среды, а затем плунжер освобождается и начинает погружаться в среду под собственной тяжестью. Фиксируется глубина проникновения за определённое время (число пенетрации), при определённой температуре и заранее выбранной массе сборки плунжер/рабочее тело.

Число пенетрации - показатель, характеризующий реологические свойства веществ . Равен глубине погружения рабочего тела пенетрометра в единицах десятых долей миллиметра. Например, если рабочее тело пенетрометра погрузилось на 20 мм, число пенетрации будет равно 200.

Обычно пенетрация выражается в числах пенетрации по глубине погружения конуса пенетрометра с определённой стандартной формой и массой в исследуемом веществе, под воздействием силы тяготения , в течение стандартизованного времени (обычно 5 с). Измерение проводится при стандартизованной температуре (обычно 25 °C).

В густую среду конус проникает меньше - число пенетрации меньше. Пенетрация, как правило, не отражает реологических свойств веществ (например, смазок) в конкретных условиях работы.

У этого термина существуют и другие значения, см. Пенетрация. Пенетрация (рабочее смачивание) (лат. penetratio проникать) мера проникновения конусного тела в вязкую среду, употребляемая для характеристики консистенции (густоты)… … Википедия

Необходимо перенести содержимое этой статьи в статью «Пенетрация». Вы можете помочь проекту, объединив статьи. В случае необходимости обсуждения целесообразности объединения, замените этот шаблон на шаблон {{к объединению}} и добавь … Википедия

- (лат. penetratio – проникать) – рабочее смачивание – мера проникновения конусного тела в смазку, употребляемая для характеристики консистенции (густоты) смазок. Обычно пенетрация выражается в числах пенетрации по глубине погружения конуса с… … Автомобильный словарь

Битум - (Asphalt) Определение битума, свойства битума, применение битума Информация об определении битума, свойства битума, применение битума Содержание Содержание 1. Свойства 2. Методы испытания и соответствующие виды классификаций Пенетрация… … Энциклопедия инвестора

В пульпе зуба развиваются воспалительные изменения (пульпит) и различные реактивные процессы. Воспалительное поражение периапикального десмодонта в отечественной медицине традиционного обозначается как апикальный периодонтит. К заболеваниям… … Википедия

- (pancreas) железа пищеварительной системы, обладающая экзокринной и эндокринной функциями. Анатомия и гистология Поджелудочная железа расположена забрюшинно на уровне I II поясничных позвонков, имеет вид уплощенного постепенно суживающегося тяжа … Медицинская энциклопедия

ЖЕЛУДОК - ЖЕЛУДОК. (gaster, ventriculus), расширенный отдел кишечника, имеющий благодаря наличию специальных желез значение особо важного пищеварительного органа. Ясно диференцированные «желудки» многих беспозвоночных, особенно членистоногих и… … Большая медицинская энциклопедия

Д. называется частичное распространение тел друг в друга, результатом чего является полная однородность системы, в начале разнородной. Д. происходит в жидкостях, газах и твердых телах. Различаются эти явления не по первоначальному состоянию… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Хроническое рецидивирующее заболевание, основным признаком которого является образование дефекта (язвы) в стенке желудка или двенадцатиперстной кишки. В зарубежной литературе для обозначения этого заболевания обычно используют термины «язва… … Медицинская энциклопедия