Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

Влияние свободной серы и меркаптанов на коррозионную афес-сивность реактивных топлив при 120 °С иллюстрируется следующими данными:

Топливо .

Содержание серы/меркаптанов, %.........0,001/0,002

Коррозия бронзы ВБ-23НЦ, г/м.....................0,5

ТС-1

0,001/0,003 0,8

0,004/0,002 7,2

I Т-2

0,004/0,003 6,5

Наибольшему коррозионному воздействию меркаптанов подвергаются медь и ее сплавы. С повышением температуры коррозионная агрессивность меркаптанов возрастает. Ввиду высокой коррозионной афессивности меркаптанов их содержание в реактивных топливах строго офаничивается.

Под влиянием органических кислот, содержащихся в топливах, в большей степени корродируют медь и ее сплавы, затем цинк, магний и низколегированные стали. Алюминий и дюралюминий кислотной коррозии не подвергаются.

Электрохимическая коррозия материалов реактивными топливами имеет место при наличии в них нерастворенной или эмульсионной воды, выпадающей из топлива при его охлаждении.

Электрохи.мическая коррозия стенок и днища резервуаров и выполненных из стали деталей топливных агрегатов проявляется в виде отдельных пятен ржавчины, местных потемнений и незначительных по глубине очагов. Коррозия сталей сопровождается образованием мелкодисперсных коричневых частиц, состоящих в основном из гидроксида железа. Эти твердые частицы находятся во взвешенном состоянии, но, оседая, могут забить фильтры и топливные агрегаты, а также заклинить плунжерные пары топливных насосов.

Наличие в реактивном топливе эмульсионной воды при повышенных температурах (40-50 °С) является также причиной биохимической коррозии, обусловленной присутствием в топливе микроорганизмов. Максимальный рост микроорганизмов, как правило, наблюдается на поверхности раздела воды и топлива. Наиболее характерна биохимическая коррозия для топливных отсеков, на стенках которых обнаруживается коричневый слизистый осадок, представляющий собой микрозагрязнения топлив, воду и бактерии. При этом наблюдается разрушение полимерных защитных покрытий топливных отсеков и питтинговая корро.$ия на поверхности алюминия, иногда настолько глубокая, что топливо просачивается и обнаруживается на поверхности крыла.

Газовая коррозия, химическая по характеру, обусловлена нагшчием в продуктах сгорания топлива диоксида серы и оксидов ванадия, молибдена и натрия.

Скорость газовой коррозии и температура, при которой она начинается, зависят от содержания серы в топливе:

Содержание серы в топливе, %............................. 0,01 0,015 0,07 0,13 0,1

Скорость коррозии, г/(м-ч)......................................0,75 1,25 2,10 4,90 4,90

Температура начала коррозии,С.......................... 1040 1030 1015 965 960

Наличие ванадия в реактивном топливе приводит к газовой коррозии лопаток турбины.

Соединения натрия могут попадать в топливо вследствие недостаточной промывки его водой после щелочной очистки, применяемой в отдельных случаях для снижения кислотности топлива или удаления из него сероводорода. Присутствие соединений ванадия возможно в топливах, полученных прямой перегонкой нефти; соединения молибдена, а также кобальта, никеля и цинка могут попасть в реактивные топлива, прошедшие обработку в присутствии катализаторов, содержащих эти элементы. В комплексе методов квалификационной оценки реактивных топлив предусмотрено спектральное определение перечисленных элементов и установлено предельно допустимое их содержание (не более 10 %).

Воздействие реактивных топлив на резиновые технические изделия, применяемые в топливной системе самолетов и двигателей (манжеты, втулки, прокладки и др.), и герметики, приводящее к их старению (потеря эластичности и формы, появление трещин и выкрашивание), отмечается в присутствии гидропероксидов - продуктов окисления топлив. Антиокислители, присутствующие в гидрогенизационных топливах предотвращают окислительные процессы в топливах, тем самым и воздействие их на резиновые технические изделия и герметики. Можно применять более стойкие к окислению резины. В соответствии с комплексом методов квалификационной оценки степень воздействия топлива на резиновые технические и:злелия и тиоколовые герметики оценивают по пределу прочности и относительному удлинению резины, ее работоспособности, а также изменению твердости герметика.

Противоизносные свойства. В процессе эксплуатации реактивных двигателей возможен повышенный износ деталей и узлов агрегатов топливной аппаратуры, связанный с трением, абразивным воздействием топливной среды и кавитацией.

Повышенный износ деталей топливных насосов-регуляторов (качающего узла и регулирующей части) увеличивает зазор в прецизионных парах и приводит к утечке топлива через зазоры, при этом

снижается подача насосов и изменяется режим работы двигателя. Износ сфер плунжеров топливных насосов-регуляторов плунжерного типа, установленных на двигателях большинства типов самолетов, - наиболее характерный дефект. Поверхность сфер срабатывается вплоть до образования заусенцев на краях поверхности плунжера и скалываний. Чрезмерный износ сфер плунжеров приводит к снижению максимальной подачи насоса, неравномерности подачи топлива и дополнительным нагрузкам, сокращающим срок службы насоса-регулятора.

Износ поверхностей трения деталей и yзJЛoв агрегатов топливной аппаратуры предотвращается при надежной смазке, осуществляемой самим топливом. В связи с этим топливо должно обладать хорошими смазывающими, или противоизносными свойствами, обеспечивающими длительный ресурс топливной аппаратуры реактивных двигателей.

Противоизносные свойства предусмотрено контролировать комплексом методов квгшификационной оценки.

Оценивают противоизносные свойства на модельных установках: на лабораторном стенде с узлом трения на основе насоса-регулятора НР-21Ф-2 (для топлив всех марок), на приборах УПС-01 и ПСГ-2 и на стенде СИССТ-1 (только Л;ля гидрогенизационных топлив).

Противоизносные свойства реактивных топлив зависят от вязкости топлив, содержания в них меркаптанов и обусловливаются наличием поверхностно-активных веществ, способных адсорбироваться на поверхности пар трения, предотвращая их износ.

Вязкость реактивных топлив в пределах 1,26-1,98 мм-/с (при 20 °С) практически не влияет на их противоизносные свойства, при вязкости менее 1,26 м.мс (при 20 °С) противоизносные свойства топлива заметно ухудшаются.

Хорошие противоизносные свойства реактивных топлив обусловливаются, прежде всего, наличием в них гетероатомных соединений, часть которых, особенно соединения кислотного характера, обладает поверхностно-активными свойствами. С этой точки зрения нежелательно удаление из топлива гетероатомных соединений. Однако последние при повышенных температурах (\V100 °С) легко окисляются с образованием осадков, т.е. являются основной причиной низкой термоокислительной стабильности реактивных топлив, получаемых прямой перегонкой нефти. Дли ее улу»Ш1ения, а часто и для обессеривания прямогонные топлива подвергают гидроочистке. В результате ухудшаются их противоизносные свойства и химическая стабильность (табл. 1.15).

1 15. Влияние гидроочистки топлив на их противоизносные свойства (по междуведомственному методу)

Поэтому прямогонные топлива ТС-1 имеют лучшие противоизносные свойства, че,м гидроочишенные (при гидроочистке не только удаляется значительная часть гетероатомных соединений, но изменяется их структура, в результате чего их поверхностно-активные свойства менее выражены). Топливо РТ содержит 0,003 % присадки «К», вводимой в гидрогенизационные топлива для улучшения их противоизносных свойств.

В трибохимических процессах участвует кислород, pacтвopefный в топливе и содержащийся в гетероциклических соединениях. Увеличение содержания растворенного в топливе кислорода усиливает интенсивность окисления поверхностей трения, что приводит к увеличению их износа. Закономерное улучшение противоизносных свойств топлив при их деаэрации или азотировании подтверждается результата.ми испытаний топлив на насосах НР-21Ф2 по междуведомственному .методу (табл. 1.16).

С увеличением высоты полета массовое содержание растворенного кислорода снижается, и противоизносные свойства топлив Улу»ш1аются.

Однако 13 мировой практике эффективное улучшение противоиз-носных свойств топлив достигается применением специальных присадок.

Электрические свойства топлива определяют пожаробезопасность процесса заправки им топливозаправщиков и летательных аппаратов и работу топливоизмерительной аппаратуры.

Случаи взрывов и пожаров, возникающих при эксплуатации авиационной техники из-за разрядов статического электричества, зарегистрированы как в России, так и за рубежом.

В связи с тем, что реактивные топлива состоят, в основном, из соединений, которые неполярны или слабополярны, топлива являются практически диэлектриками, т.е. плохо проводят электрический ток. Это качество топлива определяет способность к накоплению зарядов в его объеме при перекачке.

Заряды возникают при наличии в топливе незначительных количеств полярных соединений и воды. Осушенные и очищенные от полярных соединений углеводороды и топлива практически не электризуются. Однако топлива такой степени очистки на практике в обращение не поступают, и все товарные топлива представляют потенциальную опасность искрообразования от статического электричества.

Электрические свойства топлива в значительной степени определяются удельной электрической проводимостью, которая для товарных реактивных топлив выражается в единицах пикоСименс/метр (1пСм/м = 10-Ом -м )• Электропроводность реактивных топлив не является величиной постоянной, а зависит от температуры и увеличивается с ее ростом (рис. 1.2). Для товарных стандартных топлив она не

превышает 10 пСм/м.

Установлено, что наибольшую опасность от разрядов статического электричества представляют товарные топлива с электропроводностью 4-7 пСм/м.

Рис. 1.2. Зависимость электропроводности у реактивных топлив от температуры:

/ - Т-Г, 2 - РТ; 3 - ТС-1; 4 - Няфтил; .5 - Т-6

~J0 -20 -10 60 "Справочник» -

О 10 30 50 70°С

Топлива с таким уровнем электропроводности не обеспечивают безопасность перекачки, заправки летательных аппаратов. При движении такого топлива по трубопроводам происходит его электризация, образование в нем электрического заряда, который в силу малой проводимости топлива не релаксируется, а переносится в топливный бак и приводит к накоплению в объеме перекаченного топлива опас1юго уровня статического электричества, в ряде случаев бывает достаточно, чтобы вызвать электрический разряд.

Основными критериями, характеризующими степень электризации, являются напряженность электрического поля поверхности топлива в баке и величина заряда, перенесенного в разряде (О, мкКл), а также объемная плотность заряда (р, мкКл/м)- Чем больше электропроводность топлива, тем быстрее релаксируется заряд и его накопление не происходит;

Электропроводность, пСм/м.....................................0,1 1,0

Время релаксации, с..............................................184,8 18,48

100 1000 0.1848 0,0184

При прочих равных условиях электризация возрастает с повышением скорости перекачки и степени фильтрации.

На рис. 1.3 приведена характерная зависимость электризации топлива от скорости прокачки.

С целью обеспечения пожаробезопасности от статического электричества введены ограничения на скорости перекачки реактивных топлив.

Поданным В.Н. Гореловой и В.В. Ма/зышева.максимачьнодопустимая скорость заправки авиатехники топливом составляет: для топлива Т-2 - 500 л/мин, ТС-1 и РТ - 700 л/мин, Т-8 и Т-8В - 1100 л/мин, Т-6 - не офаничена.

л Mf/i/*.- Рис. 1.3. Зависимость

9у,тКпт объемной плотности

заряда р и установившегося заряда в

баке от скорости прокачки топлива W: \ - исходное топливо

без приемки; 2 - устанопиншинея

заряд 1> баке при прокачке исходното топлика; 3 - топлиш с nphcajtkoti См1бол

(0,0002%); 4 - зафиксированные электрические заряды

то Цп/мин