KONSTRUKCINĖS IR EKSPLOATACINĖS MEDŽIAGOS...UDK 629.113 (075.8) Ab89 ISBN 978-9955-706-74-8 Recenzavo: SEMION BONDAREV, „Astra, AB mašinų gamykla“ valdybos pirmininkas ir

KONSTRUKCINĖS IR EKSPLOATACINĖS MEDŽIAGOS

AUTORIAI: DANUTĖ ABRAMAVIČIENĖ VIKTORAS KASULAITIS

Vilnius 2012

UDK 629.113 (075.8) Ab89

ISBN 978-9955-706-74-8

Recenzavo:

SEMIONBONDAREV,„Astra,ABmašinųgamykla“ valdybospirmininkasirgeneralinisdirektorius.

Dr.doc.RYTISZAUTRA,Inžinerijosfakultetodocentas, Alytauskolegija

PagalAlytauskolegijosvykdomąprojektą

„Alytauskolegijosstudijųkokybėsgerinimasirtarptautiškumodidinimas,atnaujinantstudijų

programaskintančiosdarborinkoskontekste(STUGER)“

Nr.VP1-2.2-ŠMM-07-K-01-003

4

Turinys

I. Konstrukcinės medžiagos

1. Metalų ir jų lydinių sandara ir savybės .......................................... 11

1.1.Įvadas........................................................................................111.2.Metalųirlydiniųsandara..........................................................171.3.Metalųirlydiniųsavybės...........................................................22

2. Ketaus gamyba, sudėtis, savybės, panaudojimas .......................... 26

2.1.Ketausgamyba..........................................................................26

3. Plieno gamyba, sudėtis, savybės, klasifikacija, panaudojimas ....... 34

3.1.Plienogamyba...........................................................................343.2.Plienoklasifikacija,žymėjimasirpanaudojimas........................383.3.Plienųpanaudojimasautomobiliųgamyboje............................433.4.Terminisirtermocheminismetalųapdirbimas..........................45

4. Spalvotieji metalai ir jų lydiniai ..................................................... 53

4.1.Varisirjolydiniai.......................................................................534.2.Aliuminisirjolydiniai................................................................574.3.Titanasirjolydiniai...................................................................614.5.Cinkasirjolydiniai.....................................................................654.6.Berilisirjolydiniai.....................................................................674.7.Lydmetaliai................................................................................684.8.Kietlydiniai.................................................................................69

5. Plastikai ir guma ........................................................................... 71

5.1.Plastikaiirjųpanaudojimas.......................................................715.2.Gumairjospanaudojimas.........................................................73

6. Sandarinimo medžiagos, klijai ...................................................... 74

6.1.Sandarinimomedžiagos............................................................746.2.Klijai...........................................................................................766.3.Gruntai,dažai,lakai...................................................................776.4.Kitoskonstrukcinėsmedžiagos..................................................78

5

II. Eksploatacinės medžiagos

7. Automobilių degalai ..................................................................... 83

7.1.Naftairjossudėtis.....................................................................837.2.Benzinas,josavybės,sudėtis....................................................887.3.Dyzelinas,josavybės,sudėtis....................................................957.4.Degalųpriedai...........................................................................997.5.Alternatyviejidegalai...............................................................1057.6.Gamtinėsautomobilinėsdujos(suskystintosnaftosir

suslėgtosgamtinėsdujos).......................................................1097.6.1.Suskystintosnaftosdujos.....................................................1097.6.2.Suslėgtosgamtinėsdujos.....................................................112

8. Automobilių alyvos .................................................................... 113

8.1.Varikliųalyvųpaskirtis,savybės..............................................1138.2.ACEAvarikliųalyvųklasifikavimas...........................................1238.3.APIvarikliųalyvųklasifikavimas..............................................1258.4.Transmisiniųalyvųklasifikavimas............................................1288.5.Hidraulinėsalyvos...................................................................130

9. Automobilių tepalai .................................................................... 133

9.1.Tepalųklasifikavimas,sudėtis,techninės charakteristikos,kokybė,paskirtis...........................................133

10. Aušinimo sistemų skysčiai ........................................................ 139

11. Hidraulinių sistemų skysčiai ...................................................... 142

12. Kitos eksploatacinės medžiagos (apsauginiai skysčiai, korozijos inhibitoriai, apiplovimo skysčiai) ............................... 144

Literatūra ..................................................................................... 146

6

KONSTRUKCINĖS IR EKSPLOATACINĖS MEDŽIAGOS

„Konstrukciniųireksploataciniųmedžiagų“mokomojiknygaskir-takolegijųstudentams,studijuojantiemsAutomobiliųtechninioeksploatavimostudijųprogramą.

Automobiliųtechninėspriežiūrosirremontometuatliekamiar-dymo-surinkimo,detaliųparinkimoirpakeitimodarbai,mecha-nizmaiirsistemospripildomieksploataciniaisskysčiais,šieskys-čiai periodiškai keičiami. Taip pat atliekami detaliųmechaniniobeiterminioapdirbimodarbai.

Visųšiųdarbųatlikimometulabaisvarbužinoti,iškokiųmedžia-gųpagamintosdetalės,kokiomis savybėmis jospasižymi,kokieapdirbimobūdaigalibūtitaikomi,kaipdetalėsgalibūtisugadina-mosnetinkamuapdirbimu.

Nemažai žinių reikia parenkant ir naudojant įvairias eksploata-cines medžiagas. Tik žinant šių medžiagų savybes, ženklinimą,naudojimo taisykles ir reikalavimus, įmanomakokybiškai atliktiautomobiliųtechninępriežiūrąirremontą,užtikrintipatikimąirsaugiąautomobiliųeksploataciją.

Pirmamešiovadovėlioskyriujenagrinėjamametalųbeijųlydiniųsandarairsavybės,ketausbeiplienogamyba,sudėtis,savybės,žymėjimasirpanaudojimasautomobiliuoseirkitosesrityse.Ap-tariamimetalųirjųlydiniųterminioirtermocheminioapdirbimobūdai,jųtaikymas.Pateikiamamedžiagaapiekietlydinius,spal-votuosiusmetalusirjųlydinius,detaliainagrinėjamosjųsavybės,panaudojimas.Taippatnagrinėjamosnemetalinėskonstrukcinėsmedžiagos:plastikai,guma,stiklas,keramika,kompozicinėsme-džiagos,sandarinimomedžiagos,klijai,dažai,gruntai,lakaiirki-toskonstrukcinėsmedžiagos.

7

KONSTRUKCINĖSMEDŽIAGOS

Antrameskyriujenagrinėjamoseksploatacinėsmedžiagos–vari-klinėsirtransmisinėsalyvos,automobiliniaidegalai,tepalai,au-šinimobeihidrauliniųsistemųskysčiai,kitieksploataciniaiskys-čiai.Pateikiamainformacijaapiešiųmedžiagųsavybes,techninescharakteristikas, jųklasifikavimą,rekomendacijos,kaipteisingaiparinkti ir naudoti šias medžiagas automobilių eksploatacijos,techninėspriežiūrosbeiremontometu.

Įsisavinę šiomodulio turinį Jūs turėsite pakankamai žinių apiekonstrukcinių ir eksploatacinių medžiagų savybes, apdirbimą,panaudojimąprisilaikantgamintojo,darbuotojųsaugos,aplinkosapsaugosreikalavimų,įgysitereikalingųpraktiniųįgūdžių.

i

KONSTRUKCINĖS MEDŽIAGOS

11


1. METALų IR jų LyDINIų SANDARA IR SAVyBĖS

1.1. ĮVADAS

Daugumamedžiagų(natūraliųirgautųdirbtiniubūdu)yraįvairūscheminiųelementų,sudarytųišvienodųatomų,deriniai.

Mokslas apie mašinų ir prietaisų dalims gaminti naudojamaskonstrukcinesbeieksploatacinesmedžiagas,jųsavybesiršiųsa-vybiųpriklausomybęnuomedžiagoscheminėssudėties,vidinėssandaros,vadinamasmedžiagųmoksluarbamedžiagotyra.

Pagrindinisšiomokslouždavinys–paaiškintiirnurodytikaippa-rinktitinkamiausiasmedžiagasmašinųirmechanizmųdetalėms,atsižvelgiantįjųdarbopobūdį,kaipsuteiktijomsoptimaliassa-vybesįvairiaiapdorojant,kaipteisingaiparinktiirpanaudotieks-ploatacinesmedžiagas.

Tinkamasmedžiagosparinkimasužtikrinanetikatskirosdetalės,bet ir visomechanizmodarbingumą, patikimumą, ilgaamžišku-mą, taip pat yra svarbus ekonomiškai. Kuo ilgiau detalė išliekadarbinga,tuomažesnėjosgamybaisunaudotųišlaidųdalistenkaatliktodarbovienetui.Atsparesnėsmedžiagosleidžiasumažintidetaliųmatmenis.Todėlsutaupomimetalai,kitosmedžiagos,su-mažėjadetalėsgaminimodarbųapimtis,mažiaureikiaišgautiirperdirbtižaliavų,mažiausunaudojamaenergijos.Taupomigam-tiniai ištekliai,mažesnėaplinkos tarša. Todėlnemažiau svarbusmedžiagotyrostikslas–naujųmedžiagų,turinčiųgeresnesreika-lingassavybes,kūrimoirpanaudojimogalimybiųnagrinėjimas.

Konstrukcinės medžiagos tai metalai bei jų lydiniai ir nemetali-nės medžiagos, naudojamos mašinų ir mechanizmų detalėms, įvairių konstrukcijų elementams gaminti.

Eksploatacinės medžiagos tai mechanizmų patikimą veikimą užtikrinančios medžiagos, ir medžiagos, naudojamos mašinų ir

12

mechanizmų techninės priežiūros bei remonto metu.

Svarbiausiamašinų irmechanizmų, prietaisų gamybos konstruk-cinėmedžiagayrametalai ir jų lydiniai. Jie sudaro80–90%visųkonstrukciniųmedžiagųmasės.Didžiausiąnaudojamųmetalųdalįmašinosesudarojuodiejimetalaiirlydiniai–ketus,plienas,tech-ninėgeležis.

1 pav. Plieninės kėbulo dalys

Kitimetalaivadinamispalvotaisiaisirskirstomipagalįvairiuspo-žymius.Svarbiausiosspalvotųjųmetalųgrupės–lengviejimeta-lai(aliuminisAl,magnisMg,berilisBe, titanas Ti irkt.),sunkiejimetalai(varisCu,nikelisNi,cinkasZn, alavas Sn, švinas Pb irkt.),sunkiailydūsmetalai(volframasW,molibdenasMo, tantalas Ta, vanadis V, cirkonisZr, chromasCr ir kt.), lengvai lydūsmetalai(galisGa,kadmisCd, alavas Sn, švinas Pb,cinkasZn,bismutasBi irkt.),tauriejimetalai(auksasAu,sidabrasAg,platinaPt irkt.),retiejimetalai(lantanidai,radioaktyvieji,kaikuriesunkiejiirkt.).

Šiuometužinomi109cheminiaielementai(2 pav.).Visielemen-taiskirstomiįmetalusirnemetalus.Metalaisvadinamicheminiaielementai, kurių būdingos žymės yra neskaidrumas, blizgesys,gerasšiluminisirelektrinislaidumas,odaugeliuimetalųtaippatbūdingaskalumasirsuvirinamumas.

Nuoįvairiųsavybiųpriklausoirskirtingasmetalųpraktinispanau-dojimas.

13


2 pa

v. P

erio

dinė

ele

men

tų le

ntel

ė

14

Geležis paprastainaudojamakaippagrindinėketaus irplieno–geležiesiranglieslydiniųsudėtinėdalis.

Varis irjolydiniai,pasižymintysdideliuelektriniuiršiluminiulai-dumu,plačiainaudojamielektrotechnikoje,šiluminėstechnikosdetaliųgamybai.

Aliuminiolydiniainepakeičiamilengvųirstiprių,atspariųkorozi-jaidirbiniųgamyboje,nemažaijųyraautomobilyje.

Auksas dažniausiai naudojamas papuošalų gamybai, elektroni-niuoseprietaisuose.

Daugelis kitųmetalų (nikelis, chromas,manganas,magnis, bis-mutas,stibis,vanadis,molibdenas,titanas,kobaltasirkiti)dau-giausianaudojamikaipsudėtinėsįvairiųlydiniųdalys.

3 pav. Cheminių elementų pasiskirstymas gamtoje (Žemės plutoje, %)

Cheminiai elementai Žemėsplutojepaplitę labainevienodai (3 pav.).PagrindinęŽemėsplutosmasėsdalįsudarodevynichemi-niai elementai: deguonis, silicis, aliuminis, geležis, kalcis, mag nis, nat ris, kalis, vandenilis.

Šieelementai sudaroapie99%visoŽemėsplutos svorio.Visų

15


kitųelementųdaliaitenkatikmaždaug1%.Daugumacheminiųelementųgamtojeegzistuojanegrynupavidalu,osudaroįvairiuscheminius junginius sukitaiselementais (pvz.,vandenilis irde-guonissudarovandenį,silicisirdeguonis–siliciooksidą,geležisiraliuminisrandamitikjunginių–oksidųardruskųpavidalu).ŠiejunginiaisudarodaugelįŽemėsmineralųbeiuolienų.DaugiausiapaplitęŽemėsplutojemetalaiyra–aliuminis(8,2%plutossvorio)irgeležis(5,8%plutossvorio).KadangijiepasižymivertingomisbeireikiamomissavybėmisirŽemėjeyradidžiulėsšiųmetalųat-sargos,juosganalengvaišgauti,taijiemstenkapagrindinėvietametalųpramonėjeirmašinųgamyboje.

Įvairios medžiagos naudojamos automobilių gamyboje. Gami-nantautomobiliodalisirdetalesnaudojamiįvairūsmetalaiirjųlydiniai, stiklas ir keramika, plastmasės, guma ir kaučiukas, au-galiniai irmineraliniaipluoštaibeiaudiniai,dažai ir lakai, klijai,antikorozinėsirizoliacinėsdangųmedžiagos,eksploatuojantau-tomobilius reikalingi degalai, alyvos, tepalai, aušinimo skysčiai,plovikliai,elektrolitasirkt.Jųvidutinėsproporcijosautomobilyjematomos 4 paveiksle.

4 pav. Medžiagų panaudojimas lengvajame automobilyje (2005 m., %)

Nuolat tobulinamos medžiagos, kuriamos naujos apdirbimotechnologijosbeinaujilydiniaikeičiaankstesnesmedžiagųnau-dojimoautomobiliuoseproporcijas.

16

Pastaraisiaismetaisautomobilyjevisdaugiaugaminių iš lengvųirtvirtųaliuminio lydinių,žymiai išaugoplastikųpanaudojimas,mažėjaplienoirketausgaminiųmasė(5 pav.).Visdaugiaustipriaiapkraunamųkėbulokonstrukcijoselementųgaminama iš susti-printųangliniųbeilegiruotųplienų.Kadangišieplienaiatsparesnismūgiams,detalesgalimagamintiplonesnes,tuosumažinantjųirvisokėbulomasę,okėbuloatsparumasnetgipadidinamas.Tuopačiu sukuriamos efektyvios deformacinės zonos, didinančiosžmoniųautomobilyjesaugumąįvairiųavarijųatveju(6 pav.).

5 pav. Konstrukcinių medžiagų panaudojimo lengvajame automobilyje dinamika (%)

6 pav. Kėbulo detalės iš sustiprinto plieno

17


1.2. METALų IR LyDINIų SANDARA

Visosmedžiagossudarytosišatomų.Kiekvienasmedžiagos(che-minio elemento) atomas yra sudėtinga sistema, susidedanti išteigiamąkrūvį turinčio branduolio irbesisukančiųaplink jįnei-giamai įkrautų dalelių – elektronų. Atomų branduolių sandarasudėtinga.Juoseyrateigiamaiįkrautosdalelės–protonaiirdale-lės,neturinčiosjokiokrūvio,–neutronai.Pagrindinėatomomasėsukauptajobranduolyje.Elektronomasė1840kartųmažesnėužprotonoarbaneutronomasę.

Atomoelektronųskaičiuslygusprotonų,esančiųelementoato-mobranduolyje,skaičiui.Kiekvienoelementoatomuosešisskai-čius skirtingas. Jisnustatomaselementoeilėsnumeriuperiodi-nėjeelementųlentelėje.Elektronaiatomuosepagaljųenergijoslygį susiskirstę sluoksniais ir posluoksniais. Elektronų skaičiusposluoksniuoseirposluoksniųskaičiussluoksniuoseyraribotas.Pagališoriniųposluoksniųužpildymąirnuotopriklausančiassa-vybesvisicheminiaielementaiskirstomiįketuriasgrupes.

Pirmoji grupė – elementai, kurių atomų išoriniai posluoksniaivisaiužpildyti(turiaštuoniselektronus).Jienelinkęneiatiduotisavoelektronų,neiprisijungtikitų,todėlreakcijosenedalyvauja.Taiinertinėsdujos.

Antrojigrupė–elementai,kuriųatomųišoriniuoseposluoksniuo-seikivisiško8elektronųposluoksnyjeužpildymotrūkstavieno-dviejų elektronų. Jie linkę trūkstamus elektronus prisijungti irtaptineigiamaisiaisjonais.Tainemetalai.

Trečioji grupė – elementai, kurių atomų išoriniuose posluoks-niuoseyravienas,du,kartaistryselektronai.Jiešiuoselektronusganalengvaiatiduodairtampateigiamaisiaisjonais.Taimetalai.

Ketvirtojigrupė–elementai,kuriųišoriniuoseposluoksniuoseyravidutiniselektronųskaičius.Jiešiuoselektronuslengvaiatiduodaarbaprisijungiakitus, todėl jų savybės įvairiomis sąlygomisyraskirtingos.Taipusmetaliai(puslaidininkiaigermanis,silicis).

18

Elektronaidideliugreičiusukasiapiebranduolįapskritiminėmisarbaelipsinėmisorbitomis(sluoksniaiirposluoksniai),kuriosnuobranduolio yra skirtingu atstumu (7 pav.). Didžiausią įtaką ele-mentosavybėmsturiišorinės orbitos elektronai.

7 pav. Elektronų pasiskirstymas orbitose

8 pav. Metalų sandaros schema

Metaluoseišorinėjeorbitojeyratik1–2(kartais3)elektronai,irmetalųatomai, skirtingainuonemetalų, savo išoriniuselektro-nuslengvaiatiduodairpavirstateigiamaiįkrautaisjonais.

Tokiu būdu, metalų sandara yra nepaslankių jonų ir supančiųjuoselektronų,lengvaipereinančiųišvienosorbitosįkitą,deri-nys.Veikiamivienumetukeliųteigiamaiįkrautųjonų,elektronaisudarolengvaijudantį„elektroninįrūką“,kurisyraryšiuvisaime-talo masei (8 pav.).

Laisvaijudėdami,elektronaisąlygojatokiasbūdingasmetalųsa-vybes,–elektrinįiršiluminįlaidumąbeiplastiškumą.

Tyrimaisirbandymaisnustatyta,kadmetalųirjųlydiniųsandarakietamebūvyjeyrakristalinė,taiyra,jųatomaierdvėjeišdėstytitamtikrageometrinetvarka,onechaotiškai,kaipamorfinių me-džiagų.Kristaliniamskūnamsypačbūdingaskristalizacijosproce-sas,t.y.perėjimasišskystobūvioįkietą,esanttiksliaiapibrėžtai

19


temperatūrai, kuri vadinama kristalizacijos temperatūra, arbalydimosi temperatūra(kaitinant).

9 pav. Metalo aušinimo (kristalizacijos) kreivė Tkristalizaci

jos (lydimosi) temperatūra

Kaitinamasmetalastamtikrojetemperatūrojelydosiirsuskystė-ja.Nustojuskaitinti,skystasmetalaspamažuaušta(atkarpaAB),imastingti,sukietėja(BCatkarpa)(9 pav.).Žemiaušiostempera-tūrosmetalasyrakietamebūvyje(CDatkarpa).

Stingstančiamemetaleatsirandakietometalosalelių,kuriosva-dinamos kristalizacijos centrais. Šiuose centruose metalo ato-mai jungiasi į kristalus kiekvienammetaluibūdinga tvarka.Taivadinama pirmine kristalizacija. Augdami kristalai trukdo vienikitiems,todėljiedeformuojasi, lūžinėjairnetenkajiemsbūdin-gos formos. Šie kristalai vadinami grūdeliais. Metalui auštantlėtai,susiformuojastambūsgrūdeliai,okietėjantgreitai–daugsmulkių grūdelių. Stambesnių grūdelių metalas minkštesnis, osmulkesnių–kietesnis.Aušinantmetaląskirtingugreičiu,galimasuteikti jam įvairiaskietumo ir stiprumosavybes.Taivadinamaterminiumetaluapdirbimu.

20

Mažiausias taisyklingas atomų derinys erdvėje, pasikartojantismedžiagojebetkuriakryptimi,vadinamaselementariąjagardele.Metaluosedažniausiaisutinkamostrijųtipųelementariosiosgar-delės:kubinėcentruototūriogardelė,žymimaKCT(17metalų:chromo,vanadžio,volframo,geležieskambariotemperatūrojeirkt.),kubinėcentruotopaviršiausgardelėKCP(19metalų:švino,vario,aukso,nikelioaliuminio irkt.),heksagoninėtankigardelėHT(27metalų:berilio,magnio,cinkoirkt.).

Daugumosgardeliųatstumaitarpatomųcentrų(matmenysairc 10 paveiksle)yranuo0,2iki0,6nm(nanometrai).Šiųgardeliųschemossupažymėtaissusiliečiančiųatomųcentraisparodytos10 pav.Pavienėselementariosiosgardelėsneegzistuoja.Josįei-naįkristalinėsgardelėssudėtį,kurturibendrųatomųsukitomisgardelėmis. Kristalinė gardelė – tai taisyklingas elementariųjųgardeliųderinys.

Realūsmetalaiyrasudarytiišdaugelioįvairiaiišsidėsčiusiųkrista-liniųgardeliųdarinių,vadinamųmetalogrūdeliais.Kuosmulkes-nigrūdeliai,tuodidesnėmetalotakumoriba,smūginistąsumas,mažesnistrapumas.

10 pav. Metalų elementariosios gardelės: a – kubinė centruoto tūrio KCT, b – kubinė centruoto

paviršiaus KCP, c – heksagoninė tanki HT

21


Metalaiyrakristalinėsmedžiagos,tačiaukaikuriemetalai(Fe, Ti, Ni, Co, Sn)turisavybękietamebūvyjekeistisavovidinęsandarą.Šimetalų ir lydinių savybė vadinama antrine kristalizacija arbaalotropija.

11 pav. Grynos geležies aušinimo kreivė A2, A3, A4 alotropinių pakitimų temperatūros; αFe,

βFe, γFe, δFe – alotropinės geležies kristalinės gardelės atmainos

Atomai persigrupuoja ir nauja kristalinė gardelė susidaro tamtikrosetemperatūrose.Šiųpakitimųtemperatūrųžinojimasyrasvarbus,nessusidarantnaujaikristalineigardelei,keičiasimetaloarlydiniosavybės.

Kaitinantgrynągeležį,joskristalinėgardelėpasikeičiakeliskartus.Alotropiniaipakitimaigeležyjevykstaesant768°C,911°C,1392°Ctemperatūroms.1535(1539)°Ctaigeležies lydimositempe-ratūra,kurigalibūtišiektiekskirtinga,priklausomainuogeležiesgrynumo.11 pav.pavaizduotagrynosgeležiesaušinimokreivėiralotropiniaipakitimai.Metalųirlydiniųstruktūroskitimaileidžiataikytiįvairiusterminioapdirbimobūdusirplačioseribosekeistimetaloarlydiniosavybes.

22

1.3. METALų IR LyDINIų SAVyBĖS

Įvairiosmetalųirlydiniųsavybėsskirstomosįfizines,chemines,mechaninesirtechnologines.

Fizinės savybės yraspalva,blizgesys,tankis,lydymositemperatū-ra,šilumoslaidumas,šiluminisplėtimasis,šiluminėtalpa,elektri-nislaidumas,savybėįsimagnetinti.

Pagal spalvąmetalai sąlygiškai skirstomi į juoduosius ir spalvo-tuosius.Juodieji–taigeležieslydiniai–ketusirplienas,spalvo-tieji–visilikusieji.

Tankiu vadinamasmedžiagoskiekis(masė),esantistūriovienete(kg/m³).Metalaiirlydiniaiyraskirtingotankio.Pvz.:geležiestankis–7870kg/m³,aliuminiotankis–2699kg/m³,magniotankis–1739kg/m³,osmiotankisbeveik13kartųdidesnis–22570kg/m³.

Lydymosi temperatūrosvisųmetalųirlydiniųyraskirtingos.Pvz.,alavaslydosiesant232°Ctemperatūrai,geležis–1535°C,ovolf-ramas–3422°Ctemperatūrai.

Šilumos laidumu vadinamametalųsavybėįvairiugreičiupraleistišilumą,juoskaitinantiraušinant.Kuogreičiaumetalaspraleidžiašilumą,tuogreičiauirtolygiaujisįkaista,oaušinamasatiduodašilumą.Didžiausiasšilumoslaidumas:sidabro–429W/m·K,vario–401W/m·K,geležies–80,2W/m·K,labaimažastitano–21,9W/m·K.

Šiluminis plėtimasis –taimetalųsavybėplėstis, juoskaitinant.Aušinant vyksta atvirkštinis reiškinys. Šildomi labai plečiasi švi-nas,kadmisaliuminis,alavas,ovolframas,osmis–penkis-šešiskartusmažiau.

Šiluminė talpa–taimetalųsavybėsugertišilumą.Daugeliome-talųšiluminėtalpanėradidelė,todėljiemsįkaitintireikianedaugšilumos.

Elektrinis laidumas–taimetalųsavybėpraleistielektrossrovę.

23


Dažniausia apibūdinama specifine elektrine varža. Mažiausiąelektrinęvaržąturisidabras,varisiraliuminis,obismuto,nikelio,chromoelektrinėvaržažymiaididesnė.Temperatūrose,artimo-seabsoliutausnuliotemperatūrai,metalųelektrinėvaržabegalosumažėja.Taivadinamasuperlaidumu.

Kaikuriemetalaiirlydiniaiturimagnetines savybes–geležisirjos lydiniai, kobaltas, nikelis, samaris. Kitimetalai ir jų lydiniaipraktiškainemagnetiški.

Mechaninės savybės pasireiškia veikiant įvairioms jėgoms irapkrovoms.Tai stiprumas, tamprumas,plastiškumas,kietumas,smūginistąsumas,patvarumas.

Stiprumas – tai savybėpriešintis išorinių jėgųpoveikiui nesuy-rant. Įvertinamas stiprumo riba tempiant, gniuždant, lenkiant,sukant.Labai stiprūsmetalai–molibdenas,volframas,oalavo,švinostiprumastempiantlabaimažas.

Tamprumu vadinamametalųsavybėsugrįžtiįpradinępadėtįnu-stojusveiktiišorinėmsdeformuojančiomsjėgoms.

Plastiškumu vadinamametalo savybė keisti savo formąnesuy-rant,kaijįveikiaapkrova,irišlaikytinesikeičiančiąformąpoto,kaiapkrovanustojaveikusi.Priešingaplastiškumuisavybė–tra-pumas.

Kietumas –taimetalosavybėpriešintisįspaudimuiįjįkito,kie-tesniokūno.Nuokietumopriklausogalimybėpanaudotimetaląįvairiomsdetalėms ir įrankiamsgaminti.Kuokietesnismetalas,tuodaugiaureikiajėgosjamapdirbti.

Smūginis tąsumas taimetalopasipriešinimassmūginiųapkrovųveikimui.

24

1 lentelė. Kai kurių metalų fizinės ir mechaninės savybės HBkietumo vienetai pagal Brinelį (pagal BOSCH Automotive handbook)

Metalas Sim-bolis

Tankis

kg/m³

Lydy-mosi

tempe-ratūra °C

Šilu-minis laidu-mas

W/m·K

Tempi-mo riba

MPa

Kietu-mas

HB

Alavas Sn 7290,0 232,0 65,7 17,0 40,0

Aliuminis Al 2699,0 660,0 237,0 55,0 170,0

Auksas Au 19320,0 1064,0 317,0 120,0 190,0

Berilis Be 1848,0 1278,0 200,0 350,0 720,0

Chromas Cr 7190,0 1875,0 93,7 420,0 900,0

Cinkas Zn 7140,0 419,0 116,0 200,0 440,0

Cirkonis Zr 6510,0 1825,0 22,7 253,0 645,0

Geležis Fe 7870,0 1535,0 80,2 190,0 400,0

Kobaltas Co 8900,0 1495,0 69,1 500,0 500,0

Magnis Mg 1739,0 648,8 156,0 115,0 350,0

Manganas Mn 7470,0 1244,0 66,6 510,0 3270,0

Molibdenas Mo 10220,0 2623,0 138,0 1000,0 1800,0

Nikelis Ni 8900,0 1455,0 90,7 500,0 700,0

Niobis Nb 8580,0 2477,0 53,7 340,0 600,0

Platina Pt 21450,0 1769,0 71,6 143,0 470,0

Sidabras Ag 10500,0 961,9 429,0 100,0 250,0

Švinas Pb 11340,0 327,5 35,5 12,0 40,0

Tantalas Ta 16650,0 2966,0 57,5 206,0 500,0

Titanas Ti 4510,0 1660,0 21,9 256,0 1000,0

Vanadis V 6110,0 1890,0 30,7 120,0 700,0

Varis Cu 8960,0 1083,0 401,0 220,0 350,0

Volframas W 19250,0 3422,0 174,0 1100,0 3750,0

Daugeliuidetaliųlabaisvarbiosyrametalųirlydinių,iškuriųjospagamintos,mechaninės savybės.Josnustatomosatliekantspe-cialiusbandymus.Tamtikrosformosirmatmenųbandiniaitem-piami,gniuždomi,lenkiamiarbasusukamimatuojantveikiančiasapkrovasirbandiniųpokyčiusikisuirimo.Taipnustatomasmeta-lųstiprumas,plastiškumas,tamprumas.Medžiagųkietumasnu-

25


statomastrimisbūdais:fiksuotodydžiojėgaįspaudžiantįbando-mąpaviršiųplieninįgrūdintąrutuliuką(pagalBrinelį),deimantinįkūgį (pagalRokvelą) arbadeimantinępiramidę (pagalVikersą).Kietumas įvertinamaspagal įspaudųmatmenis. Tarp skirtingaisbūdaisnustatytųkietumoreikšmiųnėratiesioginėspriklausomy-bės.Vienikietumovienetaiįkitusperskaičiuojamiišlyginamųjųlentelių.Smūginistąsumas(atsparumassmūginėmsapkrovoms)nustatomassmogiantšvytuokliniumuštuvuįspecialųbandinįpa-galsuardymuisunaudotądarbą.

Technologinės savybės tai metalų sugebėjimas pasiduoti įvai-riemsapdirbimobūdams.

Iš technologiniųsavybiųypačsvarbiosapdirbamumaspjovimu,suvirinamumas, kalumas, takumas išlydytame būvyje, atsparu-masdilimui,grūdinamumas.

Kaikuriųmetalųfizinėsirmechaninėssavybėspateiktos1 lente-lėje.

26

2. KETAUS GAMyBA, SUDĖTIS, SAVyBĖS, PANAUDOjIMAS

2.1. KETAUS GAMyBA

Geležislengvaijungiasisuanglimiirsudarolydinius.Geležies-an-gliesirkitųcheminiųelementųlydiniaivadinamijuodaisiais.Jievadinamiketumiirplienu.

Ketus –taigeležies,anglies,mangano,silicio,sierosirfosforoly-dinys,turintisnuo2,14iki6%anglies.

Plienas –taigeležies,anglies,mangano,silicio,sierosirfosforolydinys,kuriameangliesbūnaiki2,14%.

Pagrindinisketaus gamybosbūdasyraaukštakrosnėsprocesas.Didžiausiaaukštakrosnėseišlydomoketausdalisnaudojamaplie-nogamybai,oišlikusiosdaliesgaminamiketiniailiejiniai.

Ketuiišlydytireikalingageležies rūda, fliusai, kuras ir oras.

Geležiesrūdos–taiuolienos,turinčiosdidelįgeležieskiekį.Rū-dojegeležisyraoksidųarbadruskų,susijungusiųsuuoliena,pa-vidalu.Fliusainaudojamibergždžiajaiuolienai irkuropelenamssulydytiįšlaką.Fliusaitaiklintys,kvarcitai,kalkakmeniai.Aukšta-krosnėskuras–taidažniausiakoksas,galibūtinaudojamamedžioanglis,mazutas.Koksasgaminamasišakmensanglies,kaitinantją specialiose krosnyse (kokso baterijose) be oro 950–1000 °Ctemperatūroje12–15val.Orasreikalingaskoksoangliesdegimuiirreikiamųsąlygųaukštakrosnėjesudarymui.

27


12 pav. Aukštakrosnė

Šiuolaikinėsaukštakrosnės–iki70maukščio,iki3000m³tūriošachtinės krosnys (12 pav.). Jose per parą išlydoma iki 5000 tketaus.Aukštakrosnę sudaropiltuvas, šachta,plačiausioji dalis,lydyklairžaizdras.Priepiltuvopritvirtintidujųnuvedimovamz-džiai,prokuriuossurenkamosaukštakrosnėjesusidarančiosdu-jos.Viršutinėježaizdrodalyjeįtaisytipūstuvai–įrenginiaikarštamorui į krosnį pūsti. Oras įkaitinamas šalia aukštakrosnės pasta-tytuose oro kaitintuvuose, kuriuose deginamos gamtinės arbaaukštakrosnėsdujos.Įaukštakrosnęperpiltuveesančiąįkrovimoangąpilamaįkrova–geležiesrūdos,koksoirfliusųmišinys.Perpūstuvusįaukštakrosnępučiamasiki900–1200°Cįkaitintasoras.Jamedegakoksas irsudaromossąlygosgeležiesredukavimui išoksidų.Geležisįanglinamakoksoirangliesoksidųanglimiirsusi-daroketus.Jopaviršiujekaupiasiskystasšlakas.

Ketausgamybosprocesąsudarotrysstadijos:

• geležiesregeneracijaišjosoksidų,

• geležiesįanglinimas,

• šlakosusidarymas.

Įkrovos medžiagos į aukštakrosnę pakraunamos, proporcingaikaitaliojantrūdą,kurąirfliusus.

Rūda regeneruojamadeginantkoksą.Kaikuriosešalysevietoje

28

koksonaudojamaakmensarbamedžioanglis.Degimaspraside-dažaizdrosrityje.Propūstuvųskylesįkrosnįpaduodamaskarštasorasirįkaitęskoksasimadegti:

C + O2 = CO2

Gautasangliesdvideginiskylaįviršųirsusiliečiasuįkaitintukok-su,sudarydamasangliesmonoksidą:

CO2 + C = 2CO

Angliesmonoksidaskylaįviršų.Būdamasstipriureduktoriumi,jisreaguojasugeležiesoksidaisrūdojeirjuosregeneruoja.Regene-racijavykstanuosekliainuoaukštesniųpriežemesniųoksidųikimetalinėsgeležiesišskyrimo:

Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe

Esant 900–1000 °C temperatūrai, angliesmonoksidas reaguojasugeležimi:

3Fe + 2CO = Fe3C + CO2

Susidaro geležies karbidas Fe3C, kuris, ištirpdamas geležyje, jąįanglina.Įanglintageležis,lašaispratekėdamatarpįkaitusiokok-sogabalų,papildomaiprisisotinaangliesiki3,5–4,5%.Tuopačiumetu,regeneruojantirįanglinantgeležį,vykstasilicio,mangano,sieros ir fosfororegeneracija iš įkrovosmedžiagų.Tamtikrašiųelementų dalis ištirpsta arba susimaišo su įanglinta geležimi irgaunamasketus–geležies,anglies,mangano,silicio,sierosirfos-forolydinys.Ketuskaupiasikrosniesžaizdrodugne.

Ketaus paviršiuje plūduriuoja iš rūdos bergždžiosios uolienos(cheminiųprocesųliekanos),koksopelenųirfliusų1200–1500°Ctemperatūrojesusidaręsskystasšlakas(jotankisyražymiaima-žesnisužketaustankį).

Šlakastaišalutinisaukštakrosnėsprocesoproduktas.Jisyrapigiaukštoskokybėsstatybinėmedžiagairnaudojamascemento,be-

29


tono,plytųgamybojebeikeliųstatyboje.Jeiguskystąšlakąpra-pūstikarštaisvandensgaraisarbaoru,gausimešlakovatą,kurinaudojamapastatųapšiltinimui.Skystąšlakąsupylus įvandenį,gaunamosšlakogranulės,tinkamosgarso,šilumosizoliacijai.

Išaukštakrosnėsišsiskiriančiosdujossurenkamos,filtraisišvalo-mosnuoaukštakrosnėsdulkiųirpanaudojamoskaipkurasaukš-takrosnės oro kaitintuvuose,marteno krosnyse, kokso baterijųkaitinimui,šiluminėseelektrinėsebeicheminiamperdirbimui.

Aukštakrosnėsdulkessudarosmulkiospradiniųmedžiagųdale-lės.Surinktosdulkėssukepinamossusmulkiageležiesrūda(aglo-meruojamos),granuliuojamos(smulkinamos)irvėlįkraunamosįaukštakrosnę.

Aukštakrosnėdirbaištisąparąbeprtraukųpenkerius-devyneriusmetus.Matavimoprietaisais lydymoeiga kontroliuojama ir ko-reguojama.Ketus išleidžiamasperžaizdrodugneesančius lata-kuskas3–4valandas,ošlakas,latakais,esančiaisaukščiau,–kas1,5–2 valandas, kai jo pakankamai susikaupia. Išleistas iš aukš-takrosnėsketusspecialiaisketausvežimėliaistransportuojamasįliejykląarbaįplienolydymocechus.

Aukštakrosnės darbo trukmė – penkeri–devyneri metai. Po toaukštakrosnėsustabdoma,ataušinama,išmontuojama,nugriau-namairpastatomanauja.

30

2.2. KETAUS SAVyBĖS IR PANAUDOjIMAS

Aukštakrosnėjeišlydytasketuspagalpaskirtįskirstomasįliejiminį(pilkąjį),perdirbamąjį(baltąjį)irspecialųjį(ferolydinius).

Pilkasisketus–taigeležiesanglies lydinys,turintis2,14–4,25%anglieslaisvografitopavidalu,1,25–4,25%silicio,iki1,3%man-gano,iki0,8%sieros,iki1,2%fosforo.Lūžyjejisbūnacharakte-ringospilkosspalvos.Silicisirmanganasgerinaketausstiprumą,atsparumąkarščiui, trinčiai, liejamumą. Sierabloginamechani-nesirliejimosavybes.Fosforasdidinaketaustakumą,atsparumąkorozijai.

Pilkasisketusgeraiapdirbamaspjovimu,yraganastiprus,atspa-ruskorozijai.Išpilkojoketausliejamistovai,stakliųkorpusai,lėta-eigiųpavarųkrumpliaračiai,pneumatiniaiirhidrauliniaicilindrai,kanalizacijosvamzdžiaiirarmatūra,smagračiai,stabdžiųbūgnaiirdiskai,sankabųdiskai,mechanizmųkarteriai,dangčiai,supor-tai,pakurųdetalės,dekoratyviniaidirbiniai,skulptūrosirkita.

Baltajameketujeanglisyrageležieskarbido(cementito)pavida-lo,todėlketusyrastiprus,kietas,betlabaitrapus,lūžyjebaltosspalvos.Išbaltojoketausatkaitinimobūdugaminamaskalusisirstiprusisketus.

Iškaliojoketausgaminamosautomobiliųdiferencialodėžės,pa-grindinėspavaroskarteriai,vairomechanizmokarteriai,ratųste-bulės,pakabossvirčių,lingiųkronšteinaiirkt.

Iš stipriojo ketaus gaminami stiprūsmechanizmų rėmai, cilindrai,krumpliaračiai, siurbliųkorpusai, laivųvarikliųalkūniniaivelenai irkt.

Bekaliojo irstipriojoketaus,automobiliųgamybojevartojamaslegiruotasis ketus. Iš chromo-nikelio, titano-vario turinčio legi-ruoto ketaus liejami automobilių variklių cilindrų blokai, blokogalvutės,skirstymoiralkūniniaivelenai,stūmokliožiedaiirkitosdetalės.

31


13 pav. Skirstymo velenas iš legiruotojo ketaus

14 pav. Iš legiruotojo ketaus lietas alkūninis velenas

Detalėms gaminti perdirbamasis ketus nenaudojamas, didžiojišioketausdalis(95%)perdirbamaįplieną.

Specialusisketus(ferolydiniai) taidaugsilicio ir fosforoturintyslydiniai,(ferosilicis,feromanganas)naudojamiplienogamyboje,plienuilegiruotiirdezoksiduoti.

32

15 pav. Ketaus gamybos technologinio proceso schema

Lietuvojenaudojamosmedžiagosžymimospagalkeletąstandar-tų: LST (Lietuvos), ISO, LST EN ISO (tarptautiniai), EN (EuroposNormos), GOST, PST (Rusijos). Pagal Europos normas EN ketusžymimasG.EN-GJL–pilkasisketus,EN-GJM –kalusisketus,EN-GJS –stiprusisketus.Raidėsnurodorūšį,skaičiai reiškiastipru-moribątempiantN/mm²irsantykinįpailgėjimą(%).PagalGOST

33


standartąbūnaCЧ –pilkasisketus,KЧ –kalusisketus,BЧ –sti-prusisketus.Skaičiaiporaidžiųrodostiprumoribątempiantkgf/mm²irsantykinįpailgėjimą(%).Ketausžymėjimoirpanaudojimopavyzdžiaipateikti2 lentelėje.

2 lentelė. Ketaus žymėjimas ir panaudojimas

Markė pagal LST EN

Markė pa-gal GOST

Panaudojimas

EN-GJL-200 CЧ20 Pilkasis ketus. Automobilių varikliųblokai, stabdžių diskai, mechanizmųkarteriai,stakliųkorpusaiirpan.

EN-GJM-550-4 KЧ55-4 Kalusis ketus. Automobilių ratų ste-bulės,pavarųdėžiųkarteriai,stabdžiųbūgnai,diferencialokarteriaiirpan.

EN-GJS-700-2 BЧ70 Stiprusis ketus. Automobilių alkūni-niaiirskirstymovelenai,guoliųdang-teliai,pavarųžvaigždutės,metaloap-dirbimostakliųdetalėsirpan.

16 pav. Alkūninio veleno smagratis iš pilkojo ketaus

34

3. PLIENO GAMyBA, SUDĖTIS, SAVyBĖS, KLASIFIKACIjA, PANAUDOjIMAS

3.1. PLIENO GAMyBA

Plienasyrapagrindinismetalas,tiksliaulydinys,naudojamasviso-sešiuolaikinėstechnikossrityseįvairiausiųkonstrukcijų,mašinųirjųdetaliųgamyboje.Kaipirketus,plienasyrageležiesirangliesbeikitųelementųlydinys,tačiaunuoketausskiriasimažesniuan-gliesirpriemaišųkiekiu.Plienągalimakalti,valcuoti,štampuoti,suvirinti, lituoti, iš jogalimatrauktivielą, lieti įvairiusgaminius.Plienaslabaistiprus,tąsus,plastiškas,jįgalimaapdirbtitermiškaiirtermochemiškai.Plienaspaprastaigaunamasišperdirbamojoketauskonverteriuose,martenoirelektrinėsekrosnyse.

17 pav. Deguoninis konverteris

35


Konverteris – tai ganadidelis plieninis kriaušės pavidalo indas,kurio vidus išklotasugniai atspariomisplytomis (17 pav.). Kon-verteriuose plienas gaminamas taip. Pro išlydytą perdirbamąjįketų, supiltą į konverterį, pučiamasoras arbadeguonis. Ketujeesantianglisdega(oksiduojasi)irjoskiekissumažėja.Kartuvyks-ta sieros, fosforo,mangano, silicio ir kitų priemaišų oksidacija.Per10–30min.ketusvirstaplienu.Konverteriųtalpasiekia250t,našumasiki7000tplienoperparą.Suketumiįkonverterįpilamifliusai(kalkės),pridedamašiektiekplienolaužo.NaudojamiBe-semerioirTomokonverteriai.Juosegaminamaspaprastoskoky-bės,pigusplienas,iškuriovalcuojamivamzdžiai,lakštai,skarda,strypai, viela, geležinkelio bėgiai. Konverteriuose negalima pa-gamintilegiruotąplieną.Pastaruojumetuįkonverterįpučiamasdeguonis (Linco-Donavico procesas), todėl gamyba paspartėja,gaunamaskokybiškesnisplienas.

Konverterinio lydymoprivalumai:didelisnašumas,nesudėtingakonverteriųkonstrukcija,nereikiakuro,pigesnėplienogamyba.

Šiolydymotrūkumai:negalimaperlydytimetaloatliekų,galimanaudotitiktamtikroscheminėssudėtiesketų,nudegadaugme-talo,sunkugautinorimossudėtiesplieną,pagaminamastikpa-prastoskokybėsplienas.

36

18 pav. Marteno krosnis

Marteno būdu gaminantplienąnaudojamasnetikperdirbama-sis ketus,bet ir visosmetalurgijos gamyklųatliekosbeimetalolaužas.Martenokrosnis (18 pav.)–liepsninėregeneracinėkros-nis,jojedeginamaskuras–aukštakrosnių,kokso,gamtinėsdujosarbamazutas.Įkrova,kuriąsudaroluitinisarbaskystasperdirba-masisketus,fliusai,ferolydiniai,geležiesrūdairdidelėdalisme-talo laužo, kaitinama, lydoma. Į krosnį pučiamasoras arbade-guonisirvykstaangliesirpriemaišųoksidacija.Martenokrosniųtalpasiekia900t,plienolydymastrunka4–8val.Lydymometugalimakontroliuotiirkoreguotilydomoplienosudėtįirsavybes.Kaikuriosešalyseapiepusęvisogaminamoplienosudaromar-teninisplienas.

Martenokrosnyseišlydomaskokybiškasangliniskonstrukcinisirįrankinisplienas,taippatvidutiniškailegiruotasplienas.Jisnau-dojamas įvairiems valcuotiems profiliams, bėgiams, mašinų irmechanizmųdetalėms,statybinėmskonstrukcijomsgaminti.

Elektrinėse krosnyse lydomasaukštoskokybės,gerųsavybiųan-glinisirlegiruotasplienas.Elektrinėskrosnysmetaluilydytibūnatrijųtipų:varžinės,lankinėsirindukcinės.

37


19 pav. Elektrinė plieno lydymo krosnis

Pradinėsmedžiagoslydymuielektrinėsekrosnyseyraplienolau-žas, geležies rūda, nuodegos. Perdirbamasis ketus naudojamastik labai anglingiems plienams gauti. Elektrinėse krosnyse (19 pav.)pagamintasplienasnaudojamasrutuliniųirritininiųguolių,įrankių,atspariųdetaliųgamyboje.

Elektrinėsekrosnysepagaminamaslabaikokybiškas,taippatle-giruotasisplienas,tačiausunaudojamadaugelektrosenergijos,todėlišaugagaminamoplienokaina.

38

3.2. PLIENO KLASIFIKACIjA, ŽyMĖjIMAS IR PANAUDOjIMAS

Lietuvoje galioja standartas LST EN 10027-1:1997. Pagal jį visiplienaiskirstomiįdvipagrindinesgrupes:1grupė–plienai,žy-mimipagalpaskirtįirmechaninessavybes(darskirstomiįpenkispogrupius),2grupė–plienai,žymimipagalcheminęsudėtį(skirs-tomiįketurispogrupius).

1 grupė:

PlienaižymimisimboliaisirnurodomamažiausiatakumoribaN/mm²:

a) s–konstrukcinisplienas(statybinis),pvz.,S135,S235JR;

P–plienasslėginiamsindams;

L–plienasmagistraliniamsvamzdynams;

E–plienasgrūdinamomsmašinųdetalėms,pvz.,E360;

b) B–armatūrinisplienas;

c) H–šaltaivalcuotasstipruslakštinisplienas,skirtasšaltajamštampavimui;

d) D–lakštinisplienas,skirtasšaltajamštampavimui;

C–plienasšaltaivalcuotiemsgaminiams;

X–plienasgaminiams,kuriųvalcavimosąlygosnenurodytos;

e) M–elektrotechninisplienas.

2 grupė:

a) Nelegiruotas plienas (išskyrus automatų plieną), žymimasraide Cirnurodomasanglieskiekisšimtosiomisprocentodalimis,pvz.,C45, C22 irkt.

39


b) Mažai legiruotas plienas, žymimas skaičiumi, rodančiu an-glies kiekį šimtosiomis procento dalimis, cheminiais simboliais,rodančiaislegiruojančiuselementus,skaičiais,rodančiaislegiruo-jančiųjųelementųkiekį(pagalkoeficientus),pvz.,13CrMo4-5.

c) Labai legiruoti plienai žymimi raide X, skaičiumi, rodančiuanglies kiekį šimtosiomis procento dalimis, cheminiais legiruo-jančiųjų elementų simboliais ir skaičiais, rodančiais legiruojan-čiųjųelementųkiekįprocentais,pvz.,X20Cr13, X10CrNiTi18-10.

d) Greitapjoviaiplienai, žymimi raidėmisHS, skaičiais, rodan-čiaislegiruojančiųjųelementųprocentinįkiekį,pvz.,HS6-5-2 (6%W,5%Mo,2%V,4%Cr,0,8%C).

20 pav. Grąžtas iš greitapjovio plieno

PagalEN10025-1standartąkonstrukciniaiplienaibūnabendro-siospaskirties,kokybiškiejiirlabaiaukštoskokybės.Markėspa-baigoje rašomos raidės: JR, JRG1, JRG2, J0, J2G4, K2G3, K2G4.RaidėG rodoplienoplastiškumą,J ir Kparodosmūginįtąsumą,R raidėarbaskaičiairodo,kuriaitemperatūraiesantbuvoatliktassmūginiotąsumobandymas.

PagalGOST(RusijosPCT)standartusplienaibūna:

• pagalcheminęsudėtį–angliniaiirlegiruoti;

• pagal anglies kiekį –neanglingi,mažaangliai, vidutinio an-glingumo,daugiaangliai;

• pagalpaskirtį–konstrukciniai,įrankiniai,spyruokliniai,sta-tybiniai,elektrotechniniai,automatų,nerūdijantysirkt.;

• pagališoksidinimolaipsnį–verdančiostingimo(кп),pusiauramausstingimo(пс),ramausstingimo(сп),pagalENstandartąatitinkamaiFU, FN, FF;

40

• pagal kokybę (žalingų priemaišų kiekį) – paprastieji, koky-biškieji,geresnėskokybės,labaiaukštoskokybės(tiklegiruotieji,markėsgalerašomaraidėШ).

Paprastos kokybės konstrukciniai angliniai plienai Rusijoje pagalGOST380-88žymimiCт.0, Cт.1, Cт.2, – Cт.6.Iššiųplienųgami-namivalcuotigaminiai,skarda,viela,kniedės,varžtai,veržlės,vele-nai,žvaigždutės,stūmokliųpirštai,bėgiai,lingės,spyruoklėsirkt.

Kokybiškieji konstrukciniaiangliniaiplienaiRusijoje žymimidvi-ženkliuskaičiumi,kurisparodoanglieskiekįšimtosiomisprocen-to dalimis: 05, 08, 10, 15, – 75, 80, 85.MarkėsgaleesantiraidėГ rodopadidintąmanganokiekįiraukštesnękokybę.

Kokybiškiejikonstrukciniaiangliniaiplienainuopaprastoskoky-bėsplienųskiriasididesniuatsparumu,plastiškumuiratsparumusmūginėmsapkrovoms.Šieplienaipanaudojamipačiųįvairiausiųdetalių(varžtų,smeigių,veržlių,cilindrų,ašių,velenų,vamzdžių,svirčių, švaistiklių, krumpliaračių, žvaigždučių, alkūninių velenų,stūmoklio pirštų ir kt.) gamyboje. Aukštos kokybės konstrukci-niuoseplienuoseyramažiaukenksmingųpriemaišų. ŠiųplienųmarkėsgalerašomaraidėA.

21 pav. Veržlė iš kokybiškojo konstrukcinio plieno

41


Įrankiniai angliniaiplienai turi0,65–1,35%anglies, yra stiprūs,kieti,atsparūsdilimui,tačiauganatrapūs.ŽymimiУ7, У8, – У13.Skaičiusparodoanglieskiekįdešimtosiomisprocentodalimis.Išįrankiniųangliniųplienųgaminamikirstukai,plaktukai,liniuotės,staliųįrankiai,žymekliai,peiliai,pjūklaiiržirklėsmetalui,grąžtai,frezos,sriegikliai,sriegpjovės,dildės,plėstuvai,skustuvai,chirur-giniaiirlaikrodininkųįrankiai,dalgiaiirkt.

22 pav. Lūžusių varžtų, smeigių ekstraktoriai iš

įrankinio anglinio plieno

Statybinisplienasžymimasraide C irtriženkliuskaičiumi,rodan-čiuvidutinętakumoribąMpa,pvz.,C235, C375irkt.

Spyruokliniamsangliniamsplienamspriskiriamiplienaibeikitilegiruotiplienai.

LiejamųjųplienųmarkėsgalerašomaraidėЛ,pvz.,20Л, 30Л.

Legiruotiplienaiturinorimassavybessuteikiančiųpriedų,vadi-namų legiruojančiais elementais. Svarbiausi legiruojantys ele-mentaiyrasilicis,manganas,chromas,nikelis,volframas,vanadis,molibdenas,kobaltas,titanas.Plienomarkėjekiekvienaselemen-tasžymimasrusiškaraide (3 lentelė) irskaičiumi,parodančiutoelementokiekįprocentais.Jeielementoyraapievienąprocentą,skaičiusporaidėsnerašomas.

42

3 lentelė. Legiruojančių elementų žymėjimas pagal GOST (PCT)

Aliuminis Ю Silicis С Boras РChromas Х Varis Д Niobis БNikelis Н Vanadis Ф Titanas ТManganas Г Molibdenas М Selenas ЕKobaltas К Volframas В Švinas(automatųpliene) С

Markės30Х13Н7C2 legiruotameplieneyra0,3%anglies,13%chromo,7%nikelio,2%silicio.Taichemiškaiirmechaniškaikarš-čiuiatsparusplienas,išjogaminamivarikliųišmetimovožtuvai.Kitosešalyselegiruojantyselementaižymimicheminiaissimbo-liais(Vokietija),skaičiais(JAV),sutartinėmisraidėmis,skaitmeni-misarbanumeruojami.

43


3.3. PLIENų PANAUDOjIMAS AUTOMOBILIų GAMyBOjE

Išangliniųplienųdaugiausiavartojamikonstrukciniai.Išlakštinioplieno05кп, 08, 10 gaminamoskėbulodetalės,apdailosdetalės,gaubtai, dangteliai. Iš plieno20 gaminami velenai, įvorės, pirš-tai,išplieno35 pavarųperjungimošakutėsirsvirtys,kardaniniųpavarųirkitisujungimųvaržtai,ratųvaržtai,veržlės.Plienas45 naudojamasalkūniniamsirskirstymovelenams,lingiųirstūmo-kliųpirštams,švaistikliams,krumpliaračiams.Išplienų50, 65, 70, 75 gaminamismagračiųkrumpliniaivainikai,sankabųdiskai,spy-ruoklės.

Išlegiruotųplienų18ХГТ, 30ХГТ, 40ХГТ, 40ХГР gaminamipavarųkrumpliaračiai, švaistikliai, pusašiai, pasukamieji ašigaliai, stab-džiųsvirtys,vairodetalės.Išplienų15Х ir 20Х gaminamoskarda-nokryžmės,diferencialosatelitųašys,kryžmės.

22 pav. Variklio švaistiklis pagamintas kalimo būdu, viršutinėje galvutė

je įpresuota bronzinė įvorė

Išplieno40Х daromivaržtaiveržlės,įsiurbimovožtuvai.Lingėsirspyruoklėsgaminamosišplienų55C2, 60C2, 50ХГA, 50ХГФA. IšplienųХ9C2, Х10C2M, 30Х13Н7C2 gaminami variklių išmetimovožtuvai,išnerūdijančiųplienų10Х18Н9Т, 2Х13 –vandenssiur-bliųvelenėliai,stabdžiųsistemosdetalės.Chromu,siliciu,man-ganu legiruotiplienainaudojamistiprių,atspariųsmūgiamskė-

44

bulodalių(slenksčių,dugnosijųirprofilių,kėbulostovų,saugossijųduryse,irkitų)gamybai.Tokiosdetalėsgalibūtigaminamosmažesniųmatmenų,yra lengvesnės,neguiš įprastokonstrukci-nioplieno.Chromuirvanadžiulegiruotiplienaipasižymidideliuatsparumunuovargiui, tąsumu, atsparumudinaminėms apkro-voms.Ištokiųplienųgaminamosspyruoklės,alkūniniaivelenai,svarbūsvaržtai,transmisijosdetalės,veržliųraktai.

23 pav. Įrankiai iš chromu ir vanadžiu legiruoto plieno

45


3.4. TERMINIS IR TERMOCHEMINIS METALų APDIRBIMAS

Teminiuapdirbimuvadinamametalųirlydinių,esančiųkietamebūvyje,įkaitinimo,laikymoiraušinimooperacijųvisuma,kuriosatliekamosmetalųirlydiniųstruktūraipakeistiirreikalingomsjųsavybėmsgauti.Termiškaiapdirbamiruošiniaiirgatavosdetalės.Ruošiniai paprastai termiškai apdirbami tam, kad pagerėtų jųstruktūrairsumažėtųkietumas,kadpagerėtųjųapdirbamumas,o detalės – kadbūtų suteiktos joms reikalingos eksploatacinėssavybės:kietumas,stiprumas,atsparumasdilimui,tamprumasirkt. Žymiaipagerinusmechanines savybesmašinųdetalių ir ga-miniųterminioapdirbimoprocese,galimapadidintileistinuosiusįtempimus,sumažintidetalių irmechanizmųmatmenis irsvorį,padidintipatikimumąirpatvarumą.

Termocheminiuapdirbimuvadinamaspaviršiniųmetalosluoks-niųcheminėssudėties,struktūrosirsavybiųpakeitimoprocesas.Įsotinuspaviršiųįvairiaischeminiaiselementais,padidėjajokie-tumas,atsparumasdilimui,korozijai,nuovargiui,ovidiniaideta-lėssluoksniailiekatąsūsirpakankamaistiprūs.

Terminioapdirbimoprocese,įkaitinusikitamtikrostemperatū-ros, jojepalaikius irduotugreičiuataušinus,gaunami reikalau-jamimetalo sandaros ir savybiųpakitimai. Terminio apdirbimoprocesųparametraiyramaksimalilydinioįkaitinimotemperatū-ra,lydinioišlaikymoįkaitinimotemperatūrojetrukmė,kaitinimogreitisiraušinimogreitis.Vadinasi,pagrindiniaiterminioapdirbi-mofaktoriaiyratemperatūrairlaikas.

Bendrosplieno,ketausirspalvotųjųmetalųlydiniųterminioap-dirbimo operacijos yra atkaitinimas, normalizavimas, grūdini-mas, atleidimas ir sendinimas.Beto,plačiaitaikomasirtermo-cheminisplienųirįvairiųlydiniųapdirbimas.Terminisapdirbimasgalibūtipaprastas,susidedantistikišvienosoperacijos,irsudė-tingas,kurįsudarokeletasoperacijų.

46

Atkaitinimas

Atkaitinimuvadinamaplienoruošiniųterminioapdirbimoopera-cija,kuriosmetu,įkaitinusikinustatytostemperatūros,išlaikiusjojenustatytąlaikąirpotolėtaiaušinant,plienasgaunamassta-biliosstruktūros,beliekamųjųįtempimų.Plieniniųgaminiųatkai-tinimo tikslas – pašalinti liekamuosius įtempimus, suvienodintistruktūrą,žymiaipagerintipjaunamąjįapdorojimąirparuoštise-kančiamterminiamapdirbimui.Praktikojeatkaitinimasdažniau-siaiatliekamaskaipparuošiamojioperacijametaluisuminkštintiirjoplastiškumądidintipriešmechaninįapdorojimą.Atkaitinimąsudaroįkaitinimasiki160-1250°Ctemperatūros,išlaikymasjojeiki20val.,lėtasataušinimas10-100˚/hgreičiu.Atkaitinamiruo-šiniai dažniausiai aušinami krosnyse, todėl sunaudojama daugenergijos,procesasnenašus,brangus.Atliekamasdifuzinis,visiš-kas,dalinis,izoterminis,sferoidacinis,rekristalizacinis,žematem-peratūrinisatkaitinimas.

Difuzinis arba homogenizacinis atkaitinimas, kartais vadinamasaukštuojuatkaitinimu,atliekamassiekiantpadidintilydinioplas-tiškumą,sumažintiplienotrapumą,suvienodintiliejiniųsandarą.Plieno luitai išlaikomi10–20valandų1050–1250°Ctemperatū-roje.Sudėtingiliejiniaiįkaitinamiiki1100°Cirišlaikomi8–15va-landų.Valcuotigaminiaiišlaikomitrumpiau–anglinioplieno1–2valandas, legiruotojoplieno5–6valandas. Pohomogenizacinioatkaitinimoplienaiaušinamikartusukrosnimi(lėtai).Ataušusiki200–300°Ctemperatūros,galimaaušintiore.Spalvotųjųmetalųlydiniaikaitinamimažiau:aliuminiolydiniaiatkaitinami420–550°C temperatūroje išlaikant juos20–30valandų,magnio lydiniaiišlaikomi10–20valandų390–400°Ctemperatūroje.

Plačiausiaitaikomasplienųįprastinisatkaitinimas,kurisgalibūtivisiškasisarbadalinis.Visiškojoatkaitinimometuangliniaikons-trukciniaiplienaiįkaitinamiiki750–950°C,išlaikomiiki20valan-dų,dalinioatkaitinimotemperatūrakiekžemesnė–750–770°C.Aušinamalėtai,50–200°/hgreičiu,dažniausiakrosnyje.

47


Izoterminisatkaitinimastaikomaslegiruotiesiemsplienams.Įkai-tinimotemperatūra750–950°C,išlaikymotrukmėiki20valandų.Potogreitaiaušinamaiki680–630°Ciršiojetemperatūrojeišlai-koma,kolvykstastruktūrospakitimai.Toliauaušinamaore.

Sferoidacinisatkaitinimassudarosmulkiagrūdęstruktūrą,suma-žinakietumą,tolygiaupaskirstovidiniusįtempius.Dažnaišisat-kaitinimas taikomas įrankiniamsangliniamsplienams.Ruošiniaiįkaitinamiiki730–760°Ctemperatūros,ataušinamaiki680–650°C,vėlįkaitinamaikiankstenėstemperatūros,irprocesaspakar-tojamas3–4kartus.Pakutinįkartąįkaitinusirilgiauišlaikius680–650°Ctemperatūroje,ikikambariotemperatūrosaušinamaore.

Rekristalizacinisatkaitinimassumažinašaltaideformuotometa-lokietumąirtrapumą.Techninėgeležis,neanglingiplienai lėtai(perkeliasvalandas)įkaitinamiiki600–700°C,variolydiniai–iki450–550°C,aliuminiolydiniųgaminiai–iki300–400°Ctempera-tūros,potoaušinamiore.

Žematemperatūrinis arba žemasis atkaitinimas taikomas lieji-niams,suvirintiemsgaminiams,šaltaištampuotiemsgaminiams,pjovimobūduapdorotomsdetalėms,siekiantpašalintisusidariu-siusvidiniusliekamuosiusįtempius.Dėlšiųįtempiųgaminiaigalisusikraipyti,pakeistiformą,sutrūkinėti.Lakštai,strypai,profiliaiatkaitinami 550–650 °C temperatūroje išlaikant 2–3 valandas,suvirintųgaminiųvidiniaiįtempiaišalinami540–700°Ctempera-tūroje.Aušinimogreitisturibūti50–100°/h.Ketausliejiniailėtaiįkaitinami(50–100°/hgreičiu)iki430–450°C,išlaikomi2–8va-landas,potoaušinami20–50°/hgreičiu.

Normalizavimas

Normalizavimu vadinama terminio apdirbimo operacija, kuriąsudaroįkaitinimasiki720–1050°Ctemperatūros,išlaikymastojetemperatūroje2–20val.irataušinimaspotoore(1–3°/sgreičiu).Normalizuojantpašalinamiplienovidiniaiįtempiaiirsukietinimas,

48

pagerinamos mechaninės savybės. Plienas po šios operacijosįgaunavienalytę,smulkiagrūdę,t.y.normaliąstruktūrą.Nomali-zavimometugaunamasgerotąsumoplienas,šiektiekkietesnisirstipresniskaippoįprastinioatkaitinimo.Normalizuojamiliejiniai,kaltiniaiirkitiruošiniai.Normalizuojantštampuojamąjątechninęgeležįpadidėjaplastiškumas.Dauglengviautekintinormalizuo-tusmažaianglies(0,1–0,3%)turinčiusplienus.Vidutinioanglin-gumo(0,3–0,55%)plienai įsigrūdinanegiliai, todėl stambesniųgaminiųgrūdinimasnetikslingas.Jųstiprumaspadidinamasnor-malizuojant. Ore aušinami legiruotieji plienai tampa kietesni,todėl po normalizavimo gali būti taikomas atleidimas. Gausiailegiruotiplienaiaušinamiore įgaunagrūdintoplienostruktūrą.Tuometaušinimasorevadinamasnenormalizavimu,betgrūdini-muore.Normalizavimasplačiautaikomas,neguatkaitinimas,nesšioperacijanašesnė (greičiauatlaisvinamoskaitinimokrosnys),pigesnėirgaunamigeresnirezultatai.

Grūdinimas

Grūdinimas – tai terminio apdirbimo operacija, kurios metuplienas įkaitinamas iki optimalios temperatūros, išlaikomas tojetemperatūroje ir paskui greitai ataušinamas, kad susidarytųnestabili struktūra.Užgrūdinti konstrukciniai ir įrankiniai plienaibei lydiniai pasidaro kietesni ir stipresni, bet ne tokie plastiški,padidėja atsparumas dilimui, gali būti suteikiamas tamprumas.Užgrūdinimo kokybė priklauso nuo įkaitinimo temperatūros irgreičio, išlaikymo trukmės ir aušinimo greičio.Grūdinimometuplienogaminiaiįkaitinamiiki750–1050°Ctemperatūrų,išlaikomijose iki 2 val. (20–30 % įkaitinimo trukmės), po to aušinamivandenyje,druskųiršarmųvandeniniuosetirpaluose,išlydytosedruskosearalyvoje(120–1200°/sgreičiu).Grūdinantvandenyjedidelis aušimo greitis būna tik apie dešimtadalį sekundės,apie aušinamą gaminį susidaro ištisinė garų plėvelė, aušimogreitis sumažėja. Aušimo greitis labai priklauso ir nuo vandenstemperatūros.Aušinimąpaspartinavandenyjeištirpintosdruskos,

49


šarmaiarrūgštys.Dažniausiainaudojamivandeniniaitirpalaisu10%natriochlorido(NaCl),natriohidroksido(NaOH),sierosrūgšties(H2SO4),natriokarbonato(Na2CO3).

Aušinantvandenyjesusidarodidelividiniaiįtempiai,sukeliantystrapumą.Vanduonaudojamasgrūdinantangliniusplienus.Legi-ruotiejiplienaidažniausiaiaušinamialyvoje,todėlmažiaudefor-muojasi ir susikraipo,mažesnibūnagrūdinimo įtempiai.Tačiaualyva brangesnė už vandenį, įkaitusi gali užsiliepsnoti, prikepaprieaušinamųdetaliųpaviršių,nuodaugkartinioįkaitimotirštė-ja.

Grūdinimasbūna:grūdinimasvienojeterpėje,grūdinimasdvie-joseterpėse,pakopinisgrūdinimas,izoterminisgrūdinimas,grū-dinimaspaaušinus,grūdinimassuatsileidimu,grūdinimassušal-dymu.

Paprastasis vienterpis grūdinimas nesudėtingas, lengvai auto-matizuojamas,dažniausiaitaikomas.Angliniaiplienaigrūdinamivandenyje,legiruotiejikonstrukciniaiplienaidažniausiaigrūdina-mialyvoje.

Angliniųįrankiniųplienųirlegiruotųjųplienųgaminiaiaušinamidviejoseskirtingoseterpėseišpradžiųvandenyje,potoalyvoje.Tuosumažinamividiniai įtempiai,apsisaugomanuoperdideliotrapumo.

Izoterminiogrūdinimometukonstrukciniaividutinioanglingumoplienaiirlegiruotichromu,manganubeisiliciuplienaiįmerkiamiį įkaitintųišlydytųdruskųvonią,potoaušinamiore.Gaunamaspadidintasstiprumasirdidesnissmūginistąsumas.

Grūdinantpaaušinuspanertasįaušinimoterpęgaminysnelaiko-mas,kolvisiškaiataušta,betiškeliamas,kadišsilygintųtempera-tūra,irtadavėlpanardinamas.Taipgrūdinantnegaunamasdide-liskietumas,tačiausumažinamipavojingividiniaiįtempiai.

Grūdinimassusavaiminiuatsileidimutaikomasįrankiamsirgami-

50

niams,kuriųdarbinėdalisturibūtikieta,olikusiplastiška.Įauši-nimoterpępanardinamiįrankioašmenys. Ištraukusišaušinimoterpės,leidžiamašilumaitolygiaipasiskirstytivisametūryje.Kais-damiašmenyspamažuatsileidžia.Apieatsileidimotemperatūrąsprendžiamapagalnykstančiasgaminiospalvas.

Didesnioanglingumokonstrukciniųplienųirlegiruotųjųįrankiniųplienųgaminiaiaušinamišaldantskystooro(-180°Ctemperatū-roje),arbasausojoledo,kurisšaldoiki-70°Cterpėse.Gaunamasdideliskietumas,atsparumasdilimui, stabilizuojamimatmenys,pagerinamosmagnetinėssavybės.

Detalės,kuriostrinasi,sparčiaidyla.Jųpaviršiusturibūtiatsparusdilimui.Cikliškaiirdinamiškaiapkraunamųdetalių(pav.alkūniniųvelenų,krumpliaračių,pavarųdėžiųvelenųirkitų)šerdisturibūtiplastiška,atsparismūgiams.Tokiosdetalėssustiprinamospavir-šiniu grūdinimu. Paviršius įkaitinamas įvairiais būdais: panardi-nantįišlydytąšviną,įkaitintąiki950°Ctemperatūros,kaitinantdujųdegiklioliepsna,dujųarbakietojokūnolazeriųspinduliais,elektrokontaktiniubūdu,odažniausiai–indukuotomisaukštojodažnio elektros srovėmis (indukcinis grūdinimas). Įgrūdinamas1,5–5mmgyliosluoksnis,kuriokietumas iratsparumasdilimuididesnis,neguužgrūdinusįprastiniubūdu.Indukcinisgrūdinimasplačiaitaikomasautomobiliųdetalėms,nesyranašus,naudoja-manedaugenergijos,detalėsnesusikraipo,įgaunageraseksplo-atacinessavybes,yrailgaamžės.

Atleidimas

Atleidimas–terminioapdirbimoprocesas,susidedantisišužgrū-dintoplieno įkaitinimo iki 150–720 °C temperatūros, išlaikymojojeiki50val.irataušinimo(paprastaiaušinamaore).Atleidimotikslas–gautistabilesnęstruktūrą,pašalintiarbasumažintividi-niusįtempius,padidintiužgrūdintoplienotąsumąirplastiškumą,žymiaisumažinanttrapumąirnežymiaisumažinantkietumą.At-

51


leidimas yra galutinė terminio apdirbimooperacija, nuo kuriospriklausoeksploatacinėsgaminiosavybės–darbingumasbeipa-tikimumas.Būna:žemasisatleidimas(150–250°C),vidutinisat-leidimas(300–500°C),aukštasisatleidimas(500–680°C).

Žemuojuatleidimuapdorojamasplienaslabaikietiemspjovimoirmatavimo įrankiams, šaltojo deformavimo štampams, rutuli-niamsguoliams.Dažniausiataigaminiaiišanglingųjųplienų.

Vidutinis atleidimas taikomas spyruoklėms, lingėms ir kitomsspyruokliuojančiomsdetalėms,kuriosturibūtitamprios,stipriosirtąsios.

Aukštasis atleidimas atliekamas konstrukciniams vidutinio an-glingumoplienams,iškuriųgaminamosstipriosirsmūginėmsap-krovoms atspariosmechanizmųdetalės.Gaunamas didžiausiasplienosmūginistąsumas,okietumasbeistiprumasbūnadidesnisužatkaitintojoplieno.

Sendinimas

Detalės ir įrankiai gali būti sendinami – išlaikomi 120–150 °Ctemperatūroje18–25val.Pasendintųdetaliųmatmenysstabili-zuojasi,oplienokietumasirstruktūrabeveiknepakinta.Termi-niosendinimometupašalinamividiniaiįtempiai,šiektiekmažėjakietumasirstiprumas.Sendinama450–670°Ctemperatūroje2–6val.,potolėtaiaušinama30–50°/hgreičiu.Natūraliai sendinami ypačatsakingi legiruotoketaus liejiniai – tiksliųmechanizmų irstakliųkorpusai.Jielaikomiore3–6mėnesius,kartaisiki2metų.

Termocheminis apdirbimas–taicheminisirterminisplienopa-viršiaussluoksnioapdorojimastam,kadpakistųjosudėtis,struk-tūrairsavybės.Daugiausiapaplitęšietermocheminioapdirbimoprocesai: cementavimas (paviršiaus sluoksnio įsotinimas angli-mi), azotinimas, cianavimas (nitrocementavimas, karbonitravi-mas–paviršiaus įsotinimasanglimi irazotu), rečiauatliekamas

52

įsotinimassiera,boru,chromu,aliuminiu

Cementuojamosdetalėsbeorokaitinamosįanglinančiojeterpė-je(medžioangliesirbariokarbonato(BaCO3)irnatriokarbonato(Na2CO3)mišinys, natrio chlorido, natrio karbonato, natrio cia-nido irbario chlorido išlydytasmišinys, gamtinėsar koksavimodujos)900–950°C(įrankiniaiplienai1100–1250°C)temperatū-roje,išlaikomoskeletąvalandųirlėtaiataušinamos.Cementavi-muanglieskiekispaviršiaussluoksnyjepadidinamasiki~1–1,2%.Cementavimogreitis0,2–0,3mm/h,cementuotosluoksniostoris0,5–2,5mm. Cementuotas paviršius būna kietas, atsparus dili-mui,padidėjadetaliųstiprumas.

Azotinimuvadinamaspaviršiausįsotinimasazotu,kadpasidary-tųlabaikietas,atsparusdilimuiirkorozijai.Azotinamaamoniakoterpėje500–600°Ctemperatūroje.0,2–1mmsluoksnioįazotini-mastrunkaiki60valandų.

Cianuojama išlydose cianodruskose arba angliesmonoksido iramoniako dujų mišinyje 820–860 °C temperatūroje. Cianuotosluoksnio storis 0,2–2 mm, kaitinimo trukmė 0,5–10 valandų.Gaunamaslabaiatsparusdilimuisluoksnis,detalėsmažaidefor-muojasi.Cianuojamosdetalės,pagamintosišvidutinioanglingu-moirneanglingųplienųbeiišlegiruotųplienų.Cianuojamadaugautomobiliodetalių,išnerūdijančioplienopagamintiįrankiai.

Geri rezultatai gaunami sulfidinant (prisotinant paviršių siera)ketų: pavyzdžiui, sulfidinti stūmoklių žiedai, įvorės greitai prisi-trina,būnaatsparūs trinčiai ir jų tarnavimo laikaspailgėjakeliskartus.

53


4. SPALVOTIEjI METALAI IR jų LyDINIAI

4.1. VARIS IR jO LyDINIAI

Daugumametalųpriskiriamispalvotiesiems.Spalvotiejimetalaiir jų lydiniainaudojami įvairiosemašinųgamybos srityse,okaikuriose,pavyzdžiui, elektrotechnikoje, elektronikoje, radiotech-nikoje,aviacijosirkosminėstechnikosgamybojeyrapagrindinėskonstrukcinėsmedžiagos.Nemažaigaminiųiššiųmetalųirlydi-niųyrairautomobiliuose.

Varis(Cu)yraraudonairusvosspalvos,minkštas,kalusmetalas,gerasšilumosirelektroslaidininkas.Egiptiečiaiiršumeraiišvariogaminoginklus irnamųapyvokos reikmenisdaugiaukaipprieš5500metų.Variotankisganadidelis(8960kg/m³),lydimositem-peratūra1083 °C. Jis atsparus korozijai, nesunkiai suvirinamas,tačiausunkiaiapdirbamaspjovimutodėldažniausiaiapdirbamasspaudimu. Varis labai tąsus, plastiškas, iš jo galima pagamintiįvairausstoriovieląirfoliją,naudojamuskaiplaidininkaielektros,radijo,elektronikosprietaisuose,kompiuteriuose, išvariogami-namilaidųantgaliaiirgnybtai,cheminiaiirbuitiniaiindai,skardastogų dangoms, laivų detalės, plastiški sujungimų sandarinimotarpikliai, labai laidžios šilumai dalys, buitiesbei dekoratyviniaidirbiniaiirkita.

24 pav. Varinės kniedės

PagalISO/R1337standartąvarisžymimascheminiusimboliuCu irraidėmis,nurodančiomisgrynumą(Cu-ETP–99,90%Cu, Cu-

54

OF–99,95%Cu).RusijojepagalGOST859-78(PCT) techniškaigrynasvarisžymimasraideMirskaičiais,apibūdinančiaisgrynu-mą(M00-99,99%,M1-99,9%,M3-99,5%Cu).Technikojeplačiainaudojamivariolydiniai–žalvariai,bronzosbeivario-nikeliospe-cialiųsavybiųlydiniai.

Žalvariai –taivarioircinkolydiniai,kuriuosecinkobūnaiki42%.Žalvariaiplastiški,kalūs,lengvaiapdirbamipjovimuirspaudimu,yragražausgelsvaižalsvoatspalvio,atsparūskorozijai.Išįvairiossudėtiesžalvariųgaminamipapuošalai,monetos,medaliai,baldųarmatūrairelementai,architektūriniaielementai,elektrotechni-niaigaminiai,kondensatoriųfolija,vamzdeliai,buitinėstechnikosdetalės, vandentiekio armatūra, laivųprietaisųdetalės, šoviniųtūtelės,spyruoklės,garo irhidrauliniųsistemųvožtuvai,šilumi-nėsįrangosdetalėsirdaugkitųgaminių.Kaikuriežalvariaivadi-namikietaisiais lydmetaliais irnaudojamiplienobei spalvotųjųmetalųlitavimui.Gaminamiirlegiruotimanganu,aliuminiu,ge-ležimi,nikeliužalvariaisuypatingomissavybėmis.Žalvariaibūnaliejamiejiirdeformuojamieji.

Pagal tarptautinį standartą ISO liejamasis žalvaris žymimas rai-de G.VisųžalvariųmarkiųpradžiojerašomassimbolisCu, toliau nurodomikitųkomponentųsimboliaiirjųkiekiaiprocentais(G-CuZn35AlFe3Mn),jeielementoyraapievienąprocentą,skaičius1nerašomas.RusijojepagalGOST17711-80(PCT)deformuoja-miejižalvariaižymimiraideЛ irskaičiais,parodančiaisvariokiekįprocentais(Л96–96%Cu,4%Zn,Л63–63%Cu,37%Zn).Lie-jamųjųžalvariųmarkėserašomaЛЦ beinurodomascinkokiekis.Kitosraidėsirpojųesantysskaičiairodokitųkomponentųkiekį(ЛЦ40 –40%Zn, ЛЦ40Мц3Ж–40%Zn,3%Mg,1%).Vokietijo-jekaikuriežalvariaižymimi–Ms (Messing),JungtinėseAmerikosValstijose–Naval Brass –jūrinisžalvaris,Yellow Brass –geltona-sisžalvaris,arbaCommercial Bronze –komercinėbronza,Jewelry Bronze –žalvaristombakas,naudojamaspapuošalams,baldųfur-nitūrai,galanterijosdirbiniams,monetomsgaminti.

55


Bronza.Taiseniausiaižinomivariolydiniaisuįvairiaischeminiaiselementais,išskyruscinkąirnikelį.Bronzosegalibūtialavo,aliu-minio, silicio, berilio,mangano, grafito, švino. Bronzos stiprios,atspariostrinčiaiirdilimui,korozijai,lengvaiapdirbamosmecha-niškai, ypač gerai liejamos.Būna liejamosios ir deformuojamo-siosbronzos.Išbronzųgaminamilakštai,viela,strypai,vamzdžiai,guoliųįvorės,laivųsraigtaiirkitosdetalės,spyruoklės,liejamosskulptūrosirdekoratyviniaidirbiniai,varpai.

Pagal ISO 197-1:1983 standartą bronza žymima elementų sim-boliais ir skaičiais, nurodončiais elemento kiekį (CuSn12Ni12, CuPb10Sn10, CuAl5As, CuNi2Si).RusijojepagalGOST(PCT)bron-zosmarkiruojamosraidėmisБрirrašomoslegiruojančiųelemen-tųraidės,potojųkiekįnurodantysskaičiai(БрОЦС4-4-2,5 –variolydinysalavinėdeformuojamojibronzasu4%alavo,4%cinko,2,5%švino,БрA10Ж4Н4 –aliumininėliejamojibronzasu10%aliuminio,4%geležies,4%nikelio).JAVbronzosženklinamosžo-džiu–Bronze.

Vario lydinių savybėsgalibūti gerinamos terminiuapdorojimu.Šaltaideformuotižalvariai,kuriuoseyradaugiaukaip20%cin-ko,atmosferosveikiamigalisutrūkinėti.Šisreiškinysvadinamas„sezoniniusutrūkinėjimu“.Rekristalizacinisatkaitinimas550–600°Ctemperatūrojepašalinavidiniusįtempius,tačiauneliekairde-formaciniosukietinimoefekto.Todėlpakaitinamatikiki200–300°C.Taippašalinaminevisiįtempiai,tačiaugaminysliekasukietin-tas.Berilinėbronza,užgrūdinta800°Ctemperatūrojeirsendinta300–350°Ctampa3–4kartusstipresnėirkietesnė.

Vario-nikelio irkitųelementųlydiniaiskirstomiįdvigrupes:kons-trukciniuskorozijaiatspariuslydiniusirelektrotechniniusdidelėsvaržoslydinius.

Pirmiejipasižymigražia,sidabrąprimenančiaišvaizda,vadinamimelchiorais, naujasidabriais ir kunialiais. Jieatsparūskorozijai,ganastiprūs, lengvaiapdirbami irnaudojami tiksliosiosmecha-nikos prietaisų detalėms,medicinos įrankiams,monetoms, pa-

56

puošalams,stalo įrankiams ir indams, ilgaamžiamskontaktams,spyruoklėms gaminti. Melchioras angliškai kalbančiose šalysevadinamas CUPRONiCKEL. Naujasidabris (pagal vokišką pava-dinimą„Neusilber“)darvadinamasargentanu,alpaka,nikeliniusidabru.

Antrosios grupės lydiniai manganinas, nikelinas, monelis, ko-pelis turididelęelektrinęvaržą irnaudojami rezistorių, termo-rezistorių,potenciometrų,reostatų,termoelementų,termoporųgamybai.Konstantanaspasižymistabiliavaržaplačiametempe-ratūrųdiapazone,irnaudojamasmatavimoprietaisuose,termo-elementuose,varžynuose.

Žalvarių ir bronzų panaudojimas automobiliuose

Iš žalvarių gaminamos įvairios įvorės, žikleriai, čiaupeliai, davi-kliųkorpusai,radiatoriausvamzdeliai irbakeliai,degalųtiekimoirstabdžiųsistemųvamzdeliai,vamzdeliųmovos,karbiuratoriausplūdė, relių, jungiklių, saugiklių kontaktai, laidų jungtys, lempųcokoliaiirlizdai,išmetimokolektoriaustvirtinimoveržlėsirkt.

Išbronzųgaminamosguoliųįvorės(skirstymovelenui,švaistiklioviršutineigalvutei),atraminėsįvorėsvairomechanizme,sinchro-nizatoriųblokavimožiedai,starterioirkitųelektriniųvarikliųve-lenųguoliųįvorės,stiklųkėliklių,stiklųvalytuvųkrumpliaračiaiirsliekai,bronzaapliejamasslydimoguoliųįdėklųdarbinispaviršiusirkt.(22 pav.).

57


4.2. ALIUMINIS IR jO LyDINIAI

Aliuminis (Al, tankis 2699 kg/m³) – lengvas sidabriškai baltas,nestiprus, minkštas, atsparus korozijai, gerai laidus šilumai irelektrai, metalas. Lydimosi temperatūra 660 °C. Ore aliuminispasidengiaplonaoksidoAl2O3plėvele,kurinelaidideguoniui irapsaugo aliuminį nuo tolesnės oksidacijos. Metalinis aliuminisgaunamaselektrolizinioredukavimobūduišrūdų–boksito,krio-lito, nefelino. Tam sunaudojamadaugelektros energijos, todėlaliuminis nėra pigus. Siekiant mažinti gamybos kainą, mažiaunaudotineatsinaujinančiųenergijosšaltinių,apie45%aliuminiopagaminamaišaliuminiolaužo.

Grynasaliuminis naudojamaskondensatorių irmaistinėspaka-vimofolijos,elektroslaidininkų(laidų,kabelių,šinų),indųvalgiuigaminti,konservudėžučių,alausskardinių,šaldytuvųelementų,automobilių radiatorių, chemijos pramonės įrenginių gamybai.Aliuminiu padengiamos automobilių variklių degimo kamerossienelės,dujųišmetimovamzdžiųpaviršius,užgarinimovakuumebūdusudaromosdekoratyvinėsdangosantmetaliniųirplastma-siniųdetalių.

Žymiaiplačiaupanaudojamialiuminio lydiniai suvariu,magniucinku,manganu,chromu,titanuirkt.Aliuminisirjolydiniaisuvi-rinamielektrolankiniubūduapsauginėjeinertiniųdujų(argono)aplinkoje.

Aliuminiolydiniaiskirstomiįtrisgrupes:

• deformuojamuosius(magnaliai, duraliuminiai, avialiai);

• liejamuosius(siluminai);

• sukepintuosiusmilteliniuslydinius.

Iš deformuojamųjų aliuminio lydinių duraliuminių (Al-Cu-Mg-Mn), avialių (Al-Mg-Si-Cu), magnalių (Al-Mg), superduraliumi-nių(Al-Si-Cu-Mg-Mn)gaminamilakštai,viela,juostos,fasoniniaiprofiliai, ir įvairios kalamos, štampuojamos,presuojamosdeta-

58

lės (statyboselementai irkonstrukcijos, stogųdanga, rezervua-rai,valtys ir laivųdetalės,prietaisųirelektrosmašinųkorpusai,radijo,elektronikosprietaisų, kompiuteriųdetalės,automobiliųkėbulų,pakabosdetalės,ratųdiskai,buitiniaigaminiai).Ypačpla-čiaiavialiai,duraliuminiainaudojamilėktuvų,kosminėstechnikosgamyboje.

Deformuojamieji aliuminio lydiniai duraliuminiai, avialiai apdo-rojami termiškai–grūdinami ir sendinami.Užgrūdinti465–505°Ctemperatūrojegaminiaiiššiųlydiniųtampaminkšti,plastiški,nestiprūs. Sendinant, t. y. kaitinant 160–190 °C temperatūrojepo20–60minučiųlydiniaipradedastiprėtiirkietėti.Sendinimastrunka10–18valandų.

Liejamieji aliuminio lydiniai siluminai (Al-Si), pasižymi geromisliejimo savybėmis, lengvai apdirbami pjovimu, yra pakankamaistiprūs,atsparūskorozijai.Aliuminiolydiniusgalimalituotinau-dojantspecialiusfliususirlydmetalius.Lydiniųsuvariuirmagniu(Al-Cu-Mg)didesnisstiprumas,tačiaublogesnėsliejimosavybėsirmažesnisatsparumaskorozijai.Iššiųlydiniųgaminamiprietai-sųirmechanizmųkorpusai,baldųfurnitūra,gaubtaiirdangčiai,automobilių,lėktuvų,kosminiųaparatųdetalės.

Deformuojamiejiirliejamiejialiuminolydiniaigalibūtisustiprina-miįvairiaisterminioapdirbimobūdais.Kaikuriealiuminiolydiniaiįkaitintiiki500°C,grūdinamivandenyjetampalabaiplastiški,opo3–4valandųpasidarostiprūsirkieti.

Norint apsaugoti nuo korozijos, aliuminio ir jo lydinių gaminiaiplakiruojami – valcuojant padengiami plonu gryno aliuminiosluoksniu,arbaanodinami–elektrolizesudaromasstoresnisaliu-miniooksidosluosnis.Kaikuriealiuminiolydiniaisavolyginamo-siomissavybėmis(stiprumu,standumu)mažainusileidžiaplienui,tačiaugaminiai išaliuminio lydiniųbeveiktriskartus lengvesni,neguplieniniai.Deja,aliuminiolydiniaiyramaždaugpenkiskar-tusbrangesniužplieną.

Pagal Europos standartąEN1780-2 techniškai grynasaliuminis

59


žymimasraidėmisAW.Pošiųraidžiųrašomascheminissimbolisirskaičiai,rodantysjokiekįprocentais(pvz.,EN AW-Al 99,7).Rusi-jojepagalGOST(PCT)techniškaigrynasaliuminisžymimasraideA irskaičiais,rodančiaiskeliomisprocentodalimisaliuminisyragrynesniskaip99%.Pvz.,A999atitinka99,999%Al,A95–99,95%Al,A2–99,2%Al.

DeformuojamiejilydiniaipagalENžymimiEN AW-AlCu4Mg2, EN AW-AlSiMg;pagalGOST (PCT)–AMц (aliuminio-mangano lydi-niai),AMг (aliuminio-magnio lydiniaimagnaliai),Д1, Д16, Д18 (duraliuminiai), AK6, AK8 (aliuminio-vario lydiniai), AB, AД31, AД33 (avialiai), B65, B96 (stiprūs aliuminio-cinko-magnio-variolydiniai).

Liejamieji aliuminio lydiniai žymimi: pagal Europos standartą –EN AC-AlSi5Cu3, EN AC-AlZn5Mg, EN AC-AlMg9;oRusijojepagalGOST (PCT)– raideA,komponentusatitinkančiomis rusiškomisraidėmis ir skaičiais,nurodančiaiskomponentųkiekįprocentais(AK12, AMг5K, AЦ4Мг).Komponetai–varis-M,manganas-Мц, stibis-Су,cinkas-Ц,magnis-Мг,nikelis-Н,silicis-К.

Sukepintiejimilteliniaialiuminiolydiniai–taiatskiralydiniųgru-pė,pasižymintidiesniuatsparumukarščiui.Jiegaunamiazotuiš-purškiantišlydytąaliuminįarjolydinį irsusmulkinusataušusiasdalelesrutuliniuosemalūnuose.Milteliaipasidengiaplonaoksi-doplėvele.Jiekarštaibriketuojami,potovalcuojami,kalamiarbapresuojami.Medžiaga,gautaišaliuminiomilteliųtinkadarbuiiki500°CirRusijoje(PCT)žymimaCAП irskaičiaisnuo1 iki4, o aliu-miniolydiniųmilteliniailydiniaižymimiCAC irtrumpąlaikąišlaiko900°Ctemperatūrą.

Aliuminio lydinių panaudojimas automobiliuose

Iš deformuojamųjų lydinių gaminamos pakabų svirtys, kėbulų(kaikuriųmodeliųAUdi, HONdA, LOTUS, JAGUAR)detalės,ratųdiskai,degalųbakai, radiatoriųvamzdeliai irbakeliai,bamperių

60

sijos,salonoapdailosdetalės,prietaisųkorpusaiirkt.Liejamiejly-diniainaudojamilietivarikliųcilindrųblokams,blokogalvutėms,stūmokliams,įsiurbimokolektoriams,sankabų,pavarųdėžių,pa-grindiniųpavarų,vairomechanizmųkarteriams,alyvos,aušinimoskysčiosiurbliųkorpusams,ratųdiskamsirkt.

25 pav. Variklio stūmoklis iš aliuminiosilicio lydinio

61


4.3. TITANAS IR jO LyDINIAI

Titanas(Ti,tankis4510kg/m³,lydymositemp.1660°C)–taisi-dabriškaipilkas,ganalengvas,plastiškas,lengvaideformuojamasšaltasirkarštasmetalas,stiprumupranokstaplieną,labaiatspa-ruskorozijai,neatsparusdilimui,sunkiaiapdirbamaspjovimu,su-virinamasapsauginėjeargonoaplinkoje.Titanaspanaudojamascheminių reaktorių, vamzdynų, cheminės armatūros, buitiniųprietaisųdetalių,staloįrankiųirindų,dekoratyviniųdirbiniųga-mybai (pvz., šakutės, šaukštai,vazos, rankinių laikrodžiųkorpu-sai,apyrankės).

Geromis savybėmis pasižymi titano lydiniai su aliuminiu, vana-džiu,alavu,molibdenu,cirkoniu,chromu,hafniu,toriu,geležimi,niobiu,anglimi.Jiebūnadeformuojamiejiirliejamieji.

Išdeformuojamųjųtitanolydiniųgaminamaskarda,lakštai,profi-liai,vamzdžiai,naudojamichemijos,maistopramonėsįrenginių,laivų,lėktuvų,raketų,kosminėstechnikosdetalėms,suskystintųdujų talpoms, kriogeninės aparatūros, branduolinių reaktorių,šaldytuvųdetalėms,medicininiamsprotezams,lenktyniniųauto-mobiliųirmotociklųvarikliųšvaistikliams,pakabossvirtims,mo-tociklų,dviračiųrėmamsgaminti.

Iš liejamųjų titano lydinių liejamimechanizmų korpusai, trans-portomašinų,laivų,lėktuvų,sraigtasparnių,raketų,kosminiųap-aratų,cheminėsaparatūrosdetalės,didelioatsparumoindai.

TitanoirnikeliolydinysTiNi,vadinamasnitinolu,pasižymiformosatmintiesefektu.T.y.,aukštesnėjetemperatūrojesuteikuspradi-nęformą,potoataušinusirpakeitusformą,pakaitintasgaminysįgaunapradinęformą.Titanolydiniųšiluminioplėtimosikoefici-entasatitinkakeramikosplėtimąsi,todėl jiegalibūtisuvirinamisu keramika kaipelektrodai. Kadangi titanasnemagnetiškas, jolydiniainaudojamibranduoliniuosereaktoriuose,superlaidumogeneratoriuose.

Rusijoje pagal GOST (PCT) techniškai grynas titanas žymimas

62

BT1-0, BT1-1,odeformuojamiejititanolydiniaižymimiBT5, BT5-1, BT6, BT15, BT20 irpan.LiejamųjųlydiniųmarkėsgalerašomaraidėЛ (pavyzdžiui BT5Л, BT3-1Л). JAV titano lydiniųmarkėsenurodomasvidutinislegiruojančiųelementųkiekis(Ti-5Al-2,5Sn, Ti-8Al-2Nb-1Ta, Ti-3Al-13V-11Cr).

63


4.4. MAGNIS IR jO LyDINIAI

Magnis (Mg, tankis 1739 kg/m³, lydymosi temperatūra 648,8°C)–taisidabriškaibaltas,blizgantis,lengvas,ganaminkštas,ne-plastiškas,nemagnetiškasmetalas.Oregreitaioksiduojasi,pakai-tintas–dega.Naudojamasfotografijoje(blykstėms),chemijoje,cheminiuose elektros srovės šaltiniuose, pirotechnikoje, meta-lurgijoje magniu desulfuruojami (pašalinama nepageidaujamasiera)kitimetalaiirlydiniai.

Plačiaunaudojamimagniolydiniaisualiuminiu,cinku,manganu,ceriu,cirkoniu,nikeliu,siliciu,beriliu,titanu.Jieskirstomiįdefor-muojamuosiusirliejamuosius.

Deformuojamiejimagniolydiniailengvesniužaliuminiolydinius,vidutinio stiprumo, lengvai pjaunami, presuojami, valcuojami,geraisuvirinami.Išjųgaminamilakštai,juostos,strypai,profiliai,kaltiniai. Naudojami foto, kino, radijo, elektronikos aparatūroskorpusinėmsdetalėms, laivų, lėktuvų,raketų,kosminiųaparatųdalimsgaminti.

Liejamiejimagnio lydiniai lydomi irpilstomipo fliusosluoksniuarbavakuume,dažniausiailiejamislegiant.Išjųgaminamiprie-taisų (portatyvinių)korpusai, lėktuvų, raketų,kosminiųaparatųdalys,automobiliųvarikliųcilindrųblokai,blokogalvutės,mecha-nizmųkarteriai,benzinoiralyvosarmatūra,ratųdiskai.Siekiantapsaugotinuokorozijos,magniolydiniųgaminiaipadengiamida-žais,lakaisarbaelektrocheminėmisdangomis.

64

26 pav. Skirstymo pavaros dangtelis iš magnio lydinio

Pagal ISOstandartąmagniolydiniųmarkėserašomipagrindiniųkomponentųcheminiaisimboliaiirpojųkiekiaiprocentais.Lie-jamųjų magnio lydinių markės pradžioje rašomaG. Pavyzdžiui–MgAl13Zn, MgAl18Zn – deformuojamiejimagnio lydiniai,G-MgAl19Zn1, G-MgZn5Th2Zr1 –liejamiejilydiniai.

PagalGOST(PCT)standartąmagnio lydiniai žymimi:deformuo-jamieji lydiniairaidėmisMA, liejamiejiraidėmisMЛ.Skaičiaiporaidžiųnerodocheminėssudėties,otiknurodolydinionumerį.PavyzdžiuiMA2-1, MA5, MA12, MЛ4, MЛ9, MЛ15.

65


4.5. CINKAS IR jO LyDINIAI

Cinkas(Zn,tankis7140kg/m³,lydymositemperatūra419°C)–taimelsvaipilkas,blizgantis,kalus,atsparuskorozijaimetalas.Drė-gnameoreoksiduojasi,tirpstapraskiestoserūgštyse,pakaitintasdega.Cinkupadengiamasplienas,siekiantapsaugotinuokorozi-jos,cinkuredukuojamiišrūdųauksasirsidabras,legiruojamikitųmetalųlydiniai,išjogaminamascinkochloridasZnCl.

27 pav. Cinku padengiamos kėbulo dalys

Cinkolydiniaisualiuminiu,variu,magniu,kadmiu,alavupalygintistiprūs,vidutiniškaiatsparūskorozijai,nesunkiai lydomi, liejamislegiantplieninėseformose.LydiniaiZn-Al-Mgnaudojamisudė-tingųkonfigūracijų,plonasienėms,vidutinio stiprumodetalėmslieti,lydmetaliams,spaustuviniamsšriftamsgaminti.

Lydiniai Zn-Al-Cu naudojami lieti buitinės technikos detalėms,prietaisųkorpusams,automobiliųkarbiuratorių,benzino,aušini-moskysčio,alyvossiurblių,elektrosirapšvietimoprietaisų,kėbu-loapdailosdetalėms,spaustuvinėmsklišėmsgaminti.

Lydiniai Zn-Al-Cu-Cd tai antifrikciniai lydiniai, pakeičia brangiusbronząirbabitą.Tinkanedideliųgreičių,mažaiapkrautųguoliųdetalėms.

LydiniaiZn-Al, Zn-Sn, Cu-Zn taikietiejilydmetaliai,jaislituojamiplie-ninių,ketinių,varinių,bronziniųirkitųlydiniųdetaliųsujungimai.

Pagal EN standartą cinko lydiniai žymimi komponentų chemi-

66

niais simboliais ir nurodomas jų kiekis procentais, pvz., ZnAl4, ZnAl4Cu3.

PagalGOST(PCT)lydiniųmarkės–ЦA4, ЦAM4-3, ЦAM9,5-1,5 ir pan.

67


4.6. BERILIS IR jO LyDINIAI

Berilis(Be,tankis1848kg/m³,lydymositemperatūra1278°C)–perspektyvuskonstrukcinismetalas.Taišviesiaipilkšvas,lengvas,labaistiprus,tamprus,standus,atsparuskorozijai,tačiaubrangusmetalas(200kartųbrangesnisužvarįaraliuminį).Beriliulėtinamiiratspindimineutronaibranduoliniuosereaktoriuose,išjogami-namirentgenovamzdeliųlangai,juopadengiamiplienogaminiai(taipadidinakietumąiratsparumąkorozijai), legiruojamivario,chromo,nikelio,magniolydiniai.

Beriliolydiniaisualiuminiu,magniu,alavu,sidabru,siliciu,nike-liu, lengvesni, standesni, turi aukštesnę lydymosi temperatūrą,negualiuminio lydiniai,atsparūskorozijai, labaistiprūs.Sunkiaiapdirbamipjovimu,tačiaugeraisuvirinamivolframoelektrodaisheliodujųaplinkoje.

! Berilio drožlės, dulkės, dūmai, junginiai toksiški, kompaktiškas metalas – nenuodingas.

Berilio lydiniai naudojami stiprių, nekibirkščiuojančių įrankių,lėktuvų, raketų, kosminių aparatų, kompresorių, siurblių, auto-mobilių stabdžių, varikliųdetalėmsgaminti (pvz., „Apollo“kos-miniolaivokorpusas,Mėnuliomodulio„Eagle“kabina,lenktyni-niųmotociklųvarikliųstūmokliai).Smulkiosdetalėsgaminamospresuojant berilio lydiniųmiltelius ir juos sukepinant ~1200 °Ctemperatūroje. Stambūsgaminiaigaunamipresuojantmilteliusirvėliaudeformavimobūdugaminantlakštus,strypus,profilius,kaltinius.

68

4.7. LyDMETALIAI

Taimetalaiarbametalųlydiniai,kuriaissujungiamoscituojamo-siosdetalės.Lydmetaliųlydymositemperatūraturibūtižemesnė,negu sujungiamųmetalų. Lituojantmetalasmažai įkaitinamas,todėlnepakintajostruktūra.Pagallydymositemperatūrąlydme-taliaiskirstomiįlengvailydžiusminkštuosius (lydymositempera-tūraiki500°C) irsunkiai lydžiuskietuosius (lydymositempera-tūravirš500°C).Prieminkštųjųpriskiriamialavo-švino,alaviniai,švino-alavo-stibiolydmetaliai.Jaislituojamosvarinės,žalvarinėsdetalės,cinkuota iralavuotaskarda,plienogaminiai.Kietieji ly-dmetaliai–taivaris,vario-cinkolydiniai(žalvariai),sidabro-vario-cinkolydiniai.Jienaudojamilituotivario,žalvario,plieno,ketaus,kitųlydiniųdetales.

Aliuminioirjolydiniųdetalėmslituotinaudojamialavo-cinko-ka-dmio,alavo-cinko-aliuminio,cinko-kadmiolydmetaliai.

Lituotosujungimostiprumaspriklausonuopaviršiųparuošimo.Oksidųirkitųjunginiųplėvelespašalinafliusai.Lituojantminkš-taisiaislydmetaliaisnaudojamicinkochloridas,kanifolija,jųspi-ritiniaitirpalai.Lituojantkietaisiaislydmetaliaisfliusai–bura,bo-raksas,bororūgštis,kaliofluoridas,boroanhidridas.

Aliuminioirjolydiniųlitavimometunaudojamifliusai,sudarytiiškaliochlorido,ličiochlorido,natriochlorido,cinkochloridomiši-niųįvairiomisproporcijomis.

69


4.8. KIETLyDINIAI

Kietlydiniais vadinamimetalų ir kitųmedžiagų lydiniai, pasižy-mintysdideliukietumuiršįkietumąišlaikantysaukštosetempe-ratūrose.Atsižvelgiant į gamybosbūdą,medžiagas ir panaudo-jimą, kietlydiniai skirstomi į liejamuosius, metalokeraminius ir mineralokeraminius.

Liejamaisiais kietlydiniais stelitu, sormaitu, aplydomi įrankių irdetaliųpaviršiai,tuopadidinantatsparumądilimui.Stelitai–taivolframo, chromo ir kobalto lydiniai, sormaitai – labai anglingimangano, chromo ir nikelio lydiniai. Liejamaisiais kietlydiniaispadengtų detalių ir įrankių paviršių patvarumas padidėja 12 irdaugiaukartų.

Metalokeraminiai kietlydiniai kietlydiniai gaminami iš smulkiųvolframo,titano,tantalokarbidų(WC, TiC, TaC)grūdelių,sumai-šytųsukobaltu,supresuotųirsukepintų1400°Ctemperatūroje.Karbidaiyralabaikieti ir išlaikokietumąiki1000°C.Todėlįran-kiais,kuriųpagrindinėdalisyrakarbidai,galimaapdorotipaviršiuslabaidideliaisgreičiais,apie3–10kartųdidesniais,negugreita-pjoviaisplienais.Gaminamivolframiniai, titaniniai-volframiniai, tantaliniai-titaniniai-volframiniai metalokeraminiai kietlydiniai(pagalGOSTžymimiBK,TK,TTK).Kietlydiniaidaugiausianaudo-jamiįvairiųformųplokšteliųpavidalu.Plokštelėstvirtinamospriemedžio,metalobeimineralųpjovimoįrankių(peilių,pjūklų,grąž-tų, frezų,plėstuvų)darbinėsdalies ir sudaropjovimobriaunas.Kartaisišmetalokeraminiųkietlydiniųgaminaminesudėtingi,ne-dideliųmatmenųįrankiai.

Mineralokeraminiai kietlydiniai – tai sintetinėsmedžiagos,pa-gamintostechninioaliuminiooksidoAl2O3(korundo),arbasilicionitrido Si3N4pagrindu.Daugkurnaudojamaoksidinėmineraloke-raminėmedžiaga–mikrolitas.Jiskietesnisiratsparesniskaitraibeidilimuiužmetalokeraminiuskietlydinius.Įrankiaisumikrolitoplokštelėmisneprarandakietumoiki1200°C.Jaisgalimaglotniaiapdirbtiplienines,ketinesdetales,spalvotuosiusmetalusirjųly-

70

dinius,nemetalinesmedžiagas.Mikrolitomilteliaisuformuojami,supresuojami,paskuisukepinami1750–1900°Ctemperatūroje.

Mineralokeramikos eksploatacinės savybės pagerėja, pridėjusvolframo,molibdeno,boro,titano,nikelio.Tokiosmedžiagosva-dinamos kermetais.Išjųgaminamiįrankiaisunkiaiapdirbamiemsplienamsirlydiniamspjauti.Palygintisumetalųkarbidiniaiskie-tlydiniais,keraminiaisįrankiaisgalimapjautiiki2kartųdidesniugreičiu,oįrankiopatvarumaspadidėja5–12kartų.

Metalųirnemetaliniųmedžiagųapdirbimuinaudojamosirkitossuperkietosmedžiagos–boronitridasirdeimantas.

Deimantas–labaikietairdilimuiatsparikristalinėangliesatmai-na.Jokietumasšešiskartusdidesnisužvolframokarbido,aštuo-niskartus–užgreitapjovioplieno.Smulkūsnatūralūsarbadirb-tiniai deimantai prie įrankio prilituojami sidabro arba žalvariolydmetaliais,stambesni–tvirtinamimechaniškai.

Boronitridokietumasartimasdeimantui.Jistriskartusatspares-nislenkimui,ojošiluminispatvarumassiekia1400°C.Dėldides-niocheminioinertiškumojopanaudojimasuniversalesnis.

71


5. PLASTIKAI IR GUMA

5.1. PLASTIKAI IR jų PANAUDOjIMAS

Plastikais vadinamos medžiagos, gaunamos cheminiu būdu išdervų(vadinamųpolimerais)irjųmišinių.Plastikaimechaniškaistiprūs,turigeraselektroizoliacinessavybes,mažąšiluminįlaidu-mą, chemiškai atsparūsagresyviose terpėse.Plastikai skirstomiį termoplastinius (termoplastus) ir termoreaktyvinius (reakto-plastus).Termoplastaikaitinamiminkštėja,lydosi,ataušęįgaunapirmines savybes. Reaktoplastai kieti, stiprūs, geri izoliatoriai,kaitinami savobūvionekeičia.Automobiliuoseganaplačiai pa-naudojamiįvairūsplastikai.

Termoplastųpanaudojimas:

• išpolietileno (PE)gaminamaplėvelė,kabelių izoliacija, in-dai,degalųbakai,dangteliai;

• išpolipropileno (PP)daromiakumuliatoriųkorpusai,salonoapdailos,ventiliacijossistemosdetalės;

• išpolistireno (PS)daromisignalizacijosprietaisųsklaidytu-vai, elektros prietaisų detalės, iš jo gaminamas atsparus smū-giams plastikas ABS, naudojamas bamperių, apdailos detalių,įsiurbimokolektorių,maitinimosistemosdetaliųgamybai,putųpolistirenasnaudojamasšilumosirgarsoizoliacijai;

• iš polivinilchlorido (PVC) daroma laidų izoliacija, dirbtinėoda,apmušalai;

• politetrafluoretilenas (PTFE)vadinamasfluoroplastu,teflo-nu,labaipatvarus,tinkaslydimoįvorėms,ventiliams,tarpikliams,izoliatoriamsgaminti,juodengiaminepridegantysindųpaviršiai;

• polimetilmetakrilatas (PMMA),vadinamasorganiniustiklu,naudojamasįstiklinimui,apšvietimotechnikoje;

72

• iš poliamidų (PA) gaminamos atsparios dilimui detalės –krumpliaračiai,įvorės,sraigtai,sintetinispluoštas(kapronas,silo-nas,nailonas).

Reaktoplastųpanaudojimas:

• iš fenoplastų (PF) gaminami skirstytuvų, uždegimo ričiųdangteliai,kitoselektrosprietaisųdetalės,sluoksniuotiplastikai(tekstolitas,getinaksas);

• išepoksidinių (EP) ir poliesterinių (PES)dervųdaromi sti-prūsklijai,kompozicinėsmedžiagos(stikloplastai,angliespluoštoplastikai),automobiliųbamperiai,kėbulodetalės;

• silikonai naudojamisujungimųsandarinimui,izoliacijai,kli-jams;

• išpoliuretano ir putų poliuretano (PUR) gaminamibampe-riai, kėbulo ir salono apdailos paneliai, dažai, sėdynių užpildai,garsoirvibracijųizoliacinėsdangos.

Daugelįplastikųgalimasuklijuotiklijaisarbasujungtikarštubūdu(„suvirinti“).

28 pav. Plastikiniai bamperiai, aptakai, slenksčių apdaila

73


5.2. GUMA IR jOS PANAUDOjIMAS

Guma yra natūralių arba sintetinių kaučiukų cheminių reakcijų(vulkanizacijos) produktas. Guma elastinga, chemiškai atspa-ri, nelaidi vandeniui ir dujoms, geras dielektrikas, gana atspariatmosferospoveikiui.Tačiaujineatsparisaulėsspinduliams,šilu-maiirgreitaisenėja(prarandasavybes).

Norintiškaučiukogautigumą,dedamasierosarbakitųvulkanizuo-jančiųpriedų,užpildų(suodžių,talko,kreidos,audinių,siūlų,me-talovielos,tinklo),minkštiklių,katalizatorių,stabilizatorių,dažalųirvulkanizuojama–suspaustasmišinys(žaliaguma)kaitinamas130–160°Cnuo20iki90min.Minkštikliaipadarogumąminkštesnę,at-sparesnęšalčiui.Katalizatoriaigreitinavulkanizaciją.Stabilizatoriaistabdogumossenėjimą.Dažalaisuteikiagumaireikiamąspalvą.

Gaminamadaug įvairiųsintetiniokaučiukorūšių, iškuriųgauna-mareikiamassavybesturintiguma.Butadieninė,butadienstiroli-nė,izopreninėgumaplačiainaudojamapadangųgamyboje.Butilokaučiukoguma,nelaididujoms,atsparideguonies,ozonopovei-kiui.Chloropreninė irbutadiennitrilinėguma labaiatsparinaftosproduktųpoveikiui,naudojamažarnų,manžetų,hidrosistemųstū-mokliųirtarpikliųgamybai.Silikoninėgumagalidirbtinuo-60iki

+200°Ctemperatūroje,tinkakarštųdujų,skyčiųžarnomsirpan.

Mašinų gamyboje naudojami įvairūstechniniaigumosgaminiai:diržaisukimojudesiuiperduoti,žarnosskysčiamsirdu-jomstiekti,sandarinimožiedai,tarpikliaijudriemsirnejudriemssuleidimamssan-darinti,movos,judesioribotuvai,amorti-zatoriaidinaminėmsapkrovomsslopinti,mechanizmų atramų pagalvės, apsaugi-niaigaubtai,transporteriųjuostos,pneu-matinėspadangosirkt.

29 pav. Guminė pneumatinė padanga

74

6. SANDARINIMO MEDŽIAGOS, KLIjAI

6.1. SANDARINIMO MEDŽIAGOS

Sujungimaisandarinamitarpikliais,manžetais,žiedais,gaubtais,hermetikais.Sandarinimoįtaisamspanaudojamaspopierius,kar-tonas,oda,guma,fibra,kamštis,paronitas,metaluarmuotasas-bestas,klingeritas,astoprokas,grafitas,sintetiniųdervųherme-tikai.

Popieriumi ar kartonu sandarinamosnestipriai kaistančiosvie-tos,kaireikia,kadnepratekėtųalyvaarnepatektųoras.

Odaatsparidilimui,alyvai,galibūtinaudojamakaipriebokšlis.

Guma naudojamavožtuvųdangtelių,karteriodugninės,pavarųdėžės,pagrindinėspavaroskarteriųsujungimųtarpikliams,vele-nųriebokšliams,alyvosnubloškimogaubteliams,guoliųiršarnyrųapsauginiamsgaubtams,darbiniųstūmokliųmanžetams,sanda-rinimožiedams,degalųbako,radiatoriauskamščiųtarpikliams.

30 pav. Guminis veleno riebokšlis

Fibra –taisusmulkintasaudinys,įmirkytascinkochloridu.Atsparidilimui,vandeniui,alyvai.Tinkavelenųirguoliųriebokšliams,tar-pikliams(pvz.,vandenssiurblioguoliųsandarinimui).

75


Kamštis naudojamasvarikliovožtuvųdangtelio,karteriodugni-nių,degalųtiekimosistemossujungimųtarpikliams.

Paronitas gaminamasišasbestiniopluoštoirgumos,naudojamasdegalųirtepimosistemųsujungimamssandarinti.

Iš metalu armuotų asbesto lakštųgaminamiblokogalvutės, iš-metimovamzdžiųsujungimųtarpikliai.

Klingeritas – gaminamas sumaišant asbestą su grafitu, suriku,geležiesoksiduirkaučiuku.Naudojamassandarintisujungimus,įkaistančiusiki180–200°Ciresantdideliamslėgiui.

Astoprokas–asbestinisaudinys,impregnuotasbakelitinederva,armuotasvarioaržalvarioviela.Naudojamasišmetimosistemossujungimamssandarinti.

Grafitasnaudojamas labaiaukštų temperatūrų irdidelio slėgioveikiamųsujungimųsandarinimotarpikliamsiržiedams.

31 pav. Metalu armuotas grafitinis galvutės tarpiklis

Pastaruojumetu labaiplačiainaudojami sintetiniųdervųskystihermetikai, pasižymintys įvairiomis savybėmis. Jaispadengiamipaviršiaipriešsujungimą,osandarinimosluoksnissusiformuojasujungusdetales.Plačiauapiešiasmedžiagasgalimapaskaityti–Loctitearbakitųgamintojųinformaciniuoseleidiniuose.

76

6.2. KLIjAI

Klijainaudojamipatikimaisujungtidetales,fiksuotidetaliųpadė-tį, kuometnetinka arbanegalimapanaudoti kitų sujungimoartvirtinimobūdų.Tvirtaisuklijuotigalimagaminiusišbeveikvisųmedžiagų:medžio,metalų,keramikos,betono,plastmasių,stiklo,gumostarpusavyjeirįvairiomiskombinacijomis.Įvairūsgaminto-jaigaminauniversaliusirspecialiusklijusakrilinių,poliesterinių,epoksidiniųdervųpagrindų.Automobiliuosedažniausianaudo-jamiLOCTiTe, MArsTOn-DOMseL, WeiCOn, iTW DevCOn ir kitųgamintojųgaminamiklijai,sujungimųfiksatoriai,sandarikliai(hermetikai).

! Naudojant klijus, labai svarbu gerai nuvalyti ir nuriebinti sujungimo paviršius.

Plačiauapieklijusirklijavimotechnologiją–gamintojųinforma-ciniuoseirreklaminiuoseleidiniuose.

77


6.3. GRUNTAI, DAŽAI, LAKAI

Gruntopaskirtis–sudarytigerąsukibimątarpmetalopaviršiausirdažų.Tuogruntaspagerinaapsauginesdažųdangossavybes.Dažymopaskirtis–sudarytivientisą,sandarią,lygią,ilgaamžiškądangą,patikimaiapsaugančiąpaviršiųnuoaplinkospoveikio,taippatsuteiktiestetinęišvaizdą.Abišiosfunkcijossvarbiosautomo-biliokėbului,ypačsvarbiantikorozinėapsauga.

Dažussudarošiekomponentai:plėvelinėsmedžiagos,sudaran-čios vientisą apsauginę plėvelę dažomame paviršiuje, užpildai,suteikiantysreikiamasmechaninesircheminessavybes,kietikliaiirminkštikliai reguliuojadažųdžiūvimoarbakietėjimoprocesą,neleidžia dažams tapti trapiais, pigmentai, suteikiantys spalvą,tirpikliai,tirpinantysanksčiauminėtuskomponentus,skiedikliai,leidžiantys gauti reikiamą dažų klampą. Emaliniuose dažuosearbaemalėsedaugiauplėveliniųmedžiagų,todėl jųapsauginėsir išvaizdos savybėsgeresnės,negudažų. Lakai sudarytibeveikvieništirpiklųirplėvelinėsmedžiagos,pasižymidargeresnėmisapsauginėmis savybėmis, atsparesni saulės spinduliams, geriaublizga.Automobiliųkėbulaidažomisintetiniųdervųpagrindusu-darytomisemalėmis.Kartaisemalėspadengiamosvienu-dviemapsauginiaissintetiniolakosluoksniais.Kėbulamsdažytinaudo-jamospentaftalinės,melamininės,alkidinės,akrilinės,poliureta-ninėsemalėsbeilakai.Pastaruojumetusukuriama,gaminamairnaudojamavisdaugiausintetiniųpolimeriniųdažų,emalių,lakų,kuriuosskiestigalimavandeniu.Taisupaprastinadažymodarbųtechnologiją,sumažinaaplinkosteršimą.

78

6.4. KITOS KONSTRUKCINĖS MEDŽIAGOS

Stiklas

Stiklas– skaidri, trapi, chemiškaipatvari neorganinėmedžiaga,gaunamaataušinusįvairiųelementųoksidųlydalą.Taiamorfinėmedžiaga, susidariusi iš peraušinto skysto tirpalo. Pagrindinėsmedžiagos,kuriossudarostiklus,yratrys:SiO2, B2O3, ir P2O5.Si-likatinisstiklas,kuriosudėtyjeyranemažiau99,8%siliciodiok-sido,vadinamaskvarciniustiklu.Jislaidusultravioletiniamsspin-duliams,atsparuskarščiui,ganastiprus.Lydantkvarcinįsmėlįsupotašu irprimaišius30–35%švino,gaunamassunkusis stiklas,vadinamaskrištolu.

Silikatinisstiklastrapusirnestiprus.Stikloatsparumaspadidina-masjįgrūdinant.Įkaitintasikiaukštesnėsnegustiklėjimo(425–600 °C) temperatūros, jis staiga ir tolygiaiaušinamasorosrovearbaalyvoje.Stiprumaspadidėja3–6kartus.Beto, toksstiklasdūžtasmulkiaisgabalėliais,todėlnesukeliatraumųpavojaus.Jisvadinamassaugiustiklu,iš jodaromiautomobiliųšoniniai,gali-niailangai,klijuojamastrisluoksnissauguspriekinislangas.

Sitalai

Sitalai –taikristalinėsstiklomedžiagos,gaunamosįstiklolyda-lą pridėjus LiO2, TiO2, Al2O3mikrokristalų. Sitalų tankis 2,4–2,8 g/cm³,stiprumaskeliskartusdidesnisnegu įprastiniostiklo.Si-talai trapūs, tačiau jų kietumas ir atsparumas dilimui artimasgrūdinto plieno atsparumui. Sitalai vadinami stiklo keramika irpanaudojamislydimoguoliams,cheminiams,vakuuminiams in-dams,izoliatoriamselektriniuoseirradijoprietaisuose.

Keramika

Keramika vadinamamedžiaga,gaunamaaukštojetemperatūrojesukepinusišmineraliniųmilteliųsuformuotąmasę.Pagrindiniaitechninės mineralokeramikos komponentai – silicio, aliuminio,borooksidaiirnedeguoniniaimetalųjunginiaisuazotu,anglimi.

79


Mineralokeraminės medžiagos labai kietos, atsparios dilimui,karščiui,naudojamosmechaninioapdirbimoįrankiams.Kerami-niųmedžiagųmiltelius sumaišius sumetalų drožlėmis ir suke-pinus, gaunamos metalokeraminės medžiagos, kurios gali būtipanaudotosabrzyviniams įrankiamsgaminti,detaliųpaviršiamspadengti,smulkioms labaiatspariomsdilimuidetalėmsgaminti(vožtuvųkreipiančiosiosįvorės,starterioguoliųįvorėsirpan.).

32 pav. Uždegimo žvakės keraminis centrinio elektrodo izoliatorius

Iškeraminiųmedžiagųgaminamiaukštosįtamposelektrossrovėsizoliatoriai,atsparūschemiškaiirkarščiuiindai,medicininiaiprote-zai,automobiliųuždegimožvakiųcentrinioelektrodoizoliatoriaiirkt.

I I

EKSPLOATACINĖS MEDŽIAGOS

83

EKSPLOATACINĖSMEDŽIAGOS

7. AUTOMOBILIų DEGALAI

7.1. NAFTA IR jOS SUDĖTIS

Pagrindinis gamtinių angliavandenilių šaltinismūsų žemėje yranafta.Taidegi,aliejauskonsistencijoscheminėmedžiaga,kurisu-sidarėžemėsplutojeperdaugelįmilijonųmetųsuyrantdideliamskiekiamsorganiniųliekanų.Žemėjenaftostelkiniaiyraįvairiuosegyliuose,tarpuosetarpkaikuriųuolienų.Didžiausinaftosbasei-nai yraSaudoArabijoje, JungtiniuoseArabųEmyratuose, Irake,Kuveite,JAV,Nigerijoje,Šiaurėsjūroje,VakarųSibire.Daugiausiaišteklių,daugiauneipusėvisosžemėjeesančiosnaftos,yraPie-tryčiųAzijoje.Išžemėsplutosnaftaišgaunamadaugiausiagręži-niaisjūroseirsausumoje.

Naftapalygintisukitaisgamtojerandamaisorganiniaisjunginiais,yrasudėtingiausiadaugiakomponentė(jojevienumetuyraskys-tų,kietų irdujiniųsudėtiniųdalių)sistema,sudaryta išsočiųjų,cikliniųiraromatiniųangliavandeniliųmišinio,beiazotoirdeguo-niesjunginių.Beto,naftojerandamamažiausiai40rūšiųmikroe-lementų.Skirtingųnaftostelkiniųsudėtisyraskirtinga.

Anksčiaumanyta,kadnaftojeyravisųteoriškaigalimųangliavan-deniliųizomerų–molekulių,kuriossusidedaištokiopatskaičiausvienodųatomų,bet turi skirtingąstruktūrą ir savybes.Tyrimai,atliktiAmerikos,RusijosirPrancūzijosnaftosinstitutuose,įrodė,kadnaftojegalibūtišimtaiirnettūkstančiaicheminiųjunginiųirjųizomerų,tačiaujiesudarotiknedidelįteoriškaigalimųizome-rųkiekį.Pvz.,angliavandenilioC13H28galimųizomerųyra802,angliavandenilioC14H20–jaunet1858.Taippatnaftojegalibūtiištirpusiųmetanoirkitųsočiųjųangliavandeniliųdujų.

Naftos fizinės savybės yra:

Spalva –naftos spalvapasitaiko labai įvairi.Gamtoje labiausiaipaplitusitamsiairudosirjuodosspalvossužalsvuatspalviu,to-

84

kios spalvos būna beveik visų žemynų nafta. Rečiau pasitaikošviesiairudosirgeltonosspalvosnafta.

Kvapas–savitokvaposkystis.

Tankis –tankisyrasvarbusnaftosfizikinisrodiklis.Jįsąlygojaas-faltoirdervųkiekis,angliavandeniliųmolekulinissvoris,ištirpusiųdujųkiekisirvanduo.Naftostankisgalikistinuo0,65iki1,00g/cm³.Pagaltankįnaftaskirstomaį:

• lengvąją(tankisiki0,87g/cm³),

• vidutiniotankio(0,87–0,91g/cm³),

• sunkiąją(daugiaunei0,91g/cm³).

Tirpumas –naftostirpumasvandenyjelabaisilpnas,tačiauatski-rijoskomponentaitirpstapakankamaigerai.Aromatiniaianglia-vandeniliaitirpstageriauužmetanojunginius.Blogiausiaivande-nyjetirpstamineralinėsalyvosfrakcija.Aukštesnėstemperatūrosnaftatirpstageriau.Pagrindiniainaftąsudarantyskomponentai,išskyrusparafiną,geraitirpstachloroforme,benzene,anglieste-trachloride, etiloeteryje, anglies sulfide ir kai kuriuosekituoseskysčiuose.Naftageraitirpina jodą,sierą,kaučiuką, įvairiossu-dėtiesdervasiraugalinėskilmėsriebalus.

Naftos elementinė sudėtis:

• Anglis(C):82-87%;

• Vandenilis(H):12-15%;

• Siera,azotas,deguonis(S, N, O):0,5-2%.

Naftosperdirbimas,galibūtiapibrėžiamaskaipfizinis,terminisircheminisžaliosnaftosatskyrimasįpagrindiniusdistiliacijoskom-ponentusarbafrakcijas.Naftosperdirbimogamyklojenaftąga-limadistiliuotiirgautidaugiaukaip2500skirtingųproduktų.Šieproduktaigalibūtiišesmėsskirstomiįdvipagrindinessritis:

85


• degalaiirkuras(pvz.,automobilinisbenzinas,dyzeliniaide-galai,aviaciniobenzino,lengvųjųirsunkiojomazuto),

• nekuroproduktų(pavyzdžiui,tepalinėalyvairtepalai,asfal-to)irchemijospramonėsžaliavų.

Pagalvyraujančiusangliavandeniliusnaftaskirstomaį:

• parafininę,

• nafteninęparafininę,

• nafteninęaromatinę,

• parafininęnafteninęaromatinę.

Naftayrapagrindinėvidausdegimovarikliųdegalų,alyvų,tepalųbeiįvairiųsintetiniųmedžiagųžaliava.

Naftaiperdirbti yra taikomi fiziniai ir cheminiai perdirbimobū-dai.Fiziniaisbūdaisvadinamitokie,kaiperdirbantnaftąnepasi-keičiajojeesančiųangliavandeniliųstruktūra,pvz.,jeigunaftojeyradaugiausiaalkanų, tai ir josproduktuose jų liksdaugiausia.Cheminiaisbūdaisperdirbantnaftąyrapakeičiamaangliavande-nilių struktūra.Pavyzdžiui,benzine labiaupageidaujamiarenai,betnaftojedaugiauyraalkanų.Perdirbantnaftącheminiubūdu,alkanaiyrapakeičiamiarenais.

Nuvandeninus ir nudruskinus naftą yra atliekamas pirminis josperdirbimas – distiliavimas. Distiliacija – tai naftos perskyrimoprocesas,kurisparemtasnaftossudėtyjeesančiųangliavandeni-liųatskyrimuvienųnuokitųpagalvirimotemperatūrasįfrakci-jas.Distiliavimasvykstaesantatmosferiniamslėgiui.Geriausiasfrakcinisperskyrimasgaunamasnaudojantrektifikacijosprocesą,t. y. distiliaciją. Kai nafta išgaunama, ji iš pradžių išgryninama,pašalinamosįvairiospriemaišos,vėliaupakaitinamairdistiliuoja-marektifikacijoskolonoje–taipirmasisperdirbimoetapas.Tadadistiliuojasiangliavandeniliai,kuriųvirimotemperatūradidesnė,kuriųmažesnė,tieišgaruojaanksčiau:

86

• Dujiniaiangliavandeniliai–lengviausiosnaftosfrakcijos,dis-tiliuojantišgaruojapirmiausiai.Taidaugumojepropanoirbutanodujos;

• Benzinas–gaunamasdidesnėjenei30°C;

• Žibalas–gaunami30-200°Ctemperatūroje;

• Dyzeliniskuras–gaunami150-250°Ctemperatūroje;

• Tepalai/alyvos–gaunami250-400°Ctemperatūroje;

• Mazutasarbakrosnių/katilųkuras–vakuminiodistiliavimo,katalitiniokrekingolikutissupašalintaasfaltenųfrakcija;

• Bitumas (asfaltas) – sunkiausias naftos perdirbimo likutis,normaliojetemperatūrojekietėjantis;

• Siera – pašalinis produktas, gaunamas nusierinant naftosproduktus.

Benzinasnaudojamasautomobiliniamsiraviaciniamsdegalams,ligroinasnaudojamaskaipdyzeliniskuras,išvalytasžibalas–kaipdegalaitraktoriams,reaktyviniamslėktuvamsirraketoms,gazolis–kaipdyzeliniaidegalai.Mazutasišskirstomasįsoliarinęalyvą–dyzeliniusdegalus,alyvastepalamsirvazeliną.

Tačiaunaftosdistiliacijostrūkumasyramažabenzinoišeiga,kurinesiekia20%.Jaipadidintiyranaudojamascheminis naftos pro-duktų perdirbimas:

• terminis,

• krekingas,

• riformingas.

Terminiais procesaisvadinamitokie,kainaftosdistiliatai,perdir-bamiaukštatemperatūrairslėgiu,okatalitiniaistokie,-kaipro-cesuipaspartintidarnaudojamiirkatalizatoriai.

87


Krekingas–tainaftosproduktųskaldymoprocesas,pokuriosu-sidaroangliavandeniliai sumažesniuanglieskiekiumolekulėse.Krekingometuišsiskyręsetilenas,kurisyranaudojamasetiloal-koholioirpolietilenogamybai.

Krekingoproduktuslemiatemperatūra,kuriojevykstareakcija,irkatalizatoriai.Krekingas,dažnaidarvadinamaspirolize,yrailgosgrandinės alkano skilimas į trumpesnės grandinės ir praktiškainaudingesniusalkanusiralkenus.

Yradulabiausiaipaplitękrekingometodai:terminisirkataliziniskrekingas.

Terminis krekingas– tokskrekingometodas,kaiaukštoje tem-peratūrojeirdideliameslėgyjesuteikiamapakankamaienergijosskiltiC-Cryšiui.Temperatūrapaprastaisiekianet500-700°C.C-C ryšiui(tarpdviejųangliesatomų)skylantduangliesatomoelek-tronaiatitenkapovienądviemskirtingiemsradikalams.

Katalizinis krekingas – toks krekingas, kuris vyksta žemesnėjetemperatūroje(400-500°C)irnelabaidideliameslėgyje.Kataliza-toriaipadedasuirtiC-Hryšiams.C-H ryšioabuelektronaiatitenkavandenilioatomui,kurisvirstahidrido jonu,o likusianglis įgyjateigiamąkrūvį.Tokskarbokatijonasgali suskilti įmažesnėsmo-lekulinėsmasėsalkenusiralkanusarbadėldidelioreaktingumosureaguotisukitomisalkanųmolekulėmisirtaipsudarytišakotosgrandinėsalkanus,kuriųoktaninisskaičiusyradidesnis,neitie-siosgrandinėsalkanų,irtaipagerinabenzinokokybę.Kataliziniskrekingasyrapranašesnisužterminįkrekingą,nesjometunetiksutrumpėjaalkanųmolekulės,bet irsudaromišakotiejialkanai,kurienaudingesnikuropramonėje.

Riformingas alkanus pakeičia šakotos grandinės alkanais, kurieautomobiliųvarikliuosedegaefektyviau.Kadriformingasvyktų,reikalingaaukštatemperatūra,slėgis ir įvairūsbrangūskataliza-toriai.Taippatgalimagautisintetinįbenzinąiškonversiniųdujų.DujasCOirH2sumaišantsuvandeniliuiraukštojetemperatūrojeperleidžiantperkatalizatorių.

88

7.2. BENzINAS, jO SAVyBĖS, SUDĖTIS

Benzinas taipagrindiniaikibirkštiniouždegimo(anksčiauvadin-tųkarbiuratoriniais)varikliųdegalai,gaunami išžaliosnaftos jądistiliuojant,taippatišnaftosdujų,akmensangliųarbadegiųjųuolienų.Taigreitaigaruojantisskystis,kuris,esantgarųsantykiuisuoru1:10(išreiškussvoriovienetais),lengvaiužsiliepsnojanuokibirkšties.Benzinas–taiangliavandeniliųmišinys,sudarytas išmaždaug200-300skirtingųjunginių,kuriųvirimotemperatūrosyraapytikriaitarp30ir215°C.

Vairuotojuiirvartotojuinėralabaisvarbibenzinosudėtis,–svar-biausia joeksploatacinėssavybės.Benzinassudarytas išanglia-vandenilių,turinčiųnuo6iki11angliesatomų(C-).Vidutiniškaibenzine yra85%anglies, 14,9%vandenilio, 0,05% sierosbeipo0,05%azotoirdeguonies.Benzinotankis–720-770kg/m³,šilumingumasQż –43,9-44,8MJ/kg,klampaυ –0,5-0,7mm²,iš-garinimotemperatūra–35-195°C.

Benzinui taikomadaug įvairių kokybės rodiklių, kurių visi fakti-niaidydžiainurodomikokybėspažymėjime,kuris lydikiekvienąišsiunčiamąprodukcijossiuntą.

Benzino kokybės rodiklius galima santykinai suskirstyti į keliasgrupes:

1 grupė – eksploataciniai–oktaninisskaičius,distiliacijoscharak-teristikos,oksidacinisstabilumas,varioplokštelėsbandymas;

2 grupė – ekologiniai–sierosjunginiųkiekis,aromatiniųjunginiųkiekis,benzenokiekis;svarbūssandėliuojantirtransportuojant–esamųdervųkiekis,sočiųjųgarųslėgis(lakumoindeksas);

3 grupė – reikalingi apskaičiuoti/perskaičiuoti komponentų ar priedų kiekius–tankis,deguonieskiekis,etanoliokiekisirt.t.

89


Eksploataciniai benzino rodikliai.

Benzino oktaninis skaičius. Šis skaičius nusako benzino savybęvidausdegimovariklyjesudegtibedetonacijos.Detonacija–sa-vaiminis irpriešlaikinisbenzinogarų iroromišinioužsidegimasnenuožvakėskibirkšties,betnuosuspaudimoirįkaitusiųcilindrodalių.

Natūraliomissąlygomisoroirbenzinomišinyscilindredega20-40metrųpersekundęgreičiu,švelniaiperduodamasslėgimojėgąįstūmoklį.Detonacijosmetujisdega800–1200metrųpersekun-dęgreičiu,t.y.sprogsta,gaunamistiprūssmūgiaiįstūmoklį,stū-mokliožiedus,vožtuvus,degimokamerossieneles,todėlvariklisgali sugesti.Minėtomišinio atsparumas savaiminei detonacijainusakomasoktaniniuskaičiumi.

Oktaninis skaičiusnustatomasdviembūdais: varikliniu (charak-terizuoja važiavimą miesto sąlygomis) ir tiriamuoju (greitkeliosąlygomis). Kuo šis rodiklis aukštesnis, tuovariklio suspaudimolaipsnisirgaliadidesni.Pagaloktaninįskaičiųbenzinaiskirstomiįmarkes.Pvz.,A-95markėreiškia,kadbenzinoatsparumasdeto-nacijaiyranemažesniskaip95,A-92–nemažesnisnei92.

Frakcinė sudėtis. Benzinas – tai angliavandenilių mišinys. Kie-kvienasangliavandenilisjameturitiksliąvirimotemperatūrą.Šismišiniovirimotemperatūrųintervalasirvadinamasfrakcinesu-dėtimi.Frakcinėsudėtis–taibenzinosudėtisišreikštaskirtingosvirimotemperatūrosfrakcijųsantykiu.Nusakantbenzinosudėtį,pirmiausianurodomosjovirimopradžiosirvirimopabaigostem-peratūrosirfrakcinėsudėtis.Taibenzinodalys,verdančiosirišga-ruojančiostamtikruosetemperatūrosintervaluose.

Frakcinėsudėtisgalibūtiišreiškiamadvejopai:

• temperatūra,ikikuriosnuovirimopradžiosnudistiliuojamatam tikra benzinodalis, pvz., temperatūra kurią pasiekusbuvonudistiliuota10%tūriovisobenzino,žymimaT10;

90

• frakcijosdydžiu–dalimi(%nuovisobenzino),kurinudisti-liuojamanuovirimopradžios iki tamtikrostemperatūros,pvz.,benzinodalisnudistiliuotaiki70°C,žymimaE70.

Nuo benzino virimo pradžios ir 10 proc. tūrio išvirimo tempe-ratūros priklauso,kaippavykspaleistišaltąvariklį.Kuošitempe-ratūražemesnė,tuolengviaujįužvesite,ypačžiemą,tačiaujeijipernelygžema,karštąvasarosdienągalisusidarytidujųkamščiaidegalųpadavimoįdegimokamerąsistemoje.

50 proc. tūrio išvirimo temperatūra. Kuošitemperatūražemes-nė, tuo greičiau įkaista variklis, vadinasi, sunaudojamamažiaudegalų.Taippatvariklislengviaupereinaišvienodarborežimoįkitą,kaslabaisvarbuvažinėjantmieste.

Benzino virimo pabaigos temperatūra. Kai ji pernelyg aukšta,pablogėjadegalųgaravimas, jienetolygiaipasiskirsto cilindruo-se.Tengalipatektibenzinomikrolašeliai.Taipišplaunamaalyva,greičiaudylavariklis,beto,didėjanuostoliaidėlnesudegusiųde-galų.Standartaišiątemperatūrągriežtairiboja.Pasauliniaistan-dartainumato215-220°Cbenzinovirimopabaigostemperatūrą,o, pavyzdžiui, Lietuvos „Mažeikių naftos“ įmonėje gaminamobenzinojisiekia210-215°C.Šiorodikliostabilumągaligarantuotitiknaftosperdirbimoįmonės,kurioseyratinkamoskomponentųsumaišymosąlygos.Įvairiųkomponentųmaišymas„namų“sąly-gomisneleidžiaišlaikytišiorodiklio.

AnalizuojantmišiniuspagalESLSTEN228:2004standartą irLRvartojamų naftos produktų, biodegalų ir skystojo kuro privalo-mųjųrodikliųkokybėsreikalavimųnustatytasnormas,pateiktosskirtingų procesų benzinų distiliato dalies priklausomybės nuovirimotemperatūroskreivės(33 pav.).

91


Informacinisšaltinis:R.M.Balabin,R.Z.Syunyaev,S.A.Karpov.QuantitativeMeasurementofEthanolDistributionoverFractionsofEthanol-

GasolineFuel//EnergyFuels,2007,21(4),60-65p.

33 pav. Benzinų distiliato dalies priklausomybės nuo virimo temperatūros

Pastebėta,kadpirminiodistiliatoirkataliziniokrekingobenzinųE70,E100irE150charakteristikosneviršijanustatytųnormų,betriformingobenzinoE70irE100charakteristikosžymiaimažesnėsneireikalaujašisstandartas.

Korozinis benzino aktyvumas. Jį charakterizuoja cheminių re-akcijų greitis tarpbenzino, jo degimoproduktų irmedžiagų, iškuriųpagamintosvisossistemos,kuriomisproduktaicirkuliuoja:degalųpadavimo,išmetimosistemos,degimokameros.Korozinisaktyvumasnustatomasvario plokštelės korozijos bandymu. Tai bandymas,kuriometusudaromosgerossąlygoskorozijai.Nušli-fuotavarinėplokštelėišlaikoma50°Ctemperatūrosbenzinetrisvalandas.Apiekorozinįaktyvumąsprendžiamaišvarioplokštelėsspalvospasikeitimo.Variuikoroduojantjopaviršiuskeičiaspalvą,taigirezultataimatomivizualiaiirlyginamisustandartinepalete.Taisantykinisbandymas,kurisleidžiapalygintivienąbenzinąsukituirnurodotendenciją,tačiaukonkretauskorozijosaktyvumonenurodo.Korozinisaktyvumaspriklausonuobenzinorūgštingu-mo,bendrosieroskiekio, sierosvandenilio,merkaptaninėssie-

92

ros,vandenyjetirpiųrūgščiųiršarmųkiekio.Bandymorezultataslaikomas teigiamu, jeigu ant plokštelės neatsiranda tamsių dė-miųirapnašų.Taipbūna,kaidegaluosevandeniliosulfidokiekisneviršija0,0003%,elementinėssieros–0,0015%irmerkaptanų–0,005%.

Ekologiniai benzino kokybės rodikliai.

• Sieros junginių kiekis visųrūšiųdegaluosemažinamassie-kiantmažintiatmosferostaršą,nes,sudegussieros junginiams,susidaro SO2 ir SO3,sudarantysrūgščiąaplinką,kuriospasekmė— dirvos rūgštėjimas ir spartesnė metalų korozija. Šiuo metuprieitatamtikratechnologinėriba,kadangidaugiauišvalytišvie-siuosiusnaftosproduktusnuosieros junginiųnėragalimybių irprasmės–taršossumažėjimasbusneadekvatustechnologinėmsišlaidoms.Faktiniaisierosjunginiųkiekiaišiuometuneviršija10ppm.(0,001proc.).

• Oksidacinis stabilumasnusakobenzinosugebėjimąišlaikytisavocheminęsudėtįjįlaikant(sandėliuojant).Taiimitacinisban-dymometodas, kuris imituoja idealias benzino senėjimo (oksi-dacijos)sąlygas.Benzinomėginyspatalpinamasįtamtikrąindąsudeguonimi irdideliameslėgyje(1mPa)stebima,pokiek lai-kodeguoniesslėgisindeimsstaigiaikristitaiyradeguonisvirstadeguoninias junginiais – dervomis. Iš pradžių susidaroperoksi-dotipojunginiai,kuriespartinadeguoniniųjunginiųsusidarymąbenzine. Vizualiai senstantis benzinas keičia spalvą – tamsėja.Būtentdėlšiossavybėsbenzinaipriskiriamigendančiųproduktųkategorijai.Nepatariama jo sandėliuoti, ypačnesant galimybėsužtikrintideguoniesatskyrimąnuobenzino.

• Švino kiekis. Tai rodiklisbenzino toksiškumui įvertinti.Švi-nasįbenzinąpatenkasuantidetonatoriumitetraetilšvinu,kurisyrane tik labainuodingas,betdidina irnuodegųkiekįdegimokameroje, gadina deginių katalitinius neutralizatorius. Todėl jokiekisyraribojamasirkaskartvismažinamas.Švinokiekiuinusta-

93


tyti iš pradžių tetraetilšvinas suskaidomasdruskos rūgštimi, poto – kompleksonometriškai nutitruojamas. Šiuometu EuroposSąjungojetetraetilšvinonaudojimasdraudžiamas.

• Dervų kiekis.Tairodiklisdegalųoksidacijosmastuiįvertinti.Taidervųkiekis,esantis100cm³degalųtikrinimometu.Lyginantsuleistinuojujųkiekiu,galimaspręstiapiedegalųkokybėspokytį.Ypačgreitaisudarodervasdegalųterminioirkatalitiniokrekingokomponentai,turintysnesočiųjųangliavandenilių.

• Merkaptanų kiekis. Tairodiklismerkaptanųkiekiuidegaluo-seįvertinti.

Norint, kad nekoroduotų variklių degalų aparatūra, merkapta-ninėssieroskiekisdegaluoseneturiviršyti0,01%.Merkaptanųkiekisnustatomaspotenciometriniumetodu irapskaičiuojamasprocentais.

• Bendras sieros kiekis.Tairodiklisdeginiųkoroziniamakty-vumuiįvertinti.Sudegusbetkokiemssierosjunginiams,susidaroSO2 ir SO3 deginiai, kurie koroduoja varikliodegimokameros irišmetimotraktodetales.Sieroskiekisnustatomaslempiniume-todu.

• Sočiųjųgarųslėgis.Tairodiklisgarųkamščiųsusidarymoga-limybei tiekimovamzdeliuose įvertinti. Kadvasarąbenzino tie-kimovamzdeliuosenesusidarytųgarųkamščių,benzinosočiųjųgarųslėgisyraribojamas.

Benzino rodikliai, reikalingi apskaičiuoti/perskaičiuoti kompo-nentų ar priedų kiekius.

• Tankis.Jisnustatomasdalijantmedžiagosmasęišjostūrioišmatuoto200°Ctemperatūroje.

• Etanolio kiekis benzine. Tiesiogiai į benzinąmaišoma4,5-5,0 procentai denatūruoto biologinės kilmės etanolio. Etanolio

94

kiekį riboja ES standarto klimatiniai reikalavimai (sočiųjų garųslėgis).ŠibenzinomarkėpakeitėA95benzinąsuMTBE irETBEpriedais,kadangigaminamųkitųkomponentųoktaninisskaičiusyrapakankamasirnebereikiaįprekinįbenzinąmaišytiETBEkaipdaugiaoktaninįkomponentą,leidžiantįpasiektireikiamąbenzinooktaninįskaičių.Tuopačiusumažėjairpapildomasenergijoskie-kis,reikalingasetanoliuiperdirbtiįETBE.Žvelgiantglobaliai–tainaudinga siekiant sumažinti bendrąją atmosferos taršą angliesdioksidu.

• Deguonies kiekis benzine.Benzineyratamtikraskiekisde-guonies,odeguonisvisadapagerinadegimą.Jeiguįbenzinąpila-masspiritas,kuriameyradeguonies,jiesusimaišosubenzinuirjautiesiogpačiambenzineyradaugiaudeguoniesirvarikliuima-žiaujoreikiaišaplinkosįsiurbti.Visasveiksmasvykstapačiamevariklyje:kaibenzinasmaišosisuoru,taivykstapertrumpaiirsu-simaišytikartaisneužtenkalaiko,oesantisdeguonisbenzinetaipagerina,dėltodegalaigeriausudega,mažiauliekanesudegusiųkomponentų. Dėl to išsiskiria daugiau energijos, o jei išsiskiriadaugiauenergijos,taiirdarbasbusekonomiškesnisirkažkiekga-limasutaupyti.Minusasbūtųtoks,kadspiritonegalimadėtiperdaug,nes jeineapskaičiuosi kiekio irpridėsididesnį kiekįnegureikia,tadavariklįbussunkupaleistiarbajistiesiogblogaidirbs.Priklausoirnuoto,kokstaivariklis: jeisenaskarbiuratorinistaispiritokiekisdidesnis,virš10proc.benzine„paliesina“degimoprocesąirvariklispradedanestabiliaidirbti.Jeiguyraįpurškimasirišmetamiejijunginiaikontroliuojamiliambdazondu,tadajokiųproblemųnekyla,galimairliesesniumišiniudirbti,nesliambdazondas „pasižiūri“, kad išmetamosiose dujose daug deguonies,vadinasi,daugiaupurškiamadegalų,tuometišlyginamasmišiniosantykisirdegalaivariklyjevisiškaisudega.

95


7.3. DyzELINAS, jO SAVyBĖS, SUDĖTIS

Dyzelinas yra įvairių angliavandenilių mišinys, pritaikytas nau-doti kaip degalai dyzeliniuose varikliuose. Dyzelinas gaunamasdistiliuojantžaliąnaftą (dyzelinisdistiliatas).Pagrindinėsdyzeli-nių degalų sudedamosios dalys yra alkanai, cikloalkanai ir aro-matiniaiangliavandeniliai.Naftoskilmėsdyzelinąsudaroapie75procentaisočiųjųangliavandenilių(daugiausiaalkanai)irapie25procentaiaromatiniųangliavandenilių(įskaitantnaftalenusiral-kilbenzenus).

Varikliai suužsidegimunuokompresijos (dyzeliai)dirbanaudo-jantdistiliaciniusdegalus(gaunamikompaunduojanttiesioginiovarymoirhidroišvalytasfrakcijas)suaukštesnėmisnegubenzinoišgaravimoribomis:~75%sočiųjųangliavandenilių;~25%aro-matiniųangliavandenilių.PaprastodyzelinovidutinėformulėyraC12H26(nuoC10H22 ikiC15H26).

Svarbiosdyzelinių degalų savybės yra:

• lakumas,

• degumas/cetaninisskaičius,(stambiųlaivųdyzeliai–iki20,lengvųjųautomobilių–nemažiaukaip51,krovininiųautomobi-lių–40-45),žemostemperatūrostakumas(garingumoirmišiniosusidarymoprocesai),

• klampa,

• sieroskiekis(kiekisdegaluosereglamentuotas,0,035proc.–„nusidėvėjimodėmė“),

• stabilumassaugojant.

Cetaninis skaičius. Cetanokiekis įvertinadyzeliniųdegalųužsi-degimo savybes suspaustouždegimovarikliuose.Kuocetaninisskaičius didesnis, tuo dyzelino kokybė geresnė. Kuo cetaninisskaičiusdidesnis,tuogreičiaudegalaiužsidega,taigilengviaupa-leistivariklį,ypačtaiaktualužiemą.Variklistyliaudirbairmažiau

96

dyla.Lietuvosdegalinėseprekiaujamodyzelinocetaninisskaičiusyranuo48iki51.Beto,dyzelinooktaninisskaičiusyraapie45,todėlskiriasidegalųuždegimoprincipas–degalaiįpurškiamiįjaususpaustąorą.

Klampa ir tankumas. Tai rodiklis skysčio vidaus trinčiai įvertin-ti.Taiskysčiovidaustrintieskoeficientas.Dyzeliniamsdegalamsnustatomakinematinėklampa.Jinustatomakapiliariniuviskozi-metru, kuriuo išmatuojama nustatyto kiekio skysčio ištekėjimotrukmėperkapiliarą.

Degalųklampą irtankumąišesmės lemiagaringumoirmišiniosusidarymoprocesaidyzeliuose.Jiemsdidėjantaugalašųdiame-trasirprastėjadegimosąlygos,dėlkopadidėjadegalųsunaudo-jimas ir išmetimodujųdūmųkiekis.Degalųklampa lemiakuropripildymąirnuotėkįperplunžeriųangas.Jeivariklisdirbanau-dojantmažosklamposdegalus,degalųsiurbliodetalėssusidėvigreičiau,todėlįdegalųsudėtįreikiaprimaišytipriedų,apsaugan-čiųnuonusidėvėjimo.Degalųklampapriklausonuojųangliavan-deniliųsudėties,todėlgalismarkiaivarijuoti.

Žemų temperatūrų savybės.Josvertinamosužšalimotemperatū-ros,susidrumstimoirribinėsfiltravimositemperatūrosrodikliais.Užšalimo temperatūra padeda nustatyti degalų sandėliavimosąlygas. Susidrumstimo ir filtravimosi ribinė temperatūra lemiadegalųnaudojimątechninėjeįrangoje.Yratrysdyzeliniųdegalųsužemaužšalimotemperatūragamybosbūdai:

1. Sunkiųjų frakcijų kiekio mažinimas (degalų virimo pabaigostemperatūrosmažinimas)ir/arbalengvesniųfrakcijųįmaišymas.Šiobūdotrūkumasyra–varikliniųdegalųgamybosmažėjimasirdyzeliniųdegalųplyksniotemperatūrosmažėjimas.

2.Depresoriniųpriedųnaudojimas.Naudojantdepresantus,de-galų gaminimas nemažėja, tačiau jie leidžia sumažinti tik užša-limo temperatūrą ir mažai veikia susidrumstimo temperatūrą,ribojančiąjųnaudojimą.

97


3.Efektyviausiasbūdasyratechnologijų,leidžiančiųkeičiantan-gliavandenių sudėtįmažinti užšalimo, susidrumstimo ir filtravi-mosi temperatūras, taikymas. Tai leidžia panaudoti papildomąsunkiųjųfrakcijųkiekįdyzeliniuosedegaluoseirtoliubūdudidintidyzelinogamybą.

Rusijosnaftoskompanijosegaminamostrysdyzeliniųdegalųrū-šys:

L–vasarinisdyzelinas,naudojamasesantaplinkosorotempera-tūrai,nežemesneikaip0°C,

Z –dviejų rūšių žieminis dyzelinas, naudojamas esant aplinkosorotemperatūrainežemesneikaip-20°C(užšalimotempera-tūra-25°C)ir-30°C(užšalimotemperatūra-35°C),

A rūšies–arktinisdyzelinas,naudojamasesanttemperatūraiiki-50°C.

SieroskiekisL ir Z rūšiesdyzeliniuosedegaluoseneviršija0,2proc.(rūšis1)ir0,5proc.(rūšis2),arktiniamedyzeline–0,2ir0,4%.

Dyzeliniųdegalųšvarumolaipsnis lemiaautomobiliomaitinimoįrangos efektyvumą ir patikimumą. Didesnės nei 4 μm dalelėskeliaplunžeriųnusidėvėjimoriziką.Degalųšvarumasvertinamasfiltravimosikoeficientu,kurisyrafiltravimosiperfiltrąlaikoesantatmosferiniams slėgiui ir dešimtosios filtruojamo kuro porcijospirmosiosatžvilgiu santykis.Degalų filtravimąsi veikiavandens,mechaninių priedų, derviniųmedžiagų, nafteninių rūgščių kie-kis.

Sieros junginiai.Sierosjunginiai,neribiniaiangliavandeniaiirme-talai(vanadis,natris)veikianuosėdųatsiradimodyzelyjeproce-są,dėlesančiojųkiekiovarikliodetalėsgreičiaunusidėviirrūdi-ja.Jųkiekisdegaluoseyrareglamentuotas.Sieroskiekistiesiogiailemia kenksmingus komponentus variklio išmetamose dujose.Mažinantsieroskiekįiki0,035proc.lygioiržemiau(ekologiškaišvarūsdyzeliniaidegalai),degalųtepimosavybėsblogėja, jų ly-

98

gisreglamentuojamasrodikliu„nusidėvėjimodėmė“anttrintiesmašinos.Todėlmažąsieroskiekįturinčiuosedegaluosenaudoja-mipriedai,apsaugantysnuonusidėvėjimo.Pastaba.Atliekųlygisnemažiaulemiaaromatiniųangliavandeniųkiekį.

Dyzeliniaidegalai–FUTURA.NESTE A24degalinėseprekiauja-madyzeliniaisdegalaisFUTURA,kuriųkokybėsrodikliaiatitinkaeuropietiškokokybėsstandartoEN590reikalavimus.

Dyzeliniaidegalai–d FORTiS.d FORTiS –naujasSTATOiL dyzeli-nas,atitinkantisESstandartus(EN590).Taidegalai,pasižymintysmažusierosiraromatiniųangliavandeniliųkiekiu,todėldegimometuišsiskiriairsusikaupiamažiausuodžių,lėtėjakorozijairva-riklionusidėvėjimas.

Filtravimosiribinėtemperatūra.Taitokiažemiausiatemperatūra,iki kurios atšaldytųdegalų tekėjimogreitis per filtrą, esantpa-stoviamslėgiui,pasidarolygusribineireikšmei.Ištikrųjųdegalųfiltravimosiribinėtemperatūravarikliuosebūnažemesnė,negunurodytastandartinė.Jiyraartimadegalųstingimotemperatū-raiirpriklausonuodegalųkokybėsirvarikliomaitinimosistemoskonstrukcijos.

99


7.4. DEGALų PRIEDAI

Benzino priedai.

Suteikti benzinui reikiamą savybių derinį vien tik koreguojantjo cheminę sudėtį yra praktiškai neįmanoma. Net ir kai kuriasfunkcinessavybesyralengviaupagerintipriedais,negukeičiantsudėtį, pvz., gauti reikiamą OS (oktaninį skaičių). Todėl įvairūsbenzino, kaip ir kitųnaftosproduktųpriedai yra labai svarbūs.Jųparinkimuibeitarpusaviosuderinimuinaftosproduktųgamin-tojaiskirialabaidaugdėmesio.Priedamsparinktiirtarpusavyjesuderintireikalingikruopštūsirbrangiaikainuojantysmoksliniaibeitechnologiniaityrimai,todėlproduktųaprašuosestengiamasipabrėžtiteigiamąnaujųpriedųpoveikį.

Esantgausybeinevienodoefektyvumopriedųrūšiųnaftoskom-panijosgalikurtisavofirminiusproduktussuišskirtinėmissavybė-mis.TaipSHELL, NESTE, TEXACO, ARAL irkitųkompanijųnaujiejireformuluotibenzinaitapoišskirtiniaisnetikpatobulinusbenzi-nojunginiųsudėtį,betirsukūrusoriginaliuspriedųrinkinius, išesmėspagerinusiuskaikuriassvarbiasfunkcinesbenzinosavybes–gebėjimąužtikrintivarikliošvarą,papildomąbesitrinančiųdaliųtepimą,geresnįdegimorežimąirt.t.Bendrasbenzinopriedųkie-kisnėradidelis,apie0,2-0,3%,retaikadapasiekia1,0%.

Antidetonaciniai priedai.Anksčiaubenzinoantidetonacinėssa-vybėsbūdavogerinamosšvinojunginiųpriedais.Dabaršiosben-zinosavybėsdaugiausiagerinamostobulinantbenzinosudėtį irpridedantdidelįkiekįoksigenatų,kuriejaulaikomisavarankiškaisbenzinokomponentais.

Benzino degimui pagerinti jau seniai ieškoma kitokių priedų.Šiuometuperspektyvūsyraorganiniaimanganojunginiai(MMT)ir ferocenai. Tačiau dabar antidetonacinių savybių pagerinimasnėra toks aktualus, kadangi nauji benzino gamybosmetodai irlabaiefektyvūsoksigenataileidžiapakankamailengvaikoreguo-

100

tibenzinoOS.Tokiubūdu,atsisakiusšvinojunginiųpriedų,tekospręstidarvienąšiųpriedųfunkciją–vožtuvųlizdųtepimą,kurįsėkmingaiatlikdavoplonašvinooksidoplėvelė.Naujuoseauto-mobiliuosešielizdaigaminamiiškietųmedžiagųirdilimoproble-mosbeveiknėra,tačiaubenzinassenesniemsautomobiliamsturipasižymėtitepimosavybėmis.

Nuo1986metų šiam tikslui SHELL pradėjonaudoti organiniuskaliojunginius(benzinasFORMULA SHELL).Tokiubūdu,sukūrusgeraitepantįbenziną,buvogalimavisiškaiatsisakytišvinojungi-niųirkaipantidetonatorių,irkaiptepimomedžiagų.

Organiniųkaliojunginiųyradedamatikįbazinįbenziną.Naujuo-siuskaliojunginiųtepimopriedusgaminaarbapačiosnaftoskom-panijos(pvz.,SHELLpriedasTOUCAN benzinuiFORMULA SHELL),arbachemijoskoncernai(pvz.,BASFpriedasKEROCOM ES 3280 –olefino(alkeno)irmaleinoanhidridokopolimerokaliodruskairkt.),kuriųprodukcijąnaudojabenzinągaminančios irpardavinė-jančioskompanijos,pvz.,STATOiL benzinuiSTiMULi K.

Dyzelino priedai ir jų komponentai.

• Užsidegimo pagerinimo priedai(cetaninioskaičiauspageri-nimopriedai).CSpadidinimasnaudojantpriedusyravertingade-galųkokybėspagerinimopriemonė.Šiepriedaitaippatsumažinadeginiųkiekį,ypačCO,iršiektiekmažiauturiįtakosnesudegusiųangliavandenilių ir dūmų kiekiui. Degalų užsidegimui pagerintidaugiausianaudojami įvairūsalkilonitratai– izopentilo, izopro-pilo,izooktiloirkt.Jųdedamaapie0,1%.Standartiniuosemulti-funkciniuoseprieduoseretainaudojami.

• Plovimo priedai – plovikliai ir dispergentai. Jų paskirtis –neleistikauptisnuodegomsantpurkštukų–taireikalingasiekianttolygiaiišpurkštiirpaskirstytidegalusvisamecilindrotūryjeirsu-smulkintisrautą.Užsiteršuspurkštukamssrautasnepaskirstomasirdegalainepilnaisudega–gaunaminuostoliaidėlnesudegimo

101


irdidelisnepilnai sudegusiųdegalųkiekis (parodoCO kiekis iš-metamosiosedujose).Dervingosiranglingosnuosėdossusidaroantpurkštuko,ypačantadatiniovožtuvo,irvaržojojudesius.Kadnesusidarytų nuosėdų, į degalus įdedama sintetinių ploviklių –organiniųjunginių,kuriųmolekulėjeyrapoliniųgrupių–taipo-lialkilosukcimidai,aminaiirkt.Jiesudarostatmenaiorientuotųmolekuliųsluoksnįantmetalopaviršiaus,kurisneleidžiaant topaviršiaussusijungtidervųirkitokiųnuosėdųdalelėms.Taipgau-namas„palaikykšvarą”efektas(angl.„keep clean effect”).

Plovikliaitaippatpagerinadegalųpastovumąsandėliuojantirsu-mažina koroziškumą. Dispergentai palaiko susidariusias drumz-les,dažniausiai dervinesdaleles,pakibusiasdegaluose ir nelei-džiajomsnusėstiantsienelių.Taitaippatpolimerinėspaviršiausaktyviosmedžiagos.

• Priedai nuo dūmų (dar vadinami dūmijimo slopinimo, su-odžiųsumažinimopriedai,degimąskatinantyspriedai).Suodžiųdūmaiyravienas išdidžiausiųdyzeliniųvarikliųtrūkumų.Gretakitųpriemoniųnaudojantpriedusgalimasumažintidūmųkiekį.Pagrindinistokiųpriedųveikliosiosmedžiagos–bariokarboksi-latai irsulfonatai,kartaispridedamairkalciobeigeležies jungi-nių.Apie0,25-1,0%priedųgalisumažintidūmųkiekįdvigubai.Dėlgalimobariojunginiųtoksiškumodabardaugiaunaudojamikalcio ir geležies junginiai. Standartiniuose multifunkciniuoseprieduoseretainaudojami.Išesmėsjuodidūmai(suodžiai)rodonepilnądegalųsudeginimą.

• Šalto tekėjimo (šalto takumo pagerinimo) priedai. Dyzeliniaidegalaiturineigiamąsavybę–darpalygintinežemojetempera-tūrojepradedakristalintisstambiamolekuliain-parafinai–para-finai(vaškai),kuriegaliužkimštidegalųfiltrąirsutrikdytivarikliodarbą.Šiskristalizacijospolinkislabaipriklausonuodegalųsudė-tiesirgamybosbūdo.Šiuoslinijinėsstruktūros(n-parafinus)būtųgalimapašalintiišdegalų,bettaiganabrangu,beto,n-parafinaiyra labai vertingas degalų komponentas, turintis didelį cetanoskaičių.Anksčiaušiąneigiamądyzeliniųdegalųsavybępatysvai-

102

ruotojaikoreguodavo,pridėdamiiki30%paprastobenzino.Bettaigalipakenktivarikliuiir,beto,išmetamosiosedujosetuometdaugėja kenksmingų deginių. Šaltas tekėjimas yra kompleksinėsavybė, kuriai didžiausios įtakos turi drumstimosi temperatūra,stingimotemperatūrairšaltofiltroužkimšimotemperatūra.

• Drumstimosi ir užšalimo (stingimo) temperatūros depre-santai. Degalųdrumstimasis rodo, kad susidaro vaško kristalai,galintysužkimštifiltrus.Priedai,kurieslopinadrumzliųatsiradi-mą,tuopačiupadarožemesnędegalųdarbotemperatūrąirpa-gerinašaltotekėjimosavybes.Tamtiksluidažnainaudojamieti-lenoirviniloacetatokopolimeras,nesotiejipoliesteriaiirkitokiepolimerai.Jiepadarožemesnęparafinųkristalizacijostemperatū-rą,taippatirdegalųužšalimo(stingimo)temperatūrą.Jaulabainedidelėjųkoncentracija(apie500PPm)sumažinakristalizacijostemperatūrą3°C,tokįefektągalimagautitikpridėjus20%žiba-lo.

• Vaško kristalų stambėjimą slopinantys priedai, WASA (Wax Antisettling Additives).Jieneleidžiasustambėtiužsimezgusiemsparafino kristalams ir užsikimšti filtrams tuopagerindami šaltotekėjimosavybes.Taidažniausiaetilenoirvinilacetatokopolime-rai, tokiepat kaip tie, kurienaudojami ir kaipdrumstimosi beiužšalimodepresantai.

• Oksidacijos inhibitoriai, laikymo pastovumo pagerinimo priedai. Sandėliuojami ir ilgai laikomi dyzeliniai degalai sensta,oksiduojasi,juoseatsirandadervingųmedžiagųirrūgščių.Nuotostiprėja apnašų susidarymo tendencija ir koroziškumas.Užsitę-susšiamprocesui,galisusidarytinetpolimerinėsnuosėdos.Ok-sidacijąkataliziškaigreitinametalų,ypačvariojonai.Todėlšaliaoksidacijosinhibitorių,senėjimoprocesamsslopintinaudojamiirmetalųdezaktyvatoriai,korozijosinhibitoriaibeiplovikliai.

• Rūdijimą slopinantys priedai.Koroziškidegalųkomponen-taibeipriemaišosgalisukeltidegalųtiekimosistemosplienorū-dijimą.Rūdijimasgalimastikesantvandeniui.Rūdijimuislopinti

103


naudojamosorganinėsrūgštysiraminodruskos.Įdyzeliniusde-galusdažnaidedamadimerizuotalinolorūgštis.

• Skaidrinimo (drumstumo mažinimo) priedai ir deemulsi-kliai. Įgabenamusirlaikomusdegalusgalipatektivandens,kurisdisperguojasi į labaismulkius lašelius—emulsiją irsudrumsčiadegalus.Priešvartojantdegalus,vandenįbūtinanusodinti irat-skirti.Specialūspriedaisuardoemulsiją—sumažinavandenspa-viršiaus įtempimąirskatina lašeliussusilieti įdidesnius irpotonusėsti.Šiamtiksluidažniausiainaudojamosketvirtinėsamoniodruskos(katijoniniaitensidai).

• Biocidai.Degalųrezervuarųdugnevisadasusirenkatamti-krasvandenskiekis.Vandensirdegalųribojesusidarogerossąly-gosveistisbakterijoms,mielėmsirgrybeliams(mikromicetams).Nuojųsusidaronuosėdos,kuriosgaliužkimštifiltrus,okaikuriosbakterijosnetpadidinadegalųkoroziškumąirsukeliarezervuarųkoroziją.Mikroorganizmamsnaikintinaudojamilabaiįvairūsbio-cidai,neskiekvienaiorganizmųrūšiaireikiaskirtingųnuodų.

• Antistatiniai priedai. Kai degalai greitai perpumpuojami,galisusidarytielektrostatiniskrūvis irnuojo išlydžiodegalųga-raigaliužsidegti.Šispavojusyragerokaimažesnisnegužibaluiarbenzinui,nesdyzeliniaidegalaimažiaulakūsirturipoliniųgrupių,kuriossumažinapaviršiauselektrinęvaržąirneleidžiasusidarytidideliemselektroskrūviams,tačiaumažikalcioarchromojungi-niųpriedaiyraefektyvūsantistatikaigreitaiperpumpuojantde-galus.

• Priedai nuo putų.Kaidegalųbakasgreitaipripildomasde-galų,galisusidarytiputų,kuriosteršiaaplinkąiraptaškožmones,taippattrukdopripildytidegalųbaką.Putojimuisumažintidaž-niausiainaudojamisilicioorganiniaijunginiai,ypačpolisiloksanai.Priedainuoputųnetiksumažinaputojimą,betirpagreitinaputųirimą.

• Reodorantai. Dyzeliniai degalai turi nemalonų kvapą, ku-risdėlmažodegalų lakumoilgai išsilaikoaptaškytuoserūbuose

104

arantodos.Šįkvapądegalamssuteikiasierosjunginiai irneso-tieji junginiai.Degalųhidrinimas sumažina tąnemalonųkvapą,betgalutinai jonepašalina.Kaikurioskompanijos,pvz.,SHELL, ESSO, dEA,pridedakvapniųjųmedžiagų,kurios slopinanema-lonųdegalųkvapą.Tamtiksluidažniausiainaudojamosgamtinėsmedžiagos–vanilinas,terpenaiirkt.

• Dažai. Naudojami atskirti skirtingoms degalų rūšims arbadegalamsnuokitųlabaipanašiųproduktų,pvz.,buitiniamkuruinuodyzeliniųdegalų.

• Tepimo priedai.Dyzeliniaidegalai,kuriuoselabaisumažin-tassieroskiekis,nepakankamaigeraitepadegalųsiurbliodalis,todėlįtokiusnaujusbesieriusdegalusdedamaspecialiųtepimopriedų.

105


7.5. ALTERNATyVIEjI DEGALAI

Praėjęsamžiusgalibūtivadinamasauksiniumobilumošimtme-čiu,nestransportopriemoniųsparčiaidaugėjoirdardaugės,visųpirma,Kinijoje, Indijoje,JAVirEuroposvalstybėse.Tačiaudidė-jantismobilumas,CO, NOx irkietųjųdaleliųemisijakelia rimtųproblemų,ypačdideliuosemiestuose.

Siekiantsumažintiemisiją,dirbamadviemkryptimis:tobulinamatransportopriemoniųkonstrukcija irgerinamosdegalųsavybėsbeikuriaminaujidegalai.YražinomasACEAįsipareigojimas,skir-taslengviesiemsautomobiliams,iki2008m.COemisijąsumažin-tiiki140g/km,oiki2012m.–iki120g/km.

Esant šiandieniniam vartojimo lygiui ir vis dar atrandant naujųnaftosirdujųištekliųprognozuojama,kadnaftosužteksmaždaug40,odujų–70metų.Todėlsuprantama,kadnedelsiantturibūtiišspręstaalternatyviųdegalųgamybosirnaudojimoproblema.

Naujųdegalųkūrimoprocese išskiriami trysetapai.Pirmajameetapegerinamostradiciniųdegalųsavybės.Antrajamenagrinė-jaminaujųdegalų(išakmensanglies,dujų,biomasės)gamybosirpritaikymonaujoskartos(hibridiniuoseautomobiliuose,HCCi)transportopriemonėseaspektai.Trečiajameetapegaminamide-galaiišatsinaujinančiųenergijosšaltinių,transportopriemonėsepritaikomosirnaudojamosvandeniliokurokasetės.

Degalai iš mineralinių medžiagų.Išnaftosirdujųgaminamųmi-neraliniųdegalųsavybėsįvairiosepasauliošalysegerokaiskiriasi.JeiguAfrikosžemynošalysedegalaibešvinojunginiųtikprade-daminaudoti,taiEuropojeirJaponijojejaunaudojamilabaima-žaisierosturintysdegalai(tiesioginioįpurškimoOTO varikliuose,veikiančiuoseliesumišiniu).Beto,konkrečioješalyje(pvz.,Vokie-tijoje)yranaudojamiskirtingoskokybėsdegalai.Pavyzdžiui,kom-panija SHELL tiekia standartinius ir pagerintos kokybės (v-PO-WER)degalus,kurieaplinkosauginiu,varikliogaliosirtechninėspriežiūrosaspektaisyrageresni.

106

Pagerinti dyzeliniai degalai – tai sintetiniai degalai, sutrumpintaižymimiGTL(angl. Gas to Liquids),gaminamiišgamtiniųdujų.Pir-miausiagaunamossintetinėsdujos–CO ir H mišinys,kurissinteti-namastol,kolgaunamosilgosangliavandeniliomolekuliųgrandys.Vėliaumolekuliųgrandysdalijamosįmolekules,panašausilgiokaipdyzelinomolekulių.GTLdegalaineturisieros,jųcetaninisskaičiuslabaididelis, šilumingumasdidesnisužmineraliniųdegalų. Įmai-šiusGTLdegalųįdyzeliną,pagerinamospastarojosavybės.

Biodegalai. Biodegalaigaminamiišbiomasės.Brazilijoje,JAVga-mintibioetanolįpradėta seniai, todėl ten jopagaminama labaidaug. Pastaraisiais metais bioetanolis gaminamas Švedijoje irVokietijoje.PeresterintiaugaliniaialiejainaudojamiPrancūzijoje,Vokietijoje,Austrijoje irČekijoje.Šiedegalaidarvadinami„pir-moskartos“biodegalais.Jiegaminamiišmaistuitinkamųaugalųdalių:cukranendrių,kviečių,rapsųsėklųirpanašiai.

Nauja kryptis biodegalų gamyboje koncentruojasi ties techno-logijomis,kuriųdėkabiodegalaigaunamiišnemaistiniųaliejiniųaugalųdalių,t.y.šiaudų,atliekų irkitų.Tokiedegalaivadinamiantroskartosbiodegalais.Šiostechnologijosprivalumastas,kadpanaudojamabiomasė,netinkantimaistoproduktųgamybai.

Gaminant Eco-etanolį (iOGEN procesas), šiaudai iš ūkininkų irkitųž.ū.įmoniųsurenkami50–150kmspinduliu.iOGEN procesoesmęsudaroceliuliozėsperdirbimas įcukrų, iškurio fermenta-cijosprocesegaunamasEco-etanolis. Šiaudųatliekospanaudo-jamos šiluminei energijai gauti, kuri reikalinga technologiniamprocesuivykdyti.

TaigiCO2 emisijąnumatomapalaipsniuimažinti,didinantvande-nilio irmažinant anglies kiekį degaluose ir galiausiai pereinantprievandeniliniųdegalų.Manoma,kadpirmajameetape(maž-daug iki2020m.)bus įsisavinama irdidinamaantrosios kartosbiodegalųgamybabeididėssintetiniųdegalų(GTL,BTL,CTL)pa-naudojimas.Ateityje turėtųypačdidėtivandeniliniųdegalųga-mybairjųnaudojimastransportopriemonėse.

107


Vandenilis. Siekiant patenkinti vis didėjantį energijos poreikį irapribotineigiamąpoveikįaplinkai,visamepasaulyje intensyviaiieškomanaujų technologijų, kaipkuoplačiau įsisavinti atsinau-jinančiusenergijosšaltinius,kaippadidintiesamųenergijoskon-versijos sistemųefektyvumą.Vienas išgalimųsprendimų–pa-naudotivandenilįkaipnaująirlabaiefektyvųenergijosšaltinį.

Vandeniliopanaudojimasgalipadėtiišspręstimiestųtransportosistemų,ekologinesproblemasirpanaudotibranduolinęenergijąnetikelektros,betirnaujokuro,skirtotransportosistemomsirdecentralizuotomsmažomstermofikacinėmselektrinėms,gamy-bai.

Vandenilis yra energijos šaltinis, kurio panaudojimas gali radi-kaliaipakeistienergijosgamybos,perdavimo irvartojimosritis.Ypačdaugvilčiųdedamakuriantvisiškaišvariastransportosiste-mas,nes,naudojantvandenilįkaipkurą,degimoproduktasyravanduoarbavandensgarai.

Vandenilis gali būti gaminamas panaudojant daugelį pirminiųšaltinių (naftą, gamtines dujas, visus atsinaujinančius energijosšaltinius,atominęenergiją).

Vandenilisnėrapirminisenergijosšaltiniskaipnaftosproduktaiaranglys.Jis,kaipirelektrosenergija,turibūtipagamintasnaudo-jantspecialiastechnologijasirkituspirminiusenergijosšaltinius.Vandenilis yra labiausiai paplitęs cheminis elementas Visatoje.Bet Žemėje jisneegzistuoja laisvos formos ir randamasorgani-niuose junginiuose bei vandenyje. Norint vandenilį panaudotienergetinėsesistemose,jisturibūtiišskirtasišminėtųcheminiųjunginių.Otamreikiaturėtipirminėsenergijosšaltinį,kurioener-gijabūtųnaudojamavandenilioturinčiųmedžiagųskaidymui.

Pagrindinisvandenilioprivalumas:jįnaudojantkaipkurądegimoproduktasyravanduo.Numatoma,kadvandenilisleisdaugefek-tyviaupanaudotitokiusnestabiliusenergijosšaltiniuskaipvėjas,saulė,bangųenergija,nesjįgalimakaupti irpanaudotikadatoprireikia.Dėl savo savybių šie šaltiniai yra sunkiai integruojami

108

įdabartinęelektrostiekimosistemą,kuriojepasiūlaturi tiksliaiatitiktipaklausą.

Vandeniliokaupyklųkūrimasirtobulinimasgalėtųpadėtiatsirastirinkai,kurišiųvertingųšaltiniųnaudojimąpadarytųekonomiškaipatrauklesnį.Beto,vandenilionaudojimasmiestotransportosis-temoseleistųsmarkiaisumažintiorotaršą(7.2. pav.).

34 pav. Vandeniliu varomas automobilis

Šiuometudaugelisautomobiliųgamintojųyrasukūręvandeniliuvaromųautomobiliųdemonstracinesversijas(34 pav.).Modelis„FORd Flexible Series Edge“,pagaminimometai–2007,maksi-malusgreitis–136km/h,važiavimonuotolis–360km,variklis(galiosšaltinis)–vandeniliokuroelementas.

Deja,visišieautomobiliaiyrakeliskartusbrangesniuždabarga-minamus. O svarbiausia, nėra išspręstas vandenilio užpildymostočiųinfrastruktūrosklausimas.

Vandenilioenergetikasąlyginaigalibūtisuskirstytaįketuriassu-dedamąsias dalis: vandenilio gavybos technologijos; vandeniliosaugojimotechnologijos;vandeniliokuroelementaiirvandenilioenergetikosekonomikosklausimai.

109


7.6. GAMTINĖS AUTOMOBILINĖS DUjOS (SUSKySTINTOS NAFTOS IR SUSLĖGTOS GAMTINĖS DUjOS)

7.6.1. SUSKySTINTOS NAFTOS DUjOS

Šiandienvisaspasaulisieškobūdųkaipsumažintiklimatotaršąirpagerintimiestųekologinębūklę,naudojantmažiau tradicinių-automobiliniųdegalų,pagamintųišnaftos–benzino,suskystintųnaftosdujų (SND),dyzelino, jįpakeičiantekologiškais iraplinkąlabiau tausojančiais degalais. Planuojama, kad iki 2020m. Eu-roposSąjungoje20proc.benzinoirdyzelinoturėsbūtipakeistaalternatyviaisdegalais:gamtinėmisdujomis,biodegalais,vande-niliubeikitaistradiciniaisautomobiliųdegalųpakaitalais.

Gamtinėsdujossusidaropūvantorganinėmsmedžiagoms.Gam-tinėsdujosyranaudojamossuskystintosarbasuslėgtos.Suskys-tintosvadinamosLNG(angl.Liquefied natural Gas),suslėgtos–CNG(angl.Compressed Natural Gas).

Daugumoje šiomis dujomis varomų automobilių įrengtos dvimaitinimosistemos–dujųirbenzinoarbadyzelino.Atsižvelgiantįšiųkurorūšiųsavybes,LPGkurasyraefektyvesnislengvuosiuoseautomobiliuose,derinantjįsubenzininiuvarikliu.CNGderairsubenzininiais,irsudyzeliniaisvarikliais.

Gamtinės dujos kaip variklių degalai turi aukštą potencialą. Jieyranebrangūs,švarūs,turintysaukštąoktaninįskaičių(130),t.y.nedetonuojantys degalai (palyginimui – populiariausio Lietuvo-jenaudojamobenzinooktaninisskaičiusyra95).Todėlirdabar,irateityjegamtinėsdujoslengvaiatitiksleistinasišmetamųdujųnormas.Gamtinėsdujos,kaipvarikliųdegalai,galibūtilygiagre-čiainaudojamosirsubenzinuardyzelinu,iratskirai–specialiuo-seišskirtinaigamtiniųdujųnaudojimuisukurtuosevarikliuose.

Ekologinė nauda naudojant gamtines dujas yra nepaneigiama.Gamtinės dujos yra vieni iš švariausių šiuo metu naudojamųautomobiliųdegalų.Šiltnamioefektąsukeliančiųdujų taršayra

110

20-25proc.mažesnėneibenzinoir10-15proc.mažesnėneidy-zelino.Gamtiniųdujųunikalumas–jųcheminėsudėtis,šiųdujųmolekulėseyraypatingaipalankus(¼)angliesirvandenilioatomųsantykis.Gamtiniųdujų,kaipekologiškųdegalų,privalumai itingeraiatsiskleidžiamiestuose–palyginusdyzelino irdujiniųde-galųtaršą(g/km)nustatyta,kadgamtinėsdujos90proc.mažiauneidyzelinasteršiaaplinkądūmais,pelenaisirsierosdvideginiu,50proc.mažiau–angliesmonoksiduir20proc.mažiau–azotooksidaisirreaguojančiaisangliavandeniliais.Palyginussubenzinotarša,matyti,kadgamtinėsdujos80proc.mažiauteršiaaplinkąazotooksidais,25proc.mažiau–angliesmonoksidaisir20proc.mažiau–reaguojančiaisangliavandeniliais ir75proc.mažiau–angliesdvideginiu.

Gamtinėmisdujomisvaromusautomobiliusgaminadaugelisga-mintojų.

Šiosalternatyviostechnologijosinfrastruktūrabeipaslaugosganaplačiaiišvystytos,todėlišvisųalternatyviųekotechnologijųjiyralabiausiaipaplitusiirprieinama.

Pagrindiniaiautomobiliuosenaudojamųsuskystintųnaftosdujų(SND,angl.LPG)komponentai–propanas,butanasirkaikuriejųpomologai.

Vienasišpagrindiniųsuskystintųnaftosdujųkokybėsrodiklių–oktaninisskaičius.Norsnormayranemažiaukaip89,dažniausiaišisrodiklissiekia92-93punktusvarikliniumetodu.

Ribojamas ir nesočiųjų angliavandenilių, turinčių dvi dvigubasjungtis, t. y., linkusius polimerintis ir sudaryti dervingus jungi-nius,kiekis.Normuojamasirsierosjunginiųkiekispoodoravimo.Kadangidujosyrabekvapės,tam,kadbūtųgalimanustatytisis-temosnesandarumus,įdujaspapildomaidozuojamaspecialiųjųmedžiagų–merkaptanų.Taipagalsavocheminęstruktūrąpana-šiosįalkoholiusmedžiagos,kuriųbendraformulėR-SH.Šiųme-džiagųnetlabainedideliuskiekiuslengvaijuntamedėljųspecifi-nionemalonauskvapo–jeiguužuodžiameautomobilyje„dujų“

111


kvapą,aišku,kaddujųsistemanesandari ir tokįautomobilįne-saugueksploatuoti.

Suskystintoms naftos dujoms, kaip ir benzinams, nustatomaskorozinis agresyvumas, t.y., kiek koroziškai agresyvūs dujoseliekantyssieros junginiai.Taistandartinis testas,kai įproduktą,pašildytąiki40°Ctemperatūros,vienaivalandaimerkiamavarioplokštelė.Pagaljosspalvospasikeitimusirsprendžiamaapieko-rozinįaktyvumą.

Manometrinisgarųslėgisribojamassiekiantsumažintisandėlia-vimoirtransportavimopavojingumą.Dujosturididelįplėtimosikoeficientą,automobilinėsdujosskystėjaesant16atmosferųslė-giui,todėlkuodidesnismanometrinisslėgis,tuogriežtesnireika-lavimaibalionamsircisternoms,skirtomssuskystintomsdujomslaikyti.

Būtentšiuorodikliuirskiriasivasarinėiržieminėdujųrūšys.Visųrūšiųautomobilinėmssuskystintomsdujomsribojamasgarųma-nometrinis slėgis, kurisnegali būtididesnis kaip155kPaesant40°Ctemperatūrai.Žieminėmsrūšimskaipeksploatacinisrodi-klis ribojamasminimalus slėgis–esantnedidesnei kaipminus10 °C temperatūrai jis turibūtinemažesniskaip150kPa.Taipužtikrinama,kadbūtųįmanomapaleistivariklįžiemossąlygomis.Šįrodiklįužtikrinareikiamaspropanokiekisdujųmišinyje.

112

7.6.2. SUSLĖGTOS GAMTINĖS DUjOS

Suslėgtų gamtinių ar naftos dujų pagrindinis komponentas yrametanas,kuristurilabaiaukštąoktaninįskaičių,geraisusimaišosuoruirsudega,todėlvariklyjegalimapasiektididelįsuslėgimolaipsnį,odeginiųtoksiškumasmažas.Šiosedujoseyralabairibo-jamietano,propano,butanoirpentanokiekiai,nes,esantdide-liamslėgiui,jiekondensuojasiirtrikdomaitinimosistemosdarbą.Labaikenksmingisierosjunginiai.

Suslėgtasgamtinesdujasnaudojantysvarikliaiturikeletąprivalu-mųprieškitusvariklius:

• jieyrailgaamžiškesni;

• pigesnis,neidyzeliniųvarikliųtechninisaptarnavimas(len-gviesiemsautomobiliams);

• dvigubaimažesnistriukšmoirvibracijoslygis(ypačsunkiųjųautomobilių).

Tačiau yra ir trūkumų su kuriais susiduria dabartiniai suslėgtųgamtiniųdujųnaudotojai:

• darvisnepakankamaitankusCNGdegaliniųtinklas,dėlkogalibūtiįtakojamasvažiavimomaršrutas,

• kolkasdaryraribotasautomobiliųmarkiųirmodeliųsuCNGpritaikytaisvarikliaisskaičius.

Tam,kadbūtųnorsdalinaikompensuotišielaikininepatogumai,kaikurioseEuroposšalysejaunaudojamosmokesčiųlengvatos,dėlkuriųmažėjanetikCNG,kaipalternatyviųdegalų,kaina,betirautomobiliųsuCNGpritaikytaisvarikliaiskaina.Visotopasė-kojevartotojaiyraskatinamirinktisautomobilius,naudojančiusšvaresniusirmažiauaplinkaikenkiančiusdegalus.

113


8. AUTOMOBILIų ALyVOS

8.1. VARIKLIų ALyVų PASKIRTIS, SAVyBĖS

Varikliųalyvųpaskirtis–sumažintidetaliųtrintįirdilimą,aušintijas,palaikyti variklį švarų.Be to, alyva sandarina sujungimus iršalinadilimoproduktus,saugotrintiespaviršiusnuokorozijos.

Varikliųalyvanėraamžina.Laikuibėgantjoskokybėprastėjairjiprarandasavosavybes,todėl jąreikiakeisti.Alyvoskeitimope-riodiškumą lemia daugelis faktorių: automobilio amžius, kelių,kuriaisvažinėjama,klimatosąlygos,alyvosrūšisirkt.Keitimoin-tervalągeriausiapasirinktipagalgamintojonurodymus:vieniemsautomobiliamsrekomenduojamaalyvąkeistikas15000kmarba12mėn.,okitiems–kas7500kmarba6mėn.

Variklių alyvų savybės

Varikliųalyvosprivalo:

• užtikrinti varikliodetalių švarądėl aukštųplovimo,disper-guojančių-stabilizuojančių savybių įvairių netirpstančių užterši-mųatžvilgiu;

• sudarytipalankiassąlygaslengvamšaltovarikliopaleidimui,užtikrintigerąprapumpavimąirpatikimąsutepimąekstremalio-sesąlygoseesantaukštomapkrovomsiržemomsaplinkostem-peratūromsdėloptimaliųklampuminiųbeitemperatūriniųsavy-bių;

• nukreiptišilumąnuoįšilusiųvarikliodetalių,užtikrintipatiki-mąvarikliodarbąesantaukštaitemperatūraicilindrųbeikarteriozonosedėlsavoaukštoterminioirtermooksidaciniostabilumo;

• užtikrinti patikimąvarikliodetalių sutepimąvisuosedarborežimuosedėlsavoantifrikcinių,dilimąstabdančiųbeiapsaugan-

114

čiųnuoįbrėžimųsavybių;

• neutralizuoti agresyvius korozinius komponentus, besikau-piančiusvariklioeksploatacijosprocese(nepilnodegalųsudegi-moproduktai,otaippatorodeguoniesirvandenspoveikisvari-kliodetaliųmedžiagoms)antikoroziniųbeiapsaugančiųsavybiųdėka.

Variklinių alyvų sudėtis, gamyba

Automobilinėsalyvos–taiklampūsskysčiai,gautiperdirbusnaftąarsintezėsbūdu.Išnaftosgautosalyvosvadinamosmineralinė-mis,susintetintos–sintetinėmisalyvomisarbaskysčiais.Nuola-tosgamintitokįkiekįskirtingųalyvųganasunku,todėlgamina-moskeliosarkeliolikabaziniųalyvų,iškuriųmaišanttarpusavyjeirpridedant įvairiųpriedų, komponuojamosprekinėsalyvos sureikiamomiseksploatacinėmissavybėmis.

Baziniųalyvųgamyba– taigrynainaftosperdirbimopramonėssritis, todėl bazines alyvas paprastai gaminanaftos perdirbimoįmonės,kuriospriklausodidžiosiomisnaftoskompanijoms.Bazi-nėsalyvosyravisiškaiparuoštosmaišytialyvas,tikdarbejokiųpriedų;taiprekinėsalyvospagrindas.

Bazinėsalyvosvienanuokitosskiriasiklampabeicheminesudė-timi,taippatpagrindinėmischarakteristikomis.Mineralinėsbazi-nėsalyvoscheminėsudėtispriklausonuonaftosrūšies,iškuriosjosgautaalyva.Skirtingųrūšiųsintetiniųalyvųcheminėsudėtispriklausonuosintezėsmedžiagųirsintezėsbūdo.

Bendraalyvųgamybasusidedaištokiųprocesųeilės:

• atmosferinėdistiliacijayrapradinėnaftosperdirbimostadi-ja,kuriosmetu,gretašviesiųjųnaftosproduktųgaunamasmazu-tas,likutinėalyva;taiiryrapagrindinėalyvųgamybosžaliava;

• vakuuminė distiliacija, kurios metu gaunamos skirtingos

115


frakcijos,būsimųbaziniųalyvųpagrindas;

• frakcijųvalymasekstrakcijosbūdu,kuriosmetutirpikliaisat-skiriaminepageidaujamijunginiai;

• alyvųfrakcijųdeparafinavimas,kuriosmetuatskiriamaspa-rafinas.

Baziniųalyvųgamybosžaliavayranaftospirminės,atmosferinėsdistiliacijosproduktas–mazutas.Išmazutoalyvosgaunamosva-kuuminiodistiliavimobūdu.

Vakuuminėmazutodistiliacija–procesas,kaiišlikutiniųproduk-tų gaunama žaliava tolesnei šviesiųjųproduktų gamybai.Orga-niniai junginiai skylaesantaukštesneinei360 °C temperatūrai.Šis procesas sunkiai valdomas – vyksta labai įvairios reakcijos,todėl, siekiant išvengti organiniųmedžiagų skilimo, pasinaudo-jamavirimotemperatūrospriklausomybenuoslėgio:sumažinusslėgįsumažėjamedžiagosvirimotemperatūra,todėl,esant360°Ctemperatūrai,išdistiliuojamasvakuuminisdistiliatas,kurioviri-motemperatūrosribosyranuo360iki560°C.Šitepalinėfrakcijagalibūtinaudojamaalyvųgamybaiarbatolesniamperdirbimuiįšviesius produktus. Vakuuminis distiliatas toliau yranusierina-masvakuuminiodistiliatohidrovalymoprocese.

Alyvų fizinės ir cheminės savybės

Alyvųfizinėsircheminėssavybėspriklausonuoalyvųfizinėsbū-klėsbeisudėtiesirapibūdinamostokiaisrodikliais;tankiu,pliūps-nioirstingimotemperatūra,spalva,putojimu,peleningumu,che-mineirfrakcinesudėtimibiologiniusuardomumuirkt.

Tankis yramedžiagos tūrio vienetomasė tam tikroje tempera-tūroje(kg/m³,g/m³).Betankioreikšmės,paprastainurodomairtemperatūra: jeigutemperatūranenurodyta,taitankioreikšmėatitinka20°C.

116

Išalyvostankiogalimaspręstiapie josangliavandenilinęsudėtį(lengviausi–parafinai,sunkiausi–nafteniniaijunginiai).

Alyvos pliūpsnio temperatūra yražemiausiatemperatūra,kurio-je išgarinti kaitinimonaftos produkto garai su aplinkos oru su-darotokįmišinį,kurįpriartinuspriejoatvirąugnįplyksteliirvėlužgęsta.Matavimopliūpsniotemperatūra,reikalingasuždegimošaltinis.Pliūpsniotemperatūra,garų,galinustotideginti,kaipa-šalinamasuždegimošaltinis.Šitemperatūrataigaisringumorodi-klis,todėljiturėtųbūtikuoaukštesnė.

Stingimo temperatūra – pati mažiausia temperatūra, kuriojealyvadarturitakumopožymių.Stingimotemperatūrayraalyvosžemiausios darbo temperatūros rodiklis. Nustatoma pagal ISO3016,ASTMD97,arbaGOST20278-74.

Drumstimosi temperatūra vadinama kristalų pasirodymo tem-peratūra.Parafinokristalaigaliužkimštialyvųfiltrą,todėlįalyvądedama specialiųpriedų–depresantų, kaip ir į dyzeliną, kurieslopinakristalųaugimą.

Alyvos spalva įvertinama alyvos švarumas ir prekinė išvaizda.Spalvapriklausonuojojeesančiųdervingųmedžiagųirnaftos,iškuriospagamintaalyva,savybių.

Klampa(viscosity)–rodiklisalyvosvidaustrinčiaivertinti.Klampapriklausonuotemperatūros–temperatūraižemėjant, jididėja.Nuoalyvosklampospriklausomechanizmųtrintiesnuostoliai irišdilimomastas.Varikliniųirtransmisiniųalyvųdarbinėtempera-tūraartima100°C,todėljųdarbinėklampalaikomakinematinėklampašiojetemperatūroje.

Hidraulinių ir industrinių alyvų bei techninių skysčių darbinėklampalaikomakinematinėklampa40°Ctemperatūroje,nesto-kiayrašiųalyvųdarbinėtemperatūra.

Alyvosstingstaskirtingosetemperatūrose,todėlirjųribinėklam-pa,kuriaiesant,dargalimapaleistivariklįirpradėtivažiuoti,ski-

117


riasi.Didžiausia ribinė (kartais tarpinė)alyvosklampos reikšmėpaprastai būna nustatoma esant -15, -20, -35 °C arba kitokiaineigiamaitemperatūrai.Didžiausia(ribinė)alyvosklampanegalibūtididesnėkaip4-10tūkst.mm²/s.

Klampos indeksas (viscosity index)–rodiklisalyvosklampospri-klausomybeinuotemperatūrosvertinti.Kuoklamposindeksasdi-desnis,tuoalyvosklampamažiaupriklausonuotemperatūros.Jisnustatomasnaudojantdvietaloninesalyvas,iškuriųvienosklam-palabaipriklausonuotemperaturos(klamposindeksasprilygintasnuliui,K=0),okitos–klampa–mažai(K=100vienetų).Abiejųalyvųklampa100°Ctemperatūrojeyratokiapat.Klamposindeksoskalėsudarytadalijantetaloninių alyvų klampų (40 °C temperatūroje)skirtumąį100lygiųdalių.Betkuriosalyvosklamposindeksasap-skaičiuojamasžinantjosklampą100°Cir40°Cklampą.

Koksingumas (cokeability)–įvertinaalyvospolinkįsudarytivari-kliodegimokamerojenuodegas.Nuodegosgalipablogintivari-kliodetaliųaušinimąbeisutrikdytiuždegimožvakių,purkštuvųirstūmokliniųžiedųdarbą.

Koksingumuinustatytidegalaipirmiausiadistiliuojamitol,kollie-kanossumažėjaiki10%.Potoliekana,kaitinamabeoro800-900°Ctemperatūroje,suskaidomairpaverčiamakoksu.Koksingumasapskaičiuojamasprocentaisdalijantkoksomasęišpradinėslieka-nosmasėsirdauginantiš100.

Alyvoskoksingumasnustatomastaip.Alyvaįkaitinamaikinuro-dytostemperatūros, josskilimodujiniaiproduktai(vandenilis irangliavandenilių garai) sudeginami, liekanos (kokso) kiekis ap-skaičiuojamasprocentais.

Sieros kiekis –alyvos rodiklis sieringumui įvertinti.Sieros jungi-niai patenka į alyvą iš naftos arba kartu su priedais skiriamaisnuodilimoirkitaispriedais.Betkuriuoatvejusieroskiekisneturiviršytinustatytosnormos,kuriosnumatytosalyvųkokybęregla-mentuojančiuosestandartuose.

118

Peleningumas–taipelenųkiekis, likęssudegusalyvai.Grynojealyvoje, kuriojenėrapriedų ir kuri nebuvonaudojama tepimuipelenųneturėtųbūti. Jeigusudegusalyvai jųyra, tai rodo,kadalyvayraužterštairpelenųkiekisyraužterštumorodiklis.

Cheminė ir frakcinė sudėtis.Alyvoskokybėganasmarkiaipriklau-sonuojoscheminėssudėties,t.y.nuopagrindiniųkomponentų–parafinų,aromatiniųjunginiųirnaftenųsantykio.Vertinantaly-vų kokybę ir nustatant jų kokybės kategorijas sudėtis tiesiogiainenustatoma, kadangi atitinkamais priedais galima labai page-rintialyvųsavybes,todėlalyvųvertinimoatvejaisnustatomosjųeksploatacinėssavybės.

Alyvų priedai. Varikliųtechniniotobulinimogalimybėstiesiogiaipriklausonuoalyvųfunkciniųgalimybių,kuriosplečiamosdviemkryptimis–gerinantpačiąalyvą, t.y.,gerinantalyvąsudarančiųjunginiųmolekulinęstruktūrą, santykįbei savybes irnaudojantefektyviuspriedus.

Pagrindiniaipriedai,įeinantysįalyvossudėtį:

• plovimo;

• disperguojantys;

• antioksidaciniai;

• antikoroziniai;

• antifrikciniai(trintiesmodifikatoriai);

• priešdiliminiai;

• klampuminiai(klamposmodifikatoriai);

• putojimąmažinantys.

Plaunančios-disperguojančios savybės. Plaunančios-disper-guojančios savybės charakterizuoja alyvos sugebėjimąužtikrin-tibūtinąvarikliodetalių švarą, laikytioksidacijos iružterštumo

119


produktus nuolatinėje priežiūroje. Kuo geresnės plaunančios-disperguojančios savybės, tuo daugiau netirpstančiųmedžiagų–senėjimoproduktųgaliišsilaikytidarbinėjealyvojebeiškritimoįnuosėdas,tuomažiaulakopavidalonuosėdųirnuodegųsusida-roantkarštųdetalių,tuodidesnėleidžiamadetaliųtemperatūra(variklioforsavimolaipsnis).

Beplaunančių-disperguojančiųpriedųkoncentracijosvarikliošva-rąženkliaiveikiairnaudojamųpriedųefektyvumas,jųtaisyklingassuderinamumassukompozicijoskomponentais, taippatbazinėsalyvos priedų priėmimo laipsnis. Variklinių alyvų kompozicijose,plaunančius-disperguojančius priedus sudaro sulfonatai, kalcioarba magnio fosfonatai, rečiau bario fosfonatai (dėl ekologiniųsamprotavimų),taippatracionalusšiųpeleningųpriedųtarpusa-viobeinepeleningųpriedų-dispersantų sujungimas.Nepeleningipriedai-dispersantaisumažinaalyvosžemostemperatūrosnuosė-dų(šlakų)susidarymąirplonosiosplėvelėsvalymofiltrųužteršimogreitį.Modifikuotiatsparūs terminiampoveikiuinepeleningidis-persantaisumažinalakųbeinuodegųkaupimąsiantstūmoklių(vislabiaunaudojaminaujuosepriedųpaketuose).

Antioksidacinės savybės.Antioksidacinėssavybėsapibūdinaaly-vospolinkįsenėjimui.Varikliniųalyvųdarbosąlygosvarikliuoseto-kiossunkios,kadvisiškaiužkirstikeliąsenėjimuinėraįmanoma.

Tinkamasbaziniųalyvųvalymasnuonepageidaujamų junginių,esančių žaliavoje, naudojant bazinius sintetinius komponentus,otaippatefektyviųantioksidaciniųpriedųįvedimasgaliženkliaisustabdytialyvosoksidacijosprocesus,kuriesukeliaalyvosklam-pos padidėjimą, skatina koroziją, nuosėdų susidarymo polinkį,alyvosfiltrųužkimšimąirkitasneigiamaspasekmes(apsunkintąšaltovarikliopaleidimą,suprastėjusįalyvosprapumpavimą).

Alyvosoksidacijavariklyjeypačintensyviaivykstaplonosealyvosplėvelėseantdetaliųpaviršių,kurieįkaistaikiaukštostempera-tūros ir liečiasi su karštomis dujomis (stūmokliai, cilindrai, stū-moklio žiedai, vožtuvų stiebeliai). Visa apimtimi alyvaoksiduo-

120

jasimažiau,neskarteriodugne,radiatoriuje,alyvosmagistralėjetemperatūrosžemesnės,oalyvosiroksidacinėsdujinėsaplinkoskontaktopaviršiusmažesnis.

Oksidacinių procesų greitį ir laipsnį veikia į alyvą patenkantysnepilnodegalųsudegimoproduktai.Jiepatenkaįalyvąkartusudujomis, besiveržiančiomis iš antstūmoklinės erdvės į karterį.Alyvosoksidacijąpagreitinametalųirneorganinėskilmėsteršalųdalelės,kurioskaupiasialyvojedylantvarikliodetalėms,nekoky-biškaivalantįsiurbamąorą,nepakankamaineutralizuotosneor-ganinių rūgščiųdalelės,o taippatvario,geležies irkitųmetalųmetalo-organinių junginiai, kurie susidaro varikliodetalių koro-zijosarbanudilusiometalodalelių irorganiniųrūgščiųsąveikosprocesuose.Visosšiosmedžiagos–oksidacijoskatalizatoriai.

Varikliniųalyvųatsparumąoksidacijaipadidinaįvedantantioksi-daciniuspriedusįalyvossudėtį.Ganaenergingaisantioksidantaisyratamtikriplaunantys-disperguojantyspriedai,ypačalkisalicila-tiniaiiralkifenoliniaipriedai.Esantilgalaikiamalyvosdarbuivari-klyjeintensyvusklamposdidėjimas,lemtasoksidacija,prasidedapopraktiškaipilnoantioksidaciniųpriedųišsekimo.

Tepimo savybės. Tepimosavybėssujungiasavyjeantifrikcinessa-vybes(trintiessumažinimas),priešdiliminessavybes(kontaktuo-jančiųpaviršiųnusidėvėjimosulaikymas)irsaugančiasnuoįbrėži-mųsavybes(įbrėžimųatsiradimokliūtisbeimetalorovimas).

Variklinės alyvos savybės, saugančios nuo įbrėžimų, priklausonuo bazinės alyvos cheminės sudėties bei poliškumo, priedųkompozicijosiralyvossupriedaisklamposbeitemperatūroscha-rakteristikos,kuriišesmėsirnustatotemperatūrinesalyvostai-komumoribas (detalių apsauga nuo dilimo paleidžiant variklį, esant maksimalioms apkrovoms ir aplinkos temperatūroms).Ypačsvarbiefektyvialyvosklampaesant130–180°Cirposlinkiogreičiogradientui105–klampospriklausomybėnuoslėgio,ribi-niųsluoksniųsavybėsirgebėjimaschemiškaimodifikuotijungti-niųbesitrinančiųpaviršiųsluoksnius.

121


Naudojantdegalus sudidelių sieros kiekiu sudėtyje, o taippatdarbosąlygose,kuriosskatinaazotorūgštiesišdegimoproduktųsusidarymą(dujiniaivarikliai,dyzeliaisuoroįpūtimu),svarbiau-sia alyvos gebos charakteristika yra cilindrų ir stūmoklio žiedųkoroziniodilimoneutralizacijosgeba,kuriosnormatyvinėsdoku-mentacijosrodiklisyrašarmingumoskaičius.

Įvairūsvarikliomazgaiirdetalėspaprastaisutepamosvienaalyva,otrinties,dilimosąlygosirsutepimorežimasženkliaiskiriasi.Al-kūniniovelenoguoliai,stūmokliopirštaslyginantsucilindrudir-badaugiausiahidrodinaminiotepimosąlygose.Agregatųpavarų,alyvos siurblių krumpliaračiai ir vožtuvų pavaros mechanizmodetalėsdirbaelastohidrodinaminiotepimosąlygose.Netolirim-tiestaškųstūmokliniųžiedųskystoji trintisantcilindrosienelėstamparibinetrintimi.Gausybėveiksnių,sąlygojančiųvarikliųde-taliųdilimą,principiniaitrintiesrežimųskirtumaiirmazgųdilimasapsunkinapriešdiliminiųvarikliniųalyvųsavybiųoptimizaciją.

Didelę įtakądilimuituriabrazyviniųteršalųbuvimasalyvoje. Jųbuvimasšviežiojealyvojeneleidžiamas,oalyva,dirbantivarikly-je,turibūtinuolatvalomafiltruose,centrifugose,separatoriuo-se.Žalingąabrazyviniųdaleliųpoveikįsumažinadisperguojančiosalyvossavybės.

Antikorozinės savybės.Antikorozinėsvarikliųalyvųsavybėspri-klausonuobaziniųkomponentųsudėties,koncentracijosiranti-korozinių,antioksidaciniųpriedųefektyvumoirmetalųdeaktyva-cijos.Senėjimoprocesealyvųkorozingumasdidėja.Antikoroziniaipriedaiapsaugoantifrikciniusmetalus (švinuotabronza), sufor-muodami jų paviršiuje tvirtą apsauginę plėvelę. Antioksidantaiužkertakeliąagresyviųrūgščiųsusidarymui.

Klampuminės-temperatūrinės savybės. Klampuminės-tempera-tūrinėssavybės–viena iš svarbiausių variklių alyvos charakteris-tikų.Nuošiųsavybiųpriklausoaplinkostemperatūrosdiapazonas,kuriametamtikraalyvaužtikrinavarikliopaleidimąbeišankstiniopašildymo,netrukdomąalyvosprapumpavimąsiurbliotepimosis-

122

temoje,patikimątepimąirvarikliodetaliųaušinimąesantmaksi-maliaiįmanomomsapkrovomsiraplinkostemperatūroms.

Netvidutinėseklimatosąlygosetemperatūroskitimodiapazonasnuošaltopaleidimožiemąikimaksimalausįšilimoalkūniniove-lenoguoliuosearbastūmokliniųžiedųzonojesudaroiki180-190°C.Vasarinėsalyvos,kuriųklampayrapakankamaesantaukštaitemperatūrai,užtikrinavarikliopaleidimąesantnulineiaplinkostemperatūrai(0°C).

Žieminėsalyvos,užtikrinančiosšaltąvarikliopaleidimą,turine-pakankamąklampumąesantaukštai temperatūrai.Tokiubūdu,sezonines alyvas nepriklausomai nuo automobilio ridos būtinakeisti2kartuspermetus.Taiapsunkinabeipabranginavariklioeksploataciją.Problemą išsprendžia alyvos, skirtosnaudoti išti-susmetus,sutirštintospolimeriniaispriedais.

Klampuminių-temperatūrinių savybių charakteristikos yra kine-matinė klampa,nustatomapagalkapiliarinioklampomačioparo-dymus,irdinaminėklampa,matuojamaesantįvairiemsposlinkiogreičio gradientams rotaciniuose klampomačiuose, o taip patklampos indeksas – tai bedimensis rodiklis, įvertinantis alyvosklampospriklausomumąnuotemperatūros.Kuoklamposindek-sasdidesnis,tuomažiaualyvosklampapriklausonuotempera-tūros,skaičiuojamaspagalalyvoskinematinėsklamposreikšmesesant40ir100°Ctemperatūroms.

Normatyviniuosedokumentuosežieminėmsalyvomskinematinęklampądažnainormuojaesantžemomstemperatūroms.Minera-liniųalyvųklamposindeksasbeklampuminiųpriedųyra85–100.Sintetinių bazinių komponentų klampos indeksas yra 120–150,kassudarogalimybę jųpagrindugaminti ištįsusmetustinkamąnaudoti alyvą su labai plačiu temperatūriniu darbo diapazonu.Žemos temperatūros alyvų charakteristikoms priskiria ir stingi-motemperatūrą,kuriojealyvanetekaveikiantsunkio jėgai, t.y.prarandatakumą.Jituribūti5–7°Cžemesnėužtątemperatūrą,kuriaiesantalyvaturiužtikrintiprapumpavimą.

123


8.2. ACEA VARIKLIų ALyVų KLASIFIKAVIMAS

PirmaEuropinėvarikliųalyvųklasifikavimosistemabuvosukurtaCCMC (Bendrosios rinkos automobilių konstruktorių komitetas,angl.Committee of Common Market Automobile Constructors).Jigaliojoiki1991m.)metų,betnuorodosįšiąklasifikacijąsutin-kamosalyvųaprašymuoseirautomobiliųeksploatacijosinstruk-cijoseikišiol.

Nuo1991metųpradėjogaliotinaujaeuropinėvarikliųalyvųkla-sifikavimosistema,ACEA(Europosautomobiliųgamintojųasoci-acija,angl.Association of european Car Makers).

PagalACEA alyvųklasių sistemą,variklinėsalyvos suskirstytos įtrisklases:

• benzininiųvarikliųalyvos,

• mažogalingumodyzeliniųvarikliųalyvos,

• galingųdyzeliniųvarikliųalyvos(jospateiktos8.1 lentelėje).

Nuo2002m.vasariomėn1d.ACEA įvedėnaująvarikliųalyvųklasifikavimą.

Alyvųklasiųkategorijosžymimosarabųskaičiais,pvz.:A5, B5, E2, pokuriųeinantysduskaitmenysžymikategorijosįvedimometus.Jeigupoįvedimometųnurodytas irpapildomas laidosnumeris(pvz.,A3-98 laida 2 arba#2), tai reiškia, jog sertifikuojant šioskategorijos alyvasbuvopanaudotasnaujasbandymųmetodas,nesugriežtinantnumatytųreikalavimų.

Vienas iš ACEA klasifikacijospatikslinimotikslų–reikalavimųaly-vomsglobalizacijaJAV,EuropojeirJaponijoje.Visopasauliody-zeliniųalyvųklasifikavimasžymimasGLOBAL dHd-1 ir įsigaliojonuo2001metų.VarikliųalyvųklasifikavimaspagalACEApateikta4 lentelėje.

124

4 lentelė. Variklių alyvų klasifikavimas pagal ACEA

ACEA kokybės

grupė Alyvos savybės ir panaudojimo sritis

A kategorija – lengvųjų automobilių benzininiai varikliai

A1–02 Mažosklamposirdidelioindekso,nedidelėstrinties,energijątaupanti(benzinoekonomija–2,5%)alyva,naudojamareko-menduojantautomobiliųgamintojams.

A2–96 Bendrosiospaskirties,normalauskeitimodažnioalyva,tinkan-tidaugumaivariklių,išskyrusdidelėsapkrovosvariklius.

A3–02 Visasezoninė,nedidelėsklampos,stabiliirrečiau(pagalauto-mobilių gamintojų rekomendacijas) keičiama alyva, tinkantididelėsapkrovosvarikliams.

A4 Rezervuojamaateities tiesioginio įpurškimobenzininiamsva-rikliams.

A5–02 Stabili,skiriamaaukštosklasėsirdidelėsapkrovosvarikliams.

B kategorija – lengvųjų automobilių dyzeliniai varikliai

B1–02 Mažosklamposirdidelioindekso,nedidelėstrinties,energijątaupanti (degalų ekonomija – 2,5%) alyva, naudojama reko-menduojantautomobiliųgamintojams.

B2–98 Bendrosiospaskirties,normalauskeitimodažnioalyva,tinkan-tidaugumaivariklių,išskyrusdidelėsapkrovosvariklius.

B3–98 Visasezoninė,nedidelėsklampos,stabiliirrečiau(pagalauto-mobilių gamintojų rekomendacijos) keičiama alyva, tinkantididelėsapkrovosvarikliams,išskyrustiesioginioįpurškimova-riklius.

B4–02 Tiesioginioįpurškimovarikliams,kai jiemstokiaalyvayranu-matytaautomobiliųgamintojų.

B5–02 Skiriamadyzeliniamsvarikliams,kaitokiaalyvayranumatytavarikliųinstrukcijoje.

E kategorija – sunkvežimių dyzeliniai varikliai

E1 Nebenaudojama.

E2–96 Normalaus keitimo dažnio alyva, skirta paprastiems ir turbi-niniams bei pripučiamiesiems vidutiniškai apkrautiems vari-kliams.

125


ACEA kokybės

grupė Alyvos savybės ir panaudojimo sritis

E3–96 Stabili, gerų plovimo ir įterpimo savybių (pagal automobiliųgamintojų rekomendacijas) keičiama alyva, tinkanti sunkiaidirbantiemsEuro–1ir2deginiųtoksiškumonormasatitinkan-tiemsvarikliams.

E4–99 Stabili, gerų plovimo ir įterpimo savybių (pagal automobiliųgamintojų rekomendacijas) keičiama alyva, tinkanti sunkiaidirbantiemsEuro–1,2ir3deginiųtoksiškumonormasatitin-kantiemsgreitaeigiamsvarikliams.

E5–02 Stabili, skirta didelės apkrovos dyzeliniams varikliams, tenki-nantiemsEuro–3toksiškumonormas.

Alyvos kokybės grupės ženklinamos raidėmis ir skaičiais. Kie-kvienojekategorijojealyvospagalkokybės lygįyra skirstomos įgrupes, nurodomas skaičiumi, pradedant vienetu. Kuo skaičiusdidesnis,tuoalyvoskokybėslygisyraaukštesnis.Potobūnanu-rodomikokybėsįgyvendinimopagalpateiktąlygįmetai.

8.3. API VARIKLIų ALyVų KLASIFIKAVIMAS

APi(Amerikosnaftosinstitutas,angl.American Petroleum insti-tute)–kokybėsklasifikavimasskirstovarikliųalyvasįdvigrupes,žymimasraidėmis: S–alyvosbenzininiamsvarikliams,C –alyvosdyzeliniamsvarikliams.Papildomaantrojiraidė(pvz.,SG, SJ arbaCF, CG)nurodokokybinęklasę.Kuotolesnėabėcėlėstvarkaraidė,tuoalyvapasižymigeresnėmiseksploatacinėmissavybėmis.Uni-versalios,benzininiamsirdyzeliniamsvarikliamstinkamosalyvosžymimosbendramarkiruote,pvz.,SJ/CF.

Alyvųdyzeliniamsvarikliamsžymėjimenaudojamipapildomiskai-čiai–2 ar 4 reiškiatinkamumądvitakčiamsarbaketurtakčiamsvarikliams.VarikliųalyvųkokybėsklasėspagaleksploatacinesAPIgrupespateiktos5 lentelėje.

4 lentelės tęsinys

126

5 lentelė. Variklių alyvų kokybės klasės pagal eksploatacines API grupes

Indeksas Paskirtis

SF 1980-88m.gamybosbenzininiamsvarikliams.

SG Padidintireikalavimaialyvosoksidavimosistabilumuiirvarikliošvarai;varikliainuo1988iki1991metų.

SH Pasižymiaukštesniaisreikalavimais:alyvosgaravimui,filtravi-mui,putojimui.Varikliamsnuo1991iki1996metų.

SJ Pagerintas tepimas užvedant šaltą variklį, prailgintas alyvoskeitimo intervalas. Automobilių varikliams pagamintiems po1996metų.

SL Varikliams,atitinkantiemsnaujausiusgamintojųreikalavimus.Įsigaliojonuo2001metųlieposmėnesio.

CC Mažai apkrautiems dyzeliniams varikliams, be turbokompre-sorių.

CD Daugiauneividutiniškaiapkrautiemsdyzeliniamsvarikliamssuturbokompresoriaisirbejų.

CE Naudojama visuose dyzeliniuose varikliuose, dirbančiuosesunkiomissąlygomis.

CF-4 Specifikacijagreitiems4 ir6cilindrų dyzeliniamsvarikliams.Atitinka CE specifikaciją aukštesniais reikalavimais alyvos ei-kvojimuiirstūmokliųšvarai.

CG-4 Krovininiųautomobiliųdyzeliniamsvarikliamssuaukštaisrei-kalavimais.

H-4 Krovininių automobilių dyzeliniams varikliams su aukštaisEuro-3reikalavimais.

Klampos arba skysčio vidinės trinties indeksą apibrėžia SAE (Amerikosautomobiliųinžinieriųsąjunga)vienetai.ŠaliaindeksoesantiraidėW(angl.„Winter“)nurodo,kadalyvažieminė.Visa-sezoniniųalyvųpirmiejiskaičiainurodo,kadalyvosklampa18°Ctemperatūrojeyra tokiapati, kaip irnurodytosklasės žieminėsalyvos,oantriejiskaičiai–alyvosklampą100°Ctemperatūroje.Be to,pirmąnurodytąskaičiųgalimavertintikaipšaltovarikliopaleidimosąlygas:kuodidesnisskaičiusir,atitinkamai–klampa,

127


tuopaleidimassunkesnis(palyginimui:0W, 5W, 10W, 15W, 20W ir 25W). Vasarinės alyvos atskiru raidiniu simboliu nežymimos,tikskaitiniu:20, 30, 40, 50, 60.Tačiauekonomiškaiefektyviausianaudotivisasezoninesalyvas.JosevisadanurodomiduklamposindeksaiSAEvienetaispvz.:15W-40, 10W-40, 5W-40 irpan.Visa-sezoniniųvarikliųalyvųžymėjimaspateiktas6 lentelėje.

6 lentelė. Visasezoninių variklių alyvų žymėjimas

Klampumo klasėNaudojimas, priklauso-

mai nuo klimatinės zonos ar metų laiko

Naudojimas, atsižvelgiant

į oro temperatūrą

SAE0W/30 Visasezoninėalyva Žemiau-30iki+30°C

SAE0W/40 Visasezoninėalyva Žemiau-30iki+40°C

SAE5W-30 Visasezoninėalyva Žemiau-20iki+20°C

SAE5W-40/50 Visasezoninėalyva Žemiau-20iki+40°C

SAE10W-30 Visasezoninėalyva Nuo-20iki+20°C

SAE10W-40/50 Visasezoninėalyva Nuo-20iki+40°C

SAE15W-40/15W50 Visasezoninėalyva Nuo-15iki+40°C

SAE20W-50 Visasezoninėalyva Nuo-10iki+40°C

Optimalųpirkinįgalimapailiustruotipavyzdžiu.Sakykim,1992m.gamybosautomobiliuisubenzininiuvarikliugamintojasrekomen-duojaSHkokybėsklasėspagalAPIspecifikacijąalyvą.Taireiškia,kad būtina naudoti nežemesnės kokybės klasės alyvą, kuri galibūtitiekmineralinė,tiekpusiausintetinė.Vertaatkreiptidėmesį,kadgamintojaidažniausiaipriimavidutiniosunkumoeksploata-cijossąlygas,todėljeiautomobiliuvažinėjamadaugirintensyviai,patartinanaudotiaukštesnėskokybėsklasėsalyvą,t.y.SJ ar SL.

128

8.4. TRANSMISINIų ALyVų KLASIFIKAVIMAS

ŠiuometudaugiausiayranaudojamosAPi GL-1, APi GL-4 ir APi GL-5 kokybėsgrupiųalyvos.ŽymėjimasraidėmisGL irskaičiumi,parodonaudojimorekomendacijas:

• GL-1–alyvayraskirtapavarųdėžėms,veikiančiomsmažaisslydimo greičiais. Priedais pagerinamas atsparumasoksidacijai,apsauganuorūdijimo,stingimotemperatūra;

• GL-4 –alyvayraskirtapavarųdėžėmsirhipoidinėmspagrin-dinėmspavaroms,veikiančiomsdideliaissukimosigreičiaisirma-žaissukimomomentais;

• GL-5 –alyvayraskirtapavarųdėžėmsbeihipoidinėmspa-grindinėmspavaroms,veikiančiomsdideliaisgreičiaissusmūgi-nėmisapkrovomisbeimažusukimomomentuarmažaisgreičiaisirdideliusukimomomentu.

Kokiaalyvaturibūtitepamaautomobiliotransmisijairkadajikei-čiama,nurodoautomobiliogamintojaseksploatacijosinstrukcijo-je.Naudojanttransmisinęalyvą,kaipirvariklio,svarbužinotijosdupagrindiniusrodiklius–klamposklasęirkokybėsgrupę,kuriebūnanurodytiautomobilioeksploatacijosinstrukcijoje.Transmi-siniųalyvųklasifikavimaspagalkokybępateiktas7 lentelėje.

129


7 lentelė. Transmisinių alyvų klasifikavimas pagal kokybę

API kokybės

grupė

Alyvos panaudojimo sritis, darbo sąlygos, sudėtis

Krumplinių kontakto

slėgis, MPa

Alyvos temperatū-

ra, °C

GL–1 C,S–K,Spavaros,nedidelėsap-krovos ir slydimo greičiai, aly-vos visai be arba tik bedilimopriedų

1 600 90

GL–2 S pavaros, vidutinė apkrova irslydimogreitis,yraantifrikciniųpriedų

2 100 130

GL–3 S–K pavaros, vidutinė apkro-vairslydimogreitis,yradilimopriedų

2 500 150

GL–4 Hpavaros, didelė smūginė ap-krova ir slydimo greitis, yraefektyviųskiriamųjųpriedų

3000 150

GL–5 Hpavaros,labaididelėsmūginėapkrova ir slydimo greitis, yralabaiefektyviųskiriamųjųirdi-limopriedų

>3000 150

Alyvos automatinėms transmisijoms (automatinių transmisijųskysčiai,angl.ATF)turibūtistabiliostrinties,nedidelėsirmažainuotemperatūrospriklausančiosklampos,žemosstingimotem-peratūros,atspariosoksidacijai iršlyties įtakai,neputojančiosirnekoroduojančios metalų, gerai tepančios, negadinančios rie-bokšliųirilgaiveikiančios.Šiuometubeveikvisomslengvųjųau-tomobiliųtransmisijomsyranaudojamosalyvospagalGENERAL MOTORS ir FORd firmų,osunkvežimiams–pagalALiSONfirmostechniniusreikalavimus,pvz.,dEXRON, dEXRON ii A, dEXRON iii G, FORd MERCON M 940511, ALLiSON C4.

130

8.5. HIDRAULINĖS ALyVOS

Hidrodinaminėse pavarose bei kitose hidraulinėse sistemosenaudojamos mineralinės ir sintetinės alyvos bei jų mišiniai suspecialiais priedais, kurios vadinamos hidraulinėmis alyvomisbeiskysčiais.Josturibūtinedidelėsirpastoviosklampos,dideliotankio,aukštospliūpsniotemperatūros,didelėsšiluminėstalposirgerošilumoslaidumo,žemosstingimotemperatūros,neputo-jančios.Hidraulinėssistemosnaudojamosautomobilių,traktoriųbeikitųdarbomašinųtransmisijose,įvairiųdarbiniųdaliųvaldy-mosistemose,pavaroseirkitur.Hidraulinėsalyvosženklinamosirvertinamoskitaipneguautomobilinėsalyvos.Automobiliamsnaudojamatiknedidelėhidrauliniųalyvųdalis.

PagaltarptautinįstandartąISO6743/4hidrauliniaiskysčiaižymi-miraidėmis:

H – bendras visų hidraulinių alyvų (skysčių) simbolis, rašomaspriešvisuskitussimbolius;

HN –išvalytoshidraulinėsmineralinėsalyvosbeoksidacijosinhi-bitorių;

HL –išvalytosmineralinėsalyvossuantioksidantaisirantikorozi-niaispriedais;

HM –kaipirHL,tiksugeresnėmisdilimąmažinančiomissavybė-mis;

HR –alyvosHL suklamposindeksągerinančiaispriedais;

HV –alyvosHM suklamposindeksągerinančiaispriedais,naudo-jamos,kaidarbometudaugiaukintatemperatūra;

HF –ugniaiatspariosalyvos.

HM –mineralinės alyvos, skirtos hidraulinėms sistemoms, sta-klėms, presams, automatinėms linijoms, didelio greičio pavarųdėžėms,mažoirvidutinioapkrovimoreduktoriamsirvikšrinėms

131


pavaroms, variatoriams, guoliams, kreipiančiosioms ir kitųme-chanizmųtepimui.HM tipohidraulinėsalyvųtechninėscharak-teristikospateiktos8 lentelėje.HM alyvosatitinkaHM pagalISO6743/4;DIN51524,2d-HLPgrupėskokybėslygioreikalavimus.

8 lentelė. HM tipo hidraulinės alyvų techninės charakteristikos

Produktas HM-32 HM-46 HM-68HM-100

HM-150

ISOklampumokla-sė

32 46 68 100 150

Kinematinis klam-pumasesant40°С,cSt

28,8-35,2

41,4-50,6

61,2-74,8

90,0-110,0

135-165

Klampumo indek-sas, min

90 90 90 90 90

Stingimotempera-tūra,°С,maks

-30 -30 -30 -25 -25

Pliūpsniotempera-tūra,°С,min

170 200 210 215 215

Tankisesant15°С,kg/l,maks

0,89 0,9 0,9 0,9 0,9

HM grupės hidraulinės alyvos pasižymi dilimą mažinančiomis,antioksidacinėmis ir antikorozinėmis savybėmis, neputoja. HV – tai aukšto klampumo indeksomineralinės alyvos, skirtos hi-draulinėmsirhidrostatinėmstransmisijoms,veikiančiomslabaisunkiomis lauko sąlygomis, esant labai dideliems temperatūrųpokyčiams,esantlabaidideliamslėgiui,taippatpresams,auto-matinėmslinijoms,manipuliatoriamsbeiįvairiemskitiemsįren-giniams.HVtipohidraulinųalyvųtechninėscharakteristikospa-teiktos9 lentelėje.

132

9 lentelė. HV tipo hidraulinų alyvų techninės charakteristikos

Produktas HV-32 HV-46 HV-68

ISOklampumoklasė 32 46 68

Kinematinis klampumas esant 40°С,cSt

28,8-35,2

41,4-50,6

61,2-74,8

Klampumoindeksas,min 145 145 145

Stingimotemperatūra°С,maks -33 -33 -30

Pliūpsniotemperatūra°С,min 170 200 210

Tankisesant15°С,kg/l,maks 0,89 0,9 0,9

HVgrupėshidraulinėsalyvospasižymidideliuklampumoindek-su, dilimąmažinančiomis, antioksidacinėmis ir antikorozinėmissavybėmis,neputoja.

133


9. AUTOMOBILIų TEPALAI

9.1. TEPALų KLASIFIKAVIMAS, SUDĖTIS, TECHNINĖS CHARAKTERISTIKOS, KOKyBĖ, PASKIRTIS

Tepalai yra tirštos, tepiosmedžiagos, kurios išliekaant tepamųerdviniųpaviršiųirnuojųnenuteka.Bedetaliųpaviršiųtepimo,jieatliekairkonservacinesfunkcijas–apsaugopaviršiusnuoko-rozijos,sandarinasuglaustuspaviršiusirjuosatskiria,kadnesu-liptų.

Tepalaigaunamiišalyvų,jassutirštinusspecialiaistirštikliaisirpri-dėjusfunkciniųirkietųjųpriedų.Tepalotirštiklis–taitarsikorėtakempinė,kuriostuščiasmikroertmesužpildoalyvairjosdalelėstepabesitrinančiuspaviršius.Tepalųaprašuosebeveikvisadayranurodomajųsudėtis,todėlpasirenkantvienąarkitątepalątiks-lingažinotiatskirųtepalokomponentųcharakteristikas.

Tepalų sudėtis ir savybės. Pagrindinis tepalų komponentas yratirštikis.Tačiaujissudarotiknuo4iki20proc.visokiekio,kurisnurodomaspirmiausia,potonurodomaalyvosrūšisirkitikom-ponentai.

Tirštikliai yraminkštos, į muilą panašios organinės medžiagos,kuriosgeraimaišosisualyva.Jieyraįvairiųmetalųirriebalųor-ganinių rūgščiųdruskos, vadinamosmuilais. Tirštikliopluoštinėstruktūra daro didžiausią įtaką tepalo tirštumui, mechaniniamstabilumui, o jo cheminė struktūra lemia tepalo terminį atspa-rumąirkitassavybes.Tirštikliaisdažniausiainaudojamišarminiųmetalų (Ca, Li, Na, Ba, Al ir kt.) paprastieji arba kompleksiniaimuilai,taippatkietiejiangliavandeniliai,silikageliai irkt.Jeite-palevyraujavienastirštiklis,pvz.,ličio,taitepalasvadinamasličiotepalu(Li).Jeitepalepanaudotidviejųmetalųmuilai,pvz.,Li ir Ca,taitepalasvadinamasličioirkalciotepalu.

Mišrieji tepalai turi pagerintas kai kurias savybes, pvz., Na-Ca

134

tepalai gali būti naudojami žemesnėje temperatūroje negu Ca tepalai,oLi-Ca tepalaiatsparesnivandeniuiužgrynuosiusLi te-palus ir jų lašėjimotemperatūraaukštesnėneigrynojoCa arbagrynojoLi tepalų.

VakarųEuropojelabiausiaipaplitęličiotepalai.Jieturigerastepi-mosavybesirganaatsparūstemperatūrospokyčiams(galidirbtinuo-300°Ciki+120°C).Jiedaugiausianaudojamilabaiapkrau-tųirgreitaeigiųautomobiliųmazgamstepti.Šietepalaiatsparūsvandeniuiirilgąlaikąpaveiktiaukštųtemperatūrųatvėsęnesu-kietėja. Šiai grupeipriklauso ir daugiausia vartojamiMARSON, MULTiFAK, RETiNAX ir rusiški LiTOL-24, FiOL, SEVERAL tepa-lai.

Ličiokompleksomuilotepalaipasižymididesniuterminiu irok-sidaciniu stabilumu ir ilgesnį laiką išlaiko pirmines savybes, to-dėlvartojamimazgams,kuriuosetepalasnekeičiamasikimazgofunkcionavimopabaigos.ŠiaigrupeipriklausoHYTEX, PLUTON L, Multitepalai.

Catepalai labaiatsparūsvandeniui,tačiaujųdarbotemperatū-ratikiki70°C.Jieyrapigiausi.Paveiktiaukštesniųtemperatūrų,sukietėja.PlačiausiaivartojamiNVSšalysesolidolaitinkanelabaisvarbiųkonstrukcijųguoliamstepti.Kalcio tepalai,kuriuoseyrasintetiniųriebalųrūgščių,skirtidarbuiiki120°C.LabaigerusCE-RAN tepalusiškalciosulfonatosukūrėfirmaCERAN.Jielabaiat-sparūsvandeniuiirgalidirbtiiki180°Ctemperatūroje.

Kalciokompleksųpagrindupagamintitepalaipasižymigeresnė-mis savybėmis nei kalcio tepalai. Šiai grupei priklausantys TE-XANdO ir CERAN tepalai pasižymi labai geromis antikorozinė-mis,apsauginėmis,dilimąirstrigimąmažinančiomissavybėmis,labailipnūs.Jievartojamigreitaeigiųvandenssiurbliųguoliams,transmisijoslankstams,balniniovilkikojungčiaitepti.

Natriotepalailabailipnūs,geraisukimbasutepamaispaviršiais,tačiau jie tirpsta vandenyje. Jie skirti tepti važiuoklei ir lėtaei-giamsmechanizmams,kuriegaliįkaistiiki110–120°Ctempera-

135


tūros.Natriokompleksųtepalaiatsparūsiki160°C,ovandeniui–tikiki50°C.

Mišriejinatrioirkalciotepalaitinkaautomobiliųratųguoliams.Aliuminiotepalaiyralabaiskaidrūs,atsparūsvandeniui,pasižymigerulipnumu.

Barioirbariokompleksotepalaiyralabaiatsparūsvandeniui,naf-tosproduktųgarams,išlaikolabaididelesmechaninesapkrovas,yralabaiatsparūschemiškaiirmechaniškai,tačiaulabaibrangūsirkenksmingisveikatai.

Angliavandeniliniai tepalaigaminami sulydant skystąjąalyvą sukietaisiaisangliavandeniliais–parafinuarbacerezinu.Jievisiškainetirpstavandenyje irbeveiknepraleidžiavandensgarų.Lydosilabaižemojetemperatūroje(32–60°C),osukietėjęvėlatgaunavisaspradinessavybes.Tepimuinenaudojami,tačiaunaudojamiapsaugainuokorozijos(techninisvazelinas).

Neorganiniais tirštikliais (silikageliu, aerosilu, bentonitu, suo-džiais) sutirštinti tepalai turi specifinių savybių ir dažniausiaigaminamispecialiospaskirties. Jieyrachemiškai inertiški, labaiatsparūskarščiuiirvandeniui.Vartojamimazgams,kuriuoseyradidelėsmechaninėsapkrovosirdidelibesitrinančiųdetaliųgrei-čiai.

Polimeriniaistirštikliaissutirštintitepalai,kurieneseniaipradėtivartoti, pasižymi mechaniniu stabilumu, atsparumu vandeniui,aukštomstemperatūroms,geromistepimosavybėmis.Šieilgalai-kiaitepalailabaigeraitinkateptimetalųirpolimerųtrintiespo-roms.ŠiaigrupeipriklausolabaigerastepalasBlackPearl(juoda-sisperlas),kurisgeriausiaitinkalygiųkampiniųgreičiųsferiniamslankstamstepti.

Polimeriniaitefloniniaitepalaiyravieniišchemiškaiirtermiškaistabiliausių,nepaprastaiatsparūsvandeniuiirkitiemsskysčiams,ilgaamžiai,turilabaimažątrintieskoeficientą.Jiegaminamiišla-baigerųbaziniųsintetiniųalyvų.

136

Tepalų ženklinimas. Tarptautinėje praktikoje yra naudojamostrystepalųženklinimosistemos: ISO, DIN ir GOST.

Bendrą pasaulyje priimtą tepalų ženklinimo sistemą reglamen-tuojastandartasISO6743-9,tačiaujisdarnėravisųšaliųtaiko-maspraktikojeirgretajopaplitęDIN–(vokiška)irGOST–(rusiš-ka)tepalųženklinimosistemos.

Pagal pasaulinę bendrąją sistemąminėtu ISO standartu tepaloženklinimassusidedaišraidžiųderiniopvz., IS0-L-XBEGB00.Už-rašasreiškia:

iSO –Tarptautinėsstandartųorganizacijosinicialai;

L –tepimomedžiagųklasė(važiuoklėstepalai);

X –tepimomedžiagųgrupė(pagalklasifikatorių–tirštiejitepa-lai);

B –žemiausiaeksploatacijostemperatūra(pagalstandartą)–20°C);

E –aukščiausiaeksploatacijostemperatūra(pagalstandartą+160°C);

G –apsaugosnuorūdijimolygis(pagalstandartąšiosgrupėste-palasplaunamasvandeniuirneapsaugonuorūdijimo);

B –tepalogebaužtikrintimechanizmųdarbąesantdidelėmsme-chaninėmsapkrovoms;

00 –konsistencijosNr.

PagalvokiškąjąDIN51825tepalųstandartosistemąriedėjimo,slydimoguoliamsirslydimoplokštumomsteptiskirtitepalaižen-klinamistandartonumeriuirpapildomomisraidėmissuskaičiais,kuriereiškiaatitinkamastepalosavybes,pvz.,DIN51825–K1G-20.

RaidėKnurodo,kadtepalasskiriamasguoliams,raidėG–tepalas

137


skirtasuždariemsguoliams,skaičius-20nurodotepaložemiausiąeksploatacijostemperatūrą.

Jeigutepalasturitrintįirdilimąmažinančiųarbaleistinąjąapkro-vądidinančiųpriedų,taitokstepalaspapildomaižymimasraideP(tepalasKP1G-20).Kaitepalasturikietųjųpriedų,jisžymimasraideF(tepalasKF1G-20).Jeitepalasturiabuminėtuspriedus,jisžymimasraidėmisKPF(tepalasKPF1G-20).

NVSšalysegaminamiirvartojamitepalaiženklinamipagalGOST23258-78 reikalavimus. Pagal šį standartą tepalo pavadinimassudarytasišvienožodžio,ojomodifikacijosgalibūtipažymėtosraidžių ir žodžių indeksais.Kiekvienas tepalasdar turi skaičių irraidžiųženklą,kurisrodojopaskirtį,sudėtįirsavybes.Tepaložen-klassusidedaišpenkiųraidiniųindeksų,kurienusako:

pirmasis–grupęarbapogrupį,nurodantįtepalopaskirtį;

antrasis–tirštikliotipą;

trečiasis–rekomenduojamaseksploatacijostemperatūrosribasdešimtkartų sumažinta trupmenine išraiška,pvz., 3/12 reiškia,kadtepalasgalidirbtinuo-30iki120°C;

ketvirtasis–dispersinęterpę–bazinęalyvą,paženklintąmažąjarusiškaraide.Jeigutepalassudarytastikišmineralinėsalyvos,taiženklasnerašomas,jeisudarytasišdviejųalyvųmišinio,tairašo-migretaduindeksai;

penktasisženklasnurodokietuosiuspriedus,jeigujųyratepale.

Beminėtųraidiniųindeksų,kaikuriuosetepaluosedargalibūtiskaitinisindeksas,kurisnurodotepalokonsistencijosklasę.Pvz.,tepalasCCa2/8-22reiškia,kad:

C–tepalasbendrospaskirties;

Ca –tepaluipanaudotaskalciomuilotirštiklis;

2/8 –tepaloeksploatacijostemperatūranuo-20iki+80°C;

138

–dispersinėsterpėsindeksonėra,otaireiškia,kadtepalaspaga-mintasišmineralinėsbazinėsalyvos;

–kietojopriedonėra;

–konsistencijosklasėsindeksasNr.2.

139


10. AUŠINIMO SISTEMų SKySČIAI

Aušinimoskystisturiatitiktišiuosreikalavimus:

• turigarantuotiaušinimosistemosveikimąžiemą(apsaugotinuoužšalimomažinantstingimotemperatūrą)irvasarą(neleistiaušinimoskysčiuiužvirti);

• turiapsaugotinuokorozijosirkavitacijosmetalinesdalis(ke-taus,plieno,aliuminio,žalvario,variolydmetalių)kontaktuojan-čiassuaušinimoskysčiu;

• turibūtineutralusguminėmsirplastikinėmsaušinimosiste-mosdalims;

• turigarantuotišių,anksčiauminėtų,kokybėskriterijųnuo-seklumą.

Eksploatuojantautomobilį,galimasmetaliniųdetalių irimasdėlcheminės,mechaninėsarbaelektro-cheminės reakcijosagresy-vioje aplinkoje. Šiuolaikiniuose varikliuose, aušinimo skysčio ircilindrų bloko sąlyčio sluoksniuose dėl didelio šilumos srautotankio (šilumos kiekispernešamasper laiko vienetą vienokva-dratiniometroplotu)temperatūrayraaukšta,todėlgaliprasidėtivandensiraliuminioreakcija.Vykstantšiaireakcijaiišsiskiriavan-deniliodujos,kuriosardometalostruktūrą.Korozijayramažina-maantikoroziniaispriedais,esančiaiskokybiškuoseantifrizuose.

140

35 pav. Korozijos sugadinta vandens pompa dėl nekokybiško antifrizo

Varikliui aušinti dažniausia naudojama antifrizo ir vandensmi-šinys. Tinkamai paruoštas antifrizo ir vandensmišinys apsaugonuorūštiesatsiradimoirkorozijos,taippatbeveik13°Cpadidina(lyginantsupaprastuvandeniu)užvirimotemperatūrą,apsaugonuoužšalimo.Betoaušinimoskystissutepavandenspomposrie-bokšlį,užpildovariklyjeesančiątuščiąerdvę,kurijuosiacilindrusirdegimokameras.Taippataušinimoskysčiaiapsaugoaušinimosistemąnuoužšalimo.Jeisistemojebūtųgrynasvanduo,šalda-masjisplėstųsiirdėltoįtrūktųcilindrai,galvutė,radiatoriusbeikitosdetalės.

Paprastai,aušinimoskysčiamsnėraskiriamastandartinėvarikli-nės alyvos specifikacija, tokia kaip „API“ ar „ACEA“. Skystis yraparenkamas pagal automobilių gamintojų reikalavimus, kurieyra skirtingi. Jų negalima sumaišyti. Privaloma naudoti skystį,turintį savybes atitinkančias gamintojo reikalvimus, pvz.,BMW rekomenduojaantifriząbenitritų iraminų (AddiNOL ANTiFRE-EZE SUPER),VOLKSWAGEN–besilikatų(AddiNOL ANTiFREEZE EXTRA).Aušinimoskystįgalimasuskirstytiįtristipus:

• Baziniai(AddiNOL ANTiFREEZE)

• Benitritų,aminųirfosfatų(AddiNOL ANTiFREEZE SUPER)

141


• Besilikatų,nitritų,aminų ir fosfatų (AddiNOL ANTiFREEZE EXTRA)

Skirtingų tipų antifrizus kategoriškai draudžiamamaišyti. Jeigukeičiamasaušinimoskystisirneaiškukoksbuvonaudotasprieštai, tuoatveju reikiapilnai išplautiaušinimosistemądistiliuotuvandeniu, kadneliktų anksčiaunaudoto antifrizo likučių. Papil-dantaušinimoskystį,reikiarinktistiktą,kurisjauyraautomobi-lyje.

ADDINOLantifrizai yrakoncentratai, kuriepriešnaudojimą turibūtiskiedžiamidistiliuotuvandeniureikiamusantykiu.

Aušinimo skysčių priedai.

Kokybiškiaušinimoskysčiaisavosudėtyjeturivisąreikiamųprie-dųpaketą.Papildomųpriedųnaudojimasyranerekomenduoja-mas(pvz.,priedaisukuriantyspapildomąapsaugąnuokorozijosarsandarinantysįtrūkimusirt.t.).Šiepriedaigalipablogintišilu-mosperdavimą. Tai gali sukelti vietinius šilumos židinius, kuriųgalutinisrezultatas: variklioperkaitimas,cilindrų,galvutėsįtrū-kimaiirdeformacija.

142

11. HIDRAULINIų SISTEMų SKySČIAI

Hidrauliniųpavarųskysčiamskeliamilabaiaukštireikalavimai.Jieturiturėtiaukštąvirimotemperatūrą,išlaikytiklampumąplačia-me temperatūrų diapazone, neturi ardyti hidrosistemų detaliųpaviršiaus,turiteptitrintiespaviršius,ilgąlaikąišlaikytistabiliassavybes.Šiuosreikalavimusatitinkašiuolaikiniaisintetiniaihidro-sistemųskysčiai,žymimipagalDOT(JAVTransportoMinisterija)klasifikaciją:DOT3,DOT4,DOT5,DOT5-1.

DOT3skysčiovirimotemperatūra220–230°C,naudojamasauto-mobiliuosesubūgniniaisirdiskiniaisstabdžiais.

DOT4skysčiovirimotemperatūra260–270°C,naudojamasauto-mobiliuosesustipriaiapkraunamaisdiskiniaisstabdžiais,tinkairbūgniniamsstabdžiams.

DOT5skysčiųvirimotemperatūra270–280°C,jienaudojamidau-gumoješiuolaikiniųnaujųautomobilių.

DOT5-1skysčiaitinkamotociklams,sportiniamsirlenktyniniamsautomobiliams,atitinkagriežčiausiusreikalavimus.

VisihidrauliniųsistemųskysčiaiatitinkaSAEJ1703,FMVSS116,AFNORNFR 12640, DOT bei daugelio kitų gamintojų normų irstandartųreikalavimus.

JeiįsistemojeesantįskystįDOT4įpilsimeskysčioDOT3,sistemosskysčiosavybėsatitikstikDOT3reikalavimus.Tospačiosmarkėsskysčiusgalimamaišytitarpusavyje,jeigamintojasnenurodokitųreikalavimų (pvz., skysčioELF FRELUB HdS negalimamaišyti suLOCKHEEd No5 skysčiu). Jeihidraulinėjesistemojeyranežino-mosmarkės skystis ir reikia jopapildyti, geriausiapakeisti visąskystįsistemojetinkamuduotamautomobiliuiirpažymėtitailip-dukuarkortele,nurodantskysčiomarkęiružpildymodatą.

Visihidrauliniųsistemųskysčiaiyrahigroskopiški,t.y.sugeriaiš

143


aplinkosdrėgmę.Didėjantdrėgmėskiekiuiskystyje,mažėjajovi-rimotemperatūra,skysčioeksploatavimashidraulinėsesitemosetampanepatikimu,kylagrėsmėsaugumui.Todėlskystįhidrauli-nėse sistemosebūtinaperiodiškai keisti. Keitimoperiodiškumąnurodoskysčiųgamintojai.Dažniausiai tai24mėnesiaiarba40tūkst.kmrida.

Išleistashidrauliniųsistemųskystisturibūtisurenkamasįspecia-liastalpasirjokiubūdunegalimaleistijampatektiįaplinką(dirvąirvandenį). Skysčiovirimotemperatūrą,o tupačiu skysčio tin-kamumą eksploatacijai galima nustatyti eksperimentiškai, arbaišmatuotispecialiuoptiniuprietaisu–refraktometru.

144

12. KITOS EKSPLOATACINĖS MEDŽIAGOS (APSAUGINIAI SKySČIAI, KOROzIjOS INHIBITORIAI, APIPLOVIMO SKySČIAI)

Didėjantatmosferosužterštumui,metalųkorozija spartėja.Au-tomobiliųkėbulųkorozijąspartinavalgomojidruska,kurižiemąbarstomaleduitirpinti,taippatsierosjunginiaikaminųdūmuosebeikiti chemiškaiaktyvūsatmosferos teršalai, kurie suaktyvinametalųkoroziją.Vienasišbūdųmetalųkorozijaisumažintiyrapa-viršiauspadengimasapsauginėmismedžiagomis.Padengusme-taliniųautomobiliųpaviršiusapsauginiaisskysčiais,apsauganuokorozijos būna trumpalaikė, kai metaliniai paviršiai nudažomi,apsauga–ilgalaikė.

Apsaugainuometalųkorozijosyranaudojamitepalai, lakai,da-žai,emaliai irdervos.Tepalai–taipaprasčiausiadanga, laikinaisaugantimetalusnuokorozijos.Vartojamimineraliniai,parafinotirpalai, vazelinas,bitumas ir kiti tepalai. Lakai– taidžiūvančiųaliejų,dervųarbaceliuliozėsesteriųkoloidiniaitirpalai lakiuoseorganiniuose tirpikliuose (benzine,acetone,benzole irkt.)Kar-tais į juos dedama pigmentų. Dažai ir emaliai yra neorganiniųpigmentųsuspensijaplėvelessudarančiuoseorganiniuoseskys-čiuose:pokoste,aliejujeirdervosmišinyje.Dažniausiainaudoja-miapsaugainuokorozijostaidažaiiremaliai.Dervųdangoslabaiatsparioskorozijai.Taiasfalto,bitumo,epoksidoirkitosdangos.Taipatyranaudojamosapsauginėsalyvos,kuriosgaminamosišnaftiniųalyvų irapsauginiųpriedų,kuriossumetalopaviršiumisudaroplėvelę, nepraleidžiančią drėgmės ir kitų agresyviųme-džiagų.

Naudojant specialius antgalius, ertmės (durelės, statramsčiai,sparnai, ertmės prie žibintų ir pan.) dengiamos labai skvarbio-mis, vaškingomis inhibitorinėmis medžiagomis diNiTROL ML

145


(senesniems kaip5metai automobiliams) arbadiNiTROL 1000 (automobiliams iki5metų),gręžiantpapildomastechnologineskiaurymes pagal individualias schemas kiekvienam modeliui.Bagažinėsirvarikliodangčiaidengiamiskvarbia,netepančiame-džiagadiNiTROL 77B arbadiNiTROL 1000, diNiTROL ML,arbaA-80.ApsaugaiuždaromsautomobiliųertmėmsyranaudojamasNOXUdOL 750 – chemiškai aktyvus prieškorozinis preparatas,pasižymintisnedideliupaviršiausįtempimu.Įjosudėtįįeinami-neralinėalyva,įvairusvaškas,korozijosinhibitoriaiirtirpikliai.Šispreparatassuformuojapanašųįvašką,vandeniuiatsparųpavir-šių.Nedidelispaviršiausįtempimasleidžiajamgeraiįsiskverbtiįdengiamąpaviršiųirpašalintidrėgmę.Noxudol750yrageraiįsi-skverbiantisprieškorozinispreparatas,skirtastuščiųautomobiliųertmiųapsaugaiMLmetodu.KitaspreparataskaipNoxudol900yraskirtasautomobiliodugnoapsaugai.Chemiškaistabilitokso-tropinėmedžiaga, savo sudėtyje turinti bitumo, įvairaus vaško,rūdžiųinhibitoriųirtirpiklių.Produktasnaudojamasautomobilioapatinėsdaliesapsaugainuokorozijosarmechaninioabrazyvopoveikio.Preparatasdengiamasįvairausstoriosluoksniais,nau-dojantaukštoslėgiosiurblį.

Apiplovimo skysčiai naudojamipriekiniostiklo,žibintųplovimoįtaisuose. Dažniausia – tai vandeniniai etilo, butilo, izopropilo,izoamiloalkoholiųtirpalai.Jiegeraitirpdoriebalus,todėllengvaipašalinanuostiklovisusnešvarumus,vabzdžių liekanas,naftosproduktus.Žiemosmetureikianaudotiužšąlančiusžemosetem-peratūrose skysčius. Jei skysčiui užšalus, įjungsime apiplovimosiurblį, bus sugadintas siurblio variklis arba siurblio sparnuotė.Apiplovimo skysčių sudėtis, naudojimo reikalavimai nurodomigamintojų.

146

LITERATūRA

1. KIRKA, Aleksandras. Automobiliai. Vadovėlis. Kaunas: Tyrai,2002.ISBN9955011157

2.GIEDRA,Kazimiera;KIRKA,Aleksandras;SLAVINSKAS,Stasys.Automobiliai:vadovėlisaukštųjųmokyklųstudentams.Kaunas:Smaltija,2006.ISBN9955707054

3.KULIKAUSKAS,Leonardas.Medžiagotyra.Vilnius:Žara,1997.ISBN9986-34-019-5

4.VIZGAITIS,Juozas.Automobiliųtechninėpriežiūra.Kaunas:Pe-troOfsetas,2001.ISBN9986824842

5. BALTĖNA,S Raimundas; SOLOGUBOVAS, Linas; SOLOGUBO-VAS,Rytis.Automobiliųdegalaiirtepalai.Vilnius:TEV,1998.ISBN998654629

6.VALIULIS,Vaclovas.Legiruotiejiplienaiirjųsuvirinimas.Vado-vėlis.Vilnius:Technika,2007.ISBN9789955281610

7.SAROČKA,Antanas.Konstrukcinėsmedžiagosirjųapdirbimas,Mokymopriemonė.Vilnius:Senoja,2006.ISBN9986959276

8.PAVARAS,Antanas;ŽVINYS,Juozas.Plienai.Kaunas:Technolo-gija,1995ISBN9986130050

9.KANDROTAITĖ-JANUTIENĖ,Rasa.Medžiagųmarkiųžymėjimas.Kaunas:Technologija,ISBN9955099208

10.ŽVINYS,Juozas.Inžinerinėsmedžiagos.Mokomojiknyga.Kau-nas:Technologija,2008.ISBN9955092726

11. AMBROZA, Petras. Medžiagotyra ir terminis apdorojimas.Laboratorinių darbų metodiniai nurodymai: mokomoji knyga.Kaunas:Technologija,2010.ISBN9955099194

147

12.ŽVINYS,Juozas.Konstrukciniailydiniai.Kaunas:Technologija,1999-2000.ISBN9986-13-665-214

13. JUČAS,Pranas. Chemotologija: degalų ir tepalų klasifikacijair techniniai rodikliai pagal ACEA, API, EN, ISO ir SAE standar-tus.Akademija(Kaunoraj.):LŽŪULeidyboscentras,2006.ISBN621430758

14.GRUND–undFACHBILDUNG.TechnologieKraftfahrzeugtech-nik.BildungsverlagEINS-Gehlen,2003.ISBN3441922506

15. КОЛЕСНИК, Павел Адамович. Материаловедение наавтомобильном транспорте. Учебник для высших учебныхзаведений.Москва:Академия,2010.ISBN9785769566004

16. BOSCH, Robert. Hochdruckpumpe. Kraftfahrzeugtech-nik. Ausg. – Plochingen : Robert Bosch GmbH, 2004. ISBN3778220624

148

UŽRAŠAMS

149

IšleidoirspausdinoUABAlytausspaustuvė Seirijųg.17,LT-62116Alytus,el.paš[email protected]

Documents

KONSTRUKCINĖS IR EKSPLOATACINĖS MEDŽIAGOS...UDK 629.113 (075.8) Ab89 ISBN 978-9955-706-74-8 Recenzavo: SEMION BONDAREV, „Astra, AB mašinų gamykla“ valdybos pirmininkas ir