LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay nước ta đang tiến hành công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, hòa nhập cùng với sự phát triển văn minh của nhân loại. Các khu công nghiệp thì ngày càng gia tăng do sự đầu tư đến từ nước ngoài vào thị trường Việt Nam. Do vậy đã kéo theo cả ngành giao thông vân tải ngày càng phát triển. Đặc biệt, ngành công nghiệp dầu khí đã và đang ngày càng phát triển vượt bậc.
Nhưng kèm theo sự phát triển nhanh chóng đó là cả một vấn đề liên quan to lớn và mất thiết đến ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng nghiêm trọng không có kiểm soát hoặc là kiểm soát quá lỏng lẻo. Nếu muốn đất nước được phát triển thì song song với việc phát triển kinh tế phải luôn đi cùng với một môi trường trong sạch, lành mạnh. Vì vậy việc quản lý tài nguyên thiên nhiên bảo vệ môi trường chống ô nhiễm môi trường đã trở thành mối quan tâm của mọi quốc gia trên thế giới. Mối quan tâm này không chỉ dừng ở việc tuyên truyền mà ở nhiều quốc gia phát triển nó đã trở thành điều bắt buộc không thể thiếu trong cuộc sống.
Cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp dầu khí, vấn đề bảo vệ môi trường và chống ô nhiễm dầu do quá trình khảo sát địa chất tìm kiếm thăm dò khai thác dầu khí, cũng như gây ô nhiễm trong quá trình sử dụng dầu đang là một mối quan tâm lớn. Hiện nay ở Việt Nam việc sử dụng dầu nhờn ngày càng nhiều. Nhưng cùng với đó thì số lượng dầu thải ra ngoài môi trường cũng chưa được kiểm soát chặt chẽ làm ảnh hưởng đến môi trường và cảnh quan xung quanh. Dầu nhờn bám trên bề mặt các thanh kim loại khi chưa qua xử lý gây ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường.
Vì vậy chúng ta cần phải có những biện pháp để khắc phục tình trạng này, một trong số đó là dùng phương pháp tách dầu vừa nhằm tiết kiệm nhiên liệu, vừa tiết kiệm được ngân sách kinh tế khi xử lý, vừa bảo vệ môi trường tốt hơn. Tuy nhiên việc nghiên cứu tìm ra phương pháp tách dầu ra khỏi bề mặt kim loại còn nhiều vấn đề phải xem xét vì biện pháp xử lý hầu như chưa có hiệu quả cao và số liệu cụ thể. Để góp phần vào lĩnh vực này em đã tiến hành nghiên cứu bước đầu đề tài : “Nghiên cứu tách dầu nhờn khỏi bề mặt kim loại”. Sinh viên: Phạm Khắc Duy - MT1701 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG I.
Nguồn gốc và mục đích sử dụng dầu nhờn Dầu nhớt là một loại hydrocacbon đa vòng, thanh phần dầu nhớt gồm có dầu gốc và các phụ gia (calxium sulphonate). Đây là nguồn nguyên liệu chính dùng để bơi trơn tất cả các động cơ xe máy, oto và các loại xe cơ giới khác. Vì hệ thống bơi trơn giữ vai trò quan trọng trong sự hoạt động của động cơ, mặc dù các chi tiết máy được lắp rắp rất kỹ nhưng vẫn có vết gồ ghề trên chi tiết, khi trượt lên nhau sẽ sinh nhiệt, tiêu hoa công và làm mài mòn các chi tiết, do đó các chi tiết phải luôn được bôi trơn bởi dầu. Mục đích của việc sử dụng dầu nhờn trong việc bơi trơn động cơ là: -Giảm mài mòn, ma sát -Làm kín long xy lanh và piston -Giảm bớt công suất tiêu hao -Giải nhiệt, làm mát động cơ -Thu hút tiếng động -Làm sạch động cơ 1.
Đặc tính của dầu nhờn 1. Độ nhớt và chỉ số độ nhớt Yêu cầu cơ bản nhất đối với dầu nhờn là phải có độ nhớt phù hợp với mục đích sử dựng và đặc biệt, độ nhớt phải thay đổi ít theo nhiệt độ. Điều đó có nghĩa là dầu nhờn cần có chỉ số độ nhớt cao, dầu nhờn động cơ có chỉ số độ nhớt cao là loại dầu tốt. Dầu nhờn được sản xuất từ phân đoạn gasoil náng.
Phân đoạn này có paraffin mạch thẳng và mạch nhánh ít hơn các loại naphten và hydrocacbon thơm. Ngoài ra còn có các hợp chất của lưu huỳnh, nitơ và nhựa. Các paraffin đặc biệt là paraffin mạch thẳng có chỉ số độ nhớt cao. Mạch càng dài chỉ số độ nhớt càng cao.
Ngược lại, hydrocacbon thơm hay naphten nhiều vòng có nhánh phụ ngắn thường có chỉ số độ nhớt rất thấp. Các chất nhựa có độ nhớt cao, chỉ số độ nhớt rất thấp. Như vậy xét về chỉ số độ nhớt thì các parafin mạch thẳng tốt nhất, rồi đến các hydrocacbon thơm, naphten, nhựa. Sinh viên: Phạm Khắc Duy - MT1701 2 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG Mục đích chủ yếu của dầu nhờn là bôi trơn, giảm ma sát và mài mòn giữa hai bề mặt tiếp xúc nhau.
Khả năng bơi trơn của dầu nhờn được quyết định bởi ma sát nội của nó. Đặc trưng cho ma sát nội của dầu nhờn là độ nhớt. Vì vậy, độ nhớt là tính chất đặc trưng quan trọng của dầu nhờn. Nói chung các máy tốc độ thấp, tải trọng nặng thì dùng dầu có độ nhớt cao.
Máy tốc độ cao tải trọng nhẹ thì dùng dầu có độ nhớt thấp. Đối với dầu động cơ, độ nhớt càng đặc biệt quan trọng hơn. Nó ảnh hưởng đến độ kín khít, tổn hao công ma sát. Khả năng chống mai mài mòn, khả năng tạo cặn.
Chính vì vậy, thật dễ hiểu khi độ nhớt được dùng làm cơ sở cho hệ thống phân loại dầu nhờn kể cả dầu động cơ lẫn dầu công nghiệp. Chỉ số độ nhớt là một chỉ tiêu đặc trưng cho đặc tính nhớt nhiệt của dầu nghĩa là đặc trưng cho khả năng thay đổi của độ nhớt theo nhiệt độ. Chỉ số độ nhớt được tính từ giá trị độ nhớt động học của dầu ở 40oC và 100oC. Chỉ số độ nhớt là một đặc tính quan trọng và cần thiết trong trường hợp nhiệt độ làm việc của máy thay đổi trong khoảng rộng như động cơ ôtô.
Dầu dùng trong các trường hợp này phải có chỉ số độ nhớt cao (độ nhớt thay đổi ít theo nhiệt độ) để khi dầu bôi trơn trong xilanh, pittong nhiệt độ rất cao, độ nhớt của nó không được giảm quá nhiều, để đảm bảo giữ vững màng dầu trên bề mặt tiếp xúc. Nhưng khi dầu nằm trong bầu chứa, nhiệt độ thấp, độ nhớt của nó không được quá cao để có thể bơm chuyển dầu vào các hệ thống bôi trơn của pittông xylanh 1 cách dễ dàng. Tính bám dính Dầu nhờn muốn bơi trơn được chi tiết phải có khả năng bám vào bề mặt chi tiết. Ngoài yêu cầu phải có độ nhớt phù hợp, dầu phải có tính bám dính nhất định.
Dầu nhờn thương phẩm muốn có tính bán dính, người ta phải pha kèm phụ gia vào dầu nhờn gốc. Sự xoay chuyển giữa các bề mặt rắn trong ma sát khô không thể tránh khỏi sự mài mòn các bể mặt. Lớp chất lỏng bám giữa hai bề mặt ma sát sẽ làm giảm mài mòn rất nhiều. Sinh viên: Phạm Khắc Duy - MT1701 3 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG 1.
Tính tẩy rửa Trong quá trình làm việc, động cơ bị muội than và keo bẩn bám bên cạnh, bên trong và bên ngoài bề mặt pittông, lắng đọng ở rãnh secmăng và ở thanh xylanh rất nguy hiểm. Những muội than này làm cho pittông nóng quá mức. Đây cũng là nguyên nhân làm hỏng (cháy xém) secmăng, có khi hỏng cả vòng gạt dầu nhờn. Mặt khác, trong quá trình làm việc, dầu nhờn có thể bị biến chất tạo các chất chứa oxy, lưu huỳnh, nitơ, có khả năng tiếp xúc hơi nước.
Nếu các tạp chất này ở bể chứa sẽ lắng đọng ở đáy cactơ hay ở các ổ đỡ, gây hiện tượng ăn mòn nhanh chóng. Để làm sạch các chất bẩn này, yêu cầu dầu nhờn phải có các chất ở trạng thái lơ lửng, tức là dầu nhờn phải có tính tẩy rửa và phân tán thích hợp để định ký ta sẽ thay dầu nhờn và các chất bẩn dễ dàng. Tính chống ăn mòn và chống gỉ Dầu động cơ phải có một số khả năng sau: - Ngăn ngừa hiện tượng gỉ và ăn mòn, do nước ngưng tụ và các sản phẩm cháy ở nhiệt độ thấp cũng như chế độ hoạt động không liên tục gây ra. - Chống lại sự ăn mòn do các sản phẩm axit trong quá trình cháy gây ra.
- Bảo về ổ đỡ hợp kim đồng – chì khỏi sự ăn mòn do các sản phẩm oxi hóa dầu gây ra. Như vậy dầu động cơ phải được pha chế đảm bảo tốt mọi tính năng chống ăn mòn. Đặc biệt đối với dầu động cơ cho động cơ xăng, khả năng chống ăn mòn và chống gỉ do nước ngưng tụ và các sản phẩm không cháy được trong nhiên liệu gây ra là hết sức quan trọng. Còn dầu cho động cơ dienzen phải có khả năng chống lại sự ăn mòn các ổ đỡ hợp kim do các axit và các sản phẩm cháy gây ra, trong trường hợp này chức năng chống ăn mòn gắn liền với độ kiềm của phụ ra tẩy rửa.
Chống gỉ do nước ngưng tụ và các sản phẩm không cháy được trong nhiên liệu gây ra là hết sức quan trọng. Còn dầu cho động cơ dienzen phải có khả Sinh viên: Phạm Khắc Duy - MT1701 4 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐHDL HẢI PHÒNG năng chống lại sự ăn mòn các ổ đỡ hợp kim do các axit và các sản phẩm cháy gây ra, trong trường hợp này chức năng chống ăn mòn gắn lien với độ kiềm của phụ gia tẩy rửa. Với những chức năng ưu việt vừa nêu trên thì dầu nhờn ngày càng khẳng định rõ vai trò vô cùng quan trọng của mình trong sự phát triển niềm công nghiệp trên thế giới. Khả năng chống oxy hóa Trong số những tính chất của dầu nhờn tính ổn định chống oxy hóa có 1 ý nghĩa rất lớn.
Trong quá trình dầu nhờn làm việc trong các động cơ và các bộ máy khác, nó không tránh khỏi sự tiếp xúc với không khí. Nhiệt độ dầu nhờn cao, khả năng sinh ra phản ứng hóa học giữa hydrocacbon và các thanh phần khác có mặt trong dầu nhờn rất dễ xảy ra. Mặt khác, dầu nhờn tác dụng với oxy trong không khí làm thay đổi tính chất hóa lý của nó tạo thành những phẩm vật không hòa tan trong dầu nhờn. Dầu nhờn thay đổi phẩm chất thường gây ra những khó khăn nghiêm trọng trong khi sử dụng, làm bẩn máy và các động cơ, ăn mòn các bộ phận của máy.
Tất cả những hiện tượng trên ta đều không mong muốn và cần phải loại bỏ. Vì vậy cần thiết phải đấnh giá tính chất ổn định chống oxy hóa ở nhiệt độ cao đối với dầu nhờn.