Автоматизированные системы контроля Hc в производственных условиях Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»
Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Курбатов П. А., Присич М. В.
Устройство высокопроизводительного размагничивания длинномерных цилиндрических изделий
Приборы для контроля механических свойств ферромагнитных изделийимпульсным магнитным методом с накладными преобразователями
Коэрцитиметры переменного тока для контроля качества изделий из ферромагнитных материалов
Электромагнитная структуроскопия конструкционных материалов
Метод высокопроизводительного размагничивания длинномерных изделий при вихретоковом и магнитном контроле
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Текст научной работы на тему «Автоматизированные системы контроля Hc в производственных условиях»
П.А. Курбатов, М.В. Присич
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ Нс В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ
А ктуальность измерения Нс в производственных условиях достаточна высока.
-/л. Существующие методы и стандарты не подходят для измерения Нс в условиях массового производства и не позволяют проводить измерения Нс постоянных магнитов из магнитотвердых материалов сложной формы без изготовления специальных образцов. Известные методы измерения Нс основываются на использовании процессов намагничивания и размагничивания образца, чаще всего известной формы, помещенного в магнитное поле, созданное постоянным, или переменным, или импульсным током. Измерение параметров магнитотвердых материалов в импульсном магнитном поле предпочтительнее, если принять во внимание возникающие в процессе намагничивания/размагничивания вихревые токи, вносящие погрешность в процесс измерения. Для уточнения методики измерений создается математическая модель перемагничивания образца произвольной формы в импульсном магнитном поле с параметрами модели, определяемыми опытным путем с учетом вихревых токов. Установка контроля Нс в производственных условиях образцов произвольной формы из магнитотвердых материалов должна решить эту задачу. Для пояснения текущего положения дел в отрасли приводится нижеследующий обзор. Например, в ЗАО «НИИ интроскопии МНПО «Спектр»» (Россия) в 2001 г. использовался метод, основанный на процессе намагничивания (импульсами тока) образца, помещенного в электромагнит, размагничивания (со снятием «магнитной предыстории»), и приложении внешнего поля, компенсирующего остаточное поле образца. Датчик внешнего поля при э/м, имея напряжение, равное нулю, соответствует току компенсации в э/м, величина которого (тока) принимается за меру Нс материала образца. Здесь используется принцип ТАУ, согласно которому замкнутая цепь регулирования находится в равновесии при существовании некоторого напряжения рассогласования, которое пропорционально току компенсации э/м, который (ток) пропорционален остаточному магнитному полю образца.
В институте машиноведения Уральского отделения РАН в 2001 г. был предложен метод, основанный на использовании ярма определенной формы, в который вставляется магнит определенной формы, в цилиндрическое отверстие ярма соосно установлены магнитные узлы, выполненные с возможностью автономного вращения. Ярмо содержит шкалы отсчета углов поворота узлов с размещенными в них магнитами, причем шкалы проградуированы различно: одна — почасовой стрелке, вторая — против. При нулевом отсчете полюса магнитов в узлах совпадают; в изделии создается максимальный намагничивающий поток. Вращение узлов производится в направлении увеличения углов. В нижней части ярма закреплен преобразователь магнитного потока. Магнитные узлы выполнены с возможностью замены. С помощью рукоятки поворачивают один из магнитных узлов с магнитом на угол, обеспечивающий линейность зависимости угла поворота второго магнита от коэрцитивной силы изделий. Затем поворачивают второй узел с магнитом до тех пор, пока преобразователь не покажет отсутствие магнитного потока. Угол поворота второго узла будет соответствовать величине коэрцитивной силы изделия. Преобразователь магнитного потока установлен между ярмом и изделием. В машиностроении и горной металлургии используется феррозондовый коэрцитиметр, разработанный в Уральской государственной академии путей сообщения в 1998 г. Метод использовался на рельсосварочном поезде № 4 Свердловской железной дороги для определения качества термообработки металла зоны сварного стыка рельсовых плетей. Метод предполагает использование катушек намагничивания и размагничивания с компенсационной катушкой. Изделие намагничивают, затем размагничивают с помощью размагничивающей и компенсационной катушек. Суммарный магнитный поток — размагничивающий. Совместно с катушкой компенсации используется источник напряжения смещения. Они создают магнитный поток, встречный размагничивающему, который компенсирует влияние зазора между магнитопроводом и изделием. Итоговая погрешность измерения 0.8 % при вариации величины зазора до 0.6 мм в диапазоне изменения коэрцитивной силы от 370А/м до 2400А/м.
Хотя катушки размагничивания и компенсации включены встречно, поток от катушки компенсации гораздо меньше размагничивающего, и с помощью напряжения смещения компенсируют влияние величины зазора между полюсами магнитопровода и изделием в широком диапазоне измерения Нс. При достижении размагничивания контролируемого изделия, (что определяется феррозондом, питаемом от источника и блока напряжения смещения), измеряется величина тока размагничивания (миллиамперметром со шкалой, проградуированной в относительных единицах измерения коэрцитивной силы.), т.е. величина коэрцитивной силы.
В 2004 г. в Башкирской государственной аграрной академии был предложен метод, использующий П — образный сердечник с нам. и разм. обмотками и индикаторные элементы в виде двух ферромагнитных накопительных счетчиков с коэффициентами накопления противоположных знаков. Метод преследует цель снизить влияние зазора между торцами сердечника и изделием на точность измерения (имеется в виду равномерность касания торцов сердечника с поверхностью изделия). Когда обмотка обесточена, с элементов снимаются сигналы с соответственной частотой. Путем настройки зазора добиваются равенства этих частот и в итоге общий сигнал выхода схемы сравнения равен нулю, что свидетельствует о равномерности зазора. Изделие намагничивают кратковременным импульсом тока. Источники питания и записи сигналов на это время отключаются. После намагничивания частоты сигналов с элементов становятся соответственно больше и меньше на какую-то величину. Разность частот с выхода сравнивающего устройства зависит от величины остаточной индукции изделия. Значение тока размагничивания, при котором частота сигнала с выхода схемы сравнения принимает значение ноль, есть мера коэрцитивной силы. Изменение коэффициентов накопления на элементах в противоположных направлениях позволяет повысить чувствительность схемы вдвое и увеличить пределы измерения индукции и коэрцитивной силы изделия.
В институте прикладной физике АН Беларуси в 1990 г. был предложен способ измерения коэрцитивной силы ферромагнитных стержневых образцов в разомкнутой магнитной цепи. Он заключается в намагничивании образца до насыщения однородным магнитным полем одной полярности, размагничивании образца однородным магнитным полем другой полярности, измерении тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля вблизи центрального сечения образца, фиксации значения напряженности намагничивающего магнитного поля. Метод отличается тем, что, с целью повышения точности измерения, фиксацию значения напряженности намагничивающего магнитного поля осуществляют в момент равенства нулю тангенциальной составляющей напряженности размагничивающего магнитного поля.
В патенте 1991 г. Ульянова А.И., Захарова В.А., Мерзлякова Э.Ф., Воронова С.А. описан метод и установка измерения Нс контроля качества материалов и изделий. Приставное устройство коэрцитиметра устанавливают на контролируемый участок изделия, либо изделие устанавливают на полюса магнитопровода. В обмотку перемагничивания подают ток намагничивания от источника питания, после намагничивания изделия до технического насыщения ток намагничивания плавно выключают и в обмотку подают от источника питания ток противоположного по отношению к намагничивающему направления (размагничивающий ток), увеличивающийся во времени. В процессе размагничивания измеряют магнитное поле в пространстве между полюсами магнитопровода ПУ и обмоткой с помощью преобразователей по одному из двух вариантов. По первому варианту сигналы с измерителей поступают на блоки преобразования сигнала. Выходные напряжения этих блоков сравниваются между собой с помощью блока сравнения, а один из сравниваемых сигналов поступает на вход индикатора. При размагничивающем токе, равном нулю (состояние остаточного намагничивания системы магнитопровод — изделие), сигналы с преобразователей и блоков преобразования неодинаковы в силу резкой неоднородности магнитного поля в пространстве между полюсами магнитопровода, обмоткой ПУ и изделием. По мере увеличения размагничивающего тока и размагничивания изделия поле в указанном пространстве становится более однородным и при определенном значении тока размагничивания становится практически однородным по всему межполюсному пространству. В этом момент времени намагниченность контролируемого участка изделия становится равной нулю, а напряженность магнитного поля в исследуемой зоне (она же внутреннее поле в изделии) равна коэрцитивной силе материала изделия Нс (Н*). При этом сигналы с блоков (величины напряженности магнитного поля, измеряемые
преобразователями) становятся равными, на выходе блока сравнения появляется управляющий сигнал, по которому индикатор фиксирует значение напряженности магнитного поля, равное Hc. По второму варианту сигналы с преобразователей поступают на входы компаратора, а напряженность магнитного поля измеряется с помощью преобразователя и блока, сигнал с выхода которого (величина напряженности магнитного поля) поступает на индикатор. В момент, когда магнитное поле в исследуемом пространстве становится однородным, срабатывает компаратор и выдает сигнал на фиксацию напряженности магнитного поля Hc = H*.
Метод используется в машиностроении, металлургии, при научных исследованиях. Измерение и контроль можно производить при отсутствии непосредственного контакта между полюсами магнитопровода и изделием. Таким образом, известен ряд устройств и установок для измерений, которые включают феррозондовые коэрцитиметры (П — образный магнитопровод, намагничивающая обмотка, размагничивающая обмотка, источники питания, измеритель тока размагничивания, феррозонд и размещенная на нем компенсационная обмотка, источник питания феррозонда, источник регулируемого напряжения смещения). Известен коэрцитиметр на постоянных магнитах (ярмо с соосно установленными магнитными узлами с возможностью автономного вращения, шкалы отсчета углов поворота магнитов, преобразователь магнитного потока между ярмом и изделием), предложенный в 2001г.; устройство для измерения коэрцитивной силы ферромагнитных стержневых образцов (намагничивающий соленоид, микрометрическое устройство с миниатюрными преобразователями Холла, блок питания преобразователей, измерительный усилитель ЭДС Холла, регистрирующие приборы — цифровой вольтметр и двухкоординатный графопостроитель), предложенное в 1990 г.; приставное устройство коэрцитиметра,
предложенное в 1995 г. (П — образный магнитопровод, замыкаемый контролируемым изделием. Обмотка перемагничивания, измерители напряженности магнитного поля, расположенные между полюсами магнитопровода и обмоткой. Центр одного из измерителей расположен в нейтральной плоскости магнитопровода, а оси чувствительности обоих измерителей перпендикулярны указанной плоскости. Обмотка перемагничивания соединена с источником питания, измерители соединены с блоками преобразования сигналов. Выход одного из блоков соединен с входом блока сравнения и входом индикатора, выход второго блока — с вторым входом блока сравнения. Выход последнего соединен со вторым (управляющим) входом индикатора, выход которого является выходом устройства. По второму варианту преобразователи магнитного поля являются полуэлементами компаратора. Выход компаратора соединен с управляющим входом индикатора. Центр одного из полуэлементов расположен в нейтральной плоскости магнитопровода. Дополнительно введен измеритель напряженности магнитного поля, соединенный с блоком преобразования сигналов, выход которого соединен с первым входом индикатора. Центр измерителя расположен между полюсами магнитопровода и обмоткой перемагничивания. Оси чувствительности полуэлементов и магнитного компаратора и измерителя напряженности магнитного поля расположены перпендикулярно магнитной плоскости магнитопровода, в частном случае центры всех трех магнитных преобразователей могут располагаться в нейтральной плоскости магнитопровода). С 2001 г. известно устройство для измерения коэрцитивной силы магнитных материалов, используемое при контроле качества металлоконструкций и их частей, деталей машин, параметров постоянных магнитов. Устройство содержит последовательно соединенные источник намагничивающего тока, коммутатор, электромагнит с датчиком поля, коммутатор, преобразователь «ток — напряжение», усилитель, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь. Устройство содержит первый и второй компараторы, сигнальные входы которых подключены к выходу усилителя, индикатор, источник опорных напряжений, последовательно соединенные усилитель, цепочка с управляемой постоянной времени t, два усилителя, третий компаратор, линия задержки. Выход первого усилителя подключен к сигнальным входам второго коммутатора и первого и второго компараторов, выход преобразователя ток — напряжение подключен к управляющему входу цепочки с управляемой времени t. Вход второго усилителя соединен с выходом датчика поля электромагнита. Выход третьего усилителя подключен к сигнальному входу управляемого усилителя мощности. Сигнальный вход третьего коммутатора подключен к концу обмотки электромагнита. Первый и второй управляющие входы этого коммутатора соединены соответственно с управляющим выходом источника намагничивающего тока и четвертым выходом блока управления. Пятый выход блока управления соединен с управляющим входом установки уровней «min — max»
второго коммутатора, вход четвертого усилителя подключен к выходу второго усилителя. Выход линии задержки соединен с третьим входом индикатора и с управляющим входом АЦП, выход которого подключен к четвертому входу индикатора. С 2002 г. известен приставной ферромагнитный коэрцитиметр, содержащий П — образный сердечник с намагничивающей и размагничивающей обмоткой, индикаторный элемент в виде по меньшей мере одного ферромагнитного накопительного счетчика и сравнивающее устройство, отличающийся тем, что индикаторный элемент выполнен в виде двух ферромагнитных накопительных счетчиков с коэффициентами накопления противоположных знаков, установленных на боковых стержнях П — образного сердечника, выходы которых соединены с входом сравнивающего устройства, а намагничивающая, она же размагничивающая, обмотка установлена на среднем стержне.
В современных производственных условиях используются методы и установки для измерения Hc, которые соответствуют конкретным задачам по контролю качества продукции, т.е. зависящие от номенклатуры изделий, партий, состояния измерительной техники и используемых навыков и стандартов измерения. Например, на ОАО НПО «Магнетон» (г. Владимир) используется коэрцитиметр, состоящий из намагничивающей установки, создающей требуемое э/м поле, вольтметра, микроамперметра, рамки. Рамка ставится специальным образом в магнитном поле и соответствует форме образца. Для каждого типоразмера изделия предусмотрена своя рамка. Задача оператора измерений установить изделие в рамке таким образом, чтобы его оси симметрии совпадали с осями симметрии рамки. (Это делается для того, чтобы обеспечить равномерное распределение результирующего магнитного поля образца.) Изделие намагничивают в электромагните. Затем магнит помещают в рамку установки перемагничивания, замечая при этом произвольно выбранное направление перемагничивания по отклонению стрелки милливольтметра, потом (после установки некоего тока размагничивания) медленно повышают ток размагничивания, задавая тем самым более высокую напряженность магнитного поля размагничивания. Затем плавно — произвольно — подают поле размагничивающего направления. При этом изделие резко выдергивают из рамки, включая милливольтметр, стрелка которого показывает результирующее направление поля изделия. Момент, когда стрелка изменит направление отклонения, считается моментом полного размагничивания изделия и напряженность магнитного поля размагничивания, когда намагниченность изделия равна или приближена к нулевой, берется за меру коэрцитивной силы. По рассчитанной таблице определяется Hc, которая соответствует фиксированному току размагничивания. Недостаток данного метода в самопроизвольности задания поля размагничивания, ручной установке изделия в рамку и неопределенности момента выдергивания изделия из рамки, что позволяет лишь приблизительно судить о достоверности измеренной величины Hc и приводит к возможности появления значительной погрешности. Для более точного измерения требуется исключать человеческий фактор во время установки образца в рамку и во время задания соответствующего состоянию образца поля (тока размагничивания).
С другой стороны, автоматизация метода приводит к затратам, при том, что в производственных условиях требуется практичность и доступность измерений и не всегда ставится цель получения более точных результатов. Однако, при повышении требований к быстроте и достоверности измерений для массовых партий с увеличивающейся номенклатурой изделий, целесообразно поставить вопрос о применении более совершенного метода и устройства, которые позволят автоматизировать процесс задания поля перемагничивания и связать его с ориентацией образца в установке, что позволит контролировать состояние образца и снизит погрешность от неравномерности процесса перемагничивания. Известны зарубежные образцы измерительной техники, использующие современную аппаратуру оригинальные методы измерения. Они отличаются высокоточностным характером измерения, но затруднительны к применению в условиях современного российского производства. Например, известен метод измерения Hc, предложенный компанией Рэдклифф Магтроникс ЛТД (США) в 2001 г. для измерения коэрцитивности высокоэнергетичных редкоземельных магнитов при высоком быстродействии и высокой пропускной способности контроля. Магниты вначале полностью намагничиваются зарядным устройством от импульсной намагничивающей катушки. Потом магниты последовательно размагничиваются этим устройством через импульсную обмотку. Состояние намагниченности и напряженности
размагничивающего поля непрерывно отслеживается. При этом замечают текущую напряженность размагничивающего поля, когда намагниченность снижается до нуля- берется мера коэрцитивной силы. Аппаратура использует зонд Холла, тесламетр, систему обмоток с флюксметром для мониторинга состояния намагниченности, счетчик импульсов тока для мониторинга напряженности размагничивающего поля. Зонд Холла измеряет плотность потока
1 — измерительный канал (внешний); 2 —
механическая часть; ПБ -программный блок; БУ -блок управления; УЗ -устройство задания; ОБР -образец; УС — устройство сравнения; МУ, МС -манипуляционное устройство, механическая система
на малых расстояниях от поверхности магнита. Исследуемое магнитное поле есть сумма поля магнита и импульсной обмотки. Прикладываемое магнитное поле от импульсной обмотки в любой точке рассчитывается исходя из величины тока обмотки и характеристик катушки и вычисляется от зонда
Холла при получении величины поля от магнита. Рассчитанное магнитное поля или намагниченность магнита определяется на равенство нулю с помощью микропроцессорной техники, далее вычисляется Hc. Известен метод определения Hc
среды вещества с помощью магнитного дис-ка и счетно-пишущего устройства (Bell Telephone Laboratories, Incorporated, Murray Hill, NJ). При нем определяется мера инерции изменения взаиморасположения намагниченных выделенных доменов текстуры вещества. Другой прием заключается в определении модуляции ширины доменной решетки, соотнесенной с осциллирующим магнитным полем. Эти приемы позволяют проводить исследования веществ с высокой точностью, но не подходят для контроля параметров магнита в производственных условиях. В 2005 г. был предложен цифровой осциллоскоп для определения ряда характеристик по B — H плану. В замкнутую цепь входят 4-х канальный осциллоскоп, соединенный с преобразователем, дифференциальный зонд, подключенный к первичной обмотке преобразователя. Токовые выходы зонда подключены к каналам осциллоскопа для измерения токов в обмотках. Принцип действия осциллоскопа заключается в отработке алгоритма съема характеристик, как то: плотности магнитного потока насыщения, остаточной плотности, коэрцитивной силы, магнитной проницаемости (начальной и максимальной). Изобретение было сделано в Индии.
Для практического применения возникают главные проблемы, которые заключается в том, что существующие стандарты не позволяют проводить измерение Hc постоянных магнитов сложной формы без изготовления специальных образцов и не годятся для массового производства. В работе рассматривается возможность создания установки для контроля Hc
образцов из магнитотвердых материалов сложной формы в импульсных магнитных полях (см. рисунок). Установка должна решать эти задачи. Для этого, на основе модели э/м поля перемагничивания магнитотвердых образцов с учетом вихревых токов, необходимо получить параметрическую модель перемагничивания в импульсном магнитном поле образцов произвольной формы.
Принцип управления установки, предлагаемой к рассмотрению, заключается в параллельном съеме информации о внешнем и внутреннем поле образца после задания сигнала намагничивания от устройства задания через блок управления.
Рассогласование через устройство сравнения управляет сигналом задания и позиционным устройством манипулятора, ориентируя его соответственно однородной намагниченности образца. В блок управления может входить устройство коррекции сигнала задания. Таким образом, намагничивание образца производится в зависимости от его (намагничивания) степени однородности и в цифровой форме может управлять положением МУ в рабочей зоне.
К установке, предлагаемой на рассмотрение, приводятся следующие параметры:
Для цилиндрического образца из сплава ЮНДК Т5 АА с размерами внешний диаметр — 19, 7 мм, внутренний диаметр — 8,8 мм, длина — 22 мм, Нс > или = 95 кА/м импульсная трансформаторная намагничивающая установка с комплектом сменных одновитковых индукторов и трансформатором с разомкнутым стальным магнитопроводом.
Диаметр индуктора внутренний — 50 мм, толщина меди — 2 мм, внешний — 54 мм.
Число витков первичной обмотки трансформатора — 150, вторичной — 1.
Напряженности магнитного поля намагничивания амплитуда — 2300 кА/м, энергоемкость накопителя — 5 кДж, длительность импульса — 10 мс, рабочий объем — 60 см куб., коэффициент обратного поля — 0,08, высота индуктора — 30 мм, индуктивность индуктора — 0,08 мкГн, емкость накопителя — 300 мкФ, два параллельно включенных конденсатора ИК 6 -150, напряжение заряда ЕНЭ — 5 кВ, у импульсного трансформатора внутренний диаметр — 174 мм, высота обмотки — 396 мм, мощность установки — 100 кВт.
Курбатов П.Л., Присич М.В. — Московский энергетический институт, Россия.
НС-синтетические базовые масла
HC-синтез (Hydro-Craking-Synthese-Technology) – это ни что иное как технология создания Гидрокрекинговых масел.
Гидрокрекинговые (или как их ещё называют – «Эйч-Си-Синтетические») масла — это самый молодой класс базовых масел. Впервые промышленное производство этих масел началось в США в семидесятые годы двадцатого века. Термин «Гидрокрекинг» происходит от слов «Hydro» – «водород» и «crack» – «расщеплять , разламывать». Дословный перевод этого термина по сути уже раскрывает самые важные аспекты производства этих масел – расщепление тяжелых углеводородных молекул нефтяного сырья в присутствии водорода для получения базовых масел с нужными свойствами. По сути если при производстве синтетических базовых масел из легких углеводородных молекул как из кирпичиков собираются – «синтезируются» необходимые искусственные молекулы базового масла, то при производстве гидрокрекинговых масел происходит обратный процесс. В результате исходное сырье полностью очищается от всех примесей и проводится молекулярная модификация. В результате мы получаем масло, обладающее ценными свойствами для тяжелых режимов работы (высокая стойкость к деформациям сдвига при высоких скоростях, нагрузках и температурах, высокий индекс вязкости и стабильность параметров), которое при этом обладает одним неоспоримым преимуществом перед «синтетикой» – более низкой ценой.
Почему же по цене «гидрокрекинг» ближе к «минералке», а по качеству и потребительским свойствам – к «синтетике» (а по некоторым параметрам ее даже превосходит)? Гидрокрекинговое масло ближе к минеральному не только по цене, но и по способу получения. Оно тоже производится из нефти, причем, зачастую, из достаточно недорогих «тяжелых» сортов, в отличие от синтетики, сырьем для которой служат исключительно дорогие чистые фракции первичного бензина. Рассмотрим разницу в процессах получения минерального и гидрокрекингового масел.
При производстве обычного минерального масла разнообразными физико-химическими методами из нефти удаляются нежелательные примеси, вроде соединений серы или азота, тяжелые фракции и ароматические соединения, которые усиливают коксование и зависимость вязкости от температуры. Депарафинизацией удаляются парафины, повышающие температуру застывания масел. Однако понятно, что удалить все ненужные примеси таким методом невозможно — грубо говоря, это и служит причиной худших свойств «минералки». Обработка масла может продолжиться и дальше. Ведь остались еще ненасыщенные углеводороды, которые ускоряют старение масла из-за окисления, да и примеси тоже остались. Гидроочистка (воздействие водородом при высокой температуре и давлении) превращает непредельные и ароматические углеводороды в предельные, что увеличивает стойкость масла к окислению. Таким образом, масло, прошедшее гидроочистку, обладает дополнительным преимуществом.
Гидрокрекинг – это еще более глубокий вид обработки, когда одновременно протекает сразу несколько реакций. Удаляются все те же ненавистные серные и азотистые соединения, Длинные цепочки разрываются (крекинг) на более короткие с однородной структурой, места разрывов в новых укороченных молекулах насыщаются водородом (гидрирование). Многие ученые помимо этого отмечают еще несколько невидимых потребителю особенностей. Первая – улучшение качества базовых масел не за счет удаления вредных компонентов, а путем преобразования их в полезные. Вторая особенность — экологическая чистота как самих технологических процессов (без применения токсичных растворителей), так и получающихся базовых масел (высокоиндексных, малосернистых).
Итак, гидрокрекинговые масла — это продукты перегонки и глубокой очистки нефти. Гидрокрекинг отбрасывает все «ненужное», необходимые свойства придаются с помощью присадок. Гидрокрекинговое масло получается близким по качеству к «синтетике» — оно обладает высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к деформациям сдвига, а от износа может защищать даже лучше, чем синтетическое. С другой стороны, «синтетика» более однородна в смысле линейности углеводородных цепей, что дает преимущество в температуре замерзания, большую стойкость к термическому и механическому разрушению, что и объясняет её более высокую стоимость.
К какому классу относить такие масла? В соответствии с классификацией API они относятся к III группе – базовые масла нефтяного происхождения высшей категории качества. По требованиям к наименованию материалов многих стран мира, в том числе Германии, «полностью синтетическими», «100%-синтетическими» или просто «Синтетическими» они называться не могут, так как такое название могут носить базовые масла, состоящие только из искусственно созданных молекул. Но ведь по потребительским свойствам эти масла идут вровень, а иногда и превосходят синтетические. Поэтому чтобы выделить эти масла из ряда прочих «минералок» и подчеркнуть их высокие потребительские свойства, маркетологи большинства маслопроизводящих компаний изобрели целую гамму названий: HC-синтез, НС-синтетика, High-Tech-Synthese-Technology, VHVI, XHVI, ExSyn т.д.
Покупая гидрокрекинговое масло, потребитель получает продукт высочайшего уровня качества сопоставимого с синтетическим, но полученный из доступного природного сырья по экологически чистым технологиям. Поэтому, в последние годы производители автомобилей все чаще особо рекомендуют эти масла к применению, а покупатели голосуют кошельком.
Чему равно hc?
Решаю задачу и наткнулся на величину, которую нигде не могу найти, это hc. Вроде бы с это скорость света.
Голосование за лучший ответ
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
HC синтетическое масло. Что такое? Состав и характеристики
На мировом рынке автомобильных горюче-смазочных материалов, кроме традиционных минеральных, синтетических и полусинтетических, существуют и HC моторные масла и смазки. В некоторых странах такие ГСМ полностью относят к классу синтетических. Отчасти это верно, поскольку процесс производства HC масел, в основе которых нефть, а значит, минеральное сырье, больше похож на нефтехимический синтез, но со своими техническими нюансами.
Товар по теме:
HC — синтетическое моторное масло A3/B4 Suprotec Comfort 5W-30 4л, 1л
HC — синтетическое моторное масло на комплексной базе Suprotec Comfort 5W-30 4л
Что такое HC синтетическое масло?
Аббревиатура HC дословно расшифровывается и переводится с английского, как Hydro – «водород» и Cracking – «расщепление». Гидрокрекинг – это расщепление высокомолекулярных углеводородов сырой нефти на более мелкие соединения с замещением образовавшихся молекулярных пустот атомами водорода.
Технология гидрокрекингового синтеза горюче-смазочных материалов была разработана еще во второй половине прошлого века, но массовое производство синтетических HC моторных масел началось сравнительно недавно, поскольку до этого необходимо было избавиться от массы недостатков гидрокрекинговых смазок. При этом остались и главные преимущества, среди которых сравнительно невысокая цена.
Использование современного комплекса присадок в сочетании с комбинированным составом основы, включающей ПАО и эстеры, позволило добиться от HC синтетических масел высоких технико-эксплуатационных характеристик даже в сложных условиях работы автомобилей.
Вязкость и температурный режим эксплуатации – два основных критерия выбора моторного масла в зависимости от типа машины и условий ее эксплуатации. Крекинговая HC синтетика с пакетом точно подобранных присадок позволила существенно расширить диапазон рабочих температур как в отрицательную, так и в положительную сторону, а также улучшить моющие, охлаждающие и антифрикционные характеристики при неизменно низкой стоимости моторного масла на основе гидрокрекингового (HC) синтеза.
Состав синтетических HC масел
В чистом виде гидрокрекинговые горюче-смазочные материалы практически не используют, поскольку они не отвечают современным требованиям эксплуатации автомобилей и спецтехники. Для компенсации таких недостатков производители HC синтетических моторных масел используют комбинированную основу, соотношение главных компонентов в которой следующее:
- гидрокрекинговое (HC) масло – более 70%;
- ПАО-масла – около 20%;
- эстеры – около 7%.
Такой состав в сочетании с присадками позволяет добиться образования стабильной смазывающей пленки, повысить текучесть и прокачиваемость моторного масла, улучшить моющие и охлаждающие свойства, а также расширить диапазон температур в обе стороны и продлить срок службы ГСМ. При таких преимуществах цена синтетических HC моторных масел существенно ниже классической синтетики.
Гидрокрекинговое моторное масло
Гидрокрекинговые (HC) масла назвать синтетикой можно лишь формально, поскольку при синтезе происходит укрупнение молекул сложных углеводородов, а при гидрокрекинге все происходит наоборот. Однако и минеральными такие ГСМ также трудно назвать, ведь в их составе видоизменные модифицированные молекулы углеводородов.
Процесс гидрокрекинга состоит из трех основных этапов:
- очистка от парафинов, ощутимо повышающая морозостойкость готового моторного синтетического HC масла;
- водородная модификация, существенно повышающая стойкость масляной основы к окислению;
- гидрокрекинг – расщепление крупномолекулярных соединений нефти и удаление вредных примесей, включая серу и азот;
- гидрофинишинг – насыщение молекулами водорода.
На выходе такое масло уже существенно отличается от классического минерального, но пока еще не соответствует синтетическому. Именно поэтому гидрокрекинговые ГСМ выделяют в отдельную категорию и часто так и называют – HC синтетика.
ПАО-масла
Полиальфаолефиновые масла – это и есть классическая синтетика, которая производится путем нефтехимического синтеза из попутных нефтяных газов, в первую очередь из этилена. Преимущество синтетических ПАО-масел в способности работать в экстремальных эксплуатационных условиях, от чего применяли изначально их только в авиации, а для рядовых автовладельцев они были слишком дорогими.
Кроме высокой стоимости и длительного срока службы, синтетические моторные масла на основе ПАО имели и другие недостатки:
- плохая растворимость присадок;
- низкая поляризация (налипание на детали).
Использование ПАО в составе синтетических HC масел позволило взаимно исключить недостатки двух видов масляной основы.
Эстеры
Сложные эфиры или эстеры – это соединения жирных кислот со спиртами. В качестве сырья в основном используют растительные масла. В большинстве случаев для производства эстеров применяют рапсовое масло.
Основное назначение сложных эфиров в составе синтетических HC моторных масел – повышение поляризации (молекулярного налипания на поверхности металлических деталей). С помощью эстеров масляная пленка, образованная HC синтетикой, становится более стабильной вне зависимости от режимов работы двигателя. Кроме того, с помощью сложных эфиров корректируют вязкость и улучшают моющие свойства.
Характеристики и особенности специального состава моторных синтетических HC масел
Зная перечисленные выше свойства каждого из видов масляной основы, можно суммировать общие технико-эксплуатационные характеристики готового синтетического гидрокрекингового (HC) масла.
Эксплуатационные характеристики
Гидрокрекинг позволяет максимально очистить минеральную (нефтяную) масляную основу от парафинов, существенно расширив диапазон рабочих температур в отрицательную сторону до -30. -45°С. Это позволяет использовать HC синтетику зимой в условиях сильных морозов в северных регионах России.
Технология гидрокрекинга также позволяет избавить моторное HC масло от вредных сернистых и азотистых примесей, а также смоделировать достаточно предсказуемые характеристики ГСМ относительно его вязкости. В результате индекс вязкости готового синтетического HC масла очень высокий – VHVI (very high viscosity index). Это дает возможность сохранять требуемый автопроизводителем уровень вязкости даже при достижении крайне высоких температур.
В сравнении с полностью синтетическими моторными маслами гидрокрекинговая (HC) синтетика имеет несколько меньший эксплуатационный ресурс – межсервисный период замены. Это связано с тем, что после крекинга в общей массе модифицированной масляной основы остается некоторое количество разнообразных по строению углеводородов, которые по-разному ведут себя при работе двигателя.
Такая неоднородная реакция на одни и те же эксплуатационные условия приводит к угару, окислению и термодеструктивным процессам, а также к снижению стабильности масляной пленки. Минимизируют подобные недостатки моторных HC масел с помощью добавления синтетических ПАО-масел, эстеров и присадок.
Прочность масляной пленки, образованной синтетическими ПАО-маслами в 3-4 раза выше, чем у чистого HC масла. Это объясняется тем, что в полиальфаолефинах нечему окисляться, испаряться и распадаться. Всего пятая часть синтетических ПАО от общей массы моторного HC масла дает возможность в разы увеличить стабильность защитной пленки и продлить срок службы ГСМ без существенного его удорожания.
Улучшение смазывающих свойств и повышение стабильности пленки на деталях мотора обеспечивают также и наличием эстеров, которые буквально в 10 раз повышают «прилипаемость» синтетического HC масла.
Моющие свойства
Моторное масло выполняет не только антифрикционные, противоизносные, антикоррозионные и охлаждающие, но и моющие функции. Для безупречной работы мотора необходимо своевременное удаление продуктов износа и горения, включая сажу, шлам и кокс. При этом масло не должно позволять этим твердым частицам выпадать в осадок.
Синтетические HC масла отлично справляются с моющей функцией и предотвращают образование осадка из продуктов угара и износа деталей двигателя. Обеспечивают это в основном благодаря наличию эстеров. Сложные эфиры ввиду своей способности к поляризации удерживают микрочастицы грязи, буквально растягивая их друг от друга и предотвращая тем самым их слипание.
Наличие в HC-синтетике ПАО-масел и эстеров, практически не подверженных окислительным процессам, позволяет сохранять щелочное число синтетического гидрокрекингового моторного масла на уровне не менее 50% даже после пробега автомобиля в 10 тыс. км.
Триботехнические свойства
Довольно часто проблеме защиты деталей двигателя внутреннего сгорания от износа уделяется сравнительно мало внимания при описании технико-эксплуатационных характеристик моторных масел. Однако это одно из важнейших свойств ГСМ. Моторное масло должно не только снижать силу трения для повышения КПД мотора, но и предотвращать деструктивное воздействие друг на друга двух сопряженных деталей.
Лабораторные и полевые испытания HC синтетики показали снижение на четверть количества металла в моторном масле в сравнении с аналогичными по техническим характеристикам ГСМ. Достичь этого удалось благодаря наличию синтетических ПАО-масел и эстеров в сочетании с очищенным и модифицированным гидрокрекинговым маслом и присадками.
Дополнительно усилить триботехнические свойства синтетических HC масел можно специальной присадкой – трибосоставом. По своей сути это даже не присадка, поскольку триботехнический состав не меняет химических и физико-механических свойств ГСМ. Микроскопические частицы металла величиной всего в 3 мкм оказывают на поврежденные поверхности деталей двигателя буквально заживляющее действие.
Диффузионное взаимодействие металла цилиндров, поршней и других деталей мотора с микроскопическими металлическими частицами трибосостава «заживляет» мелкие царапины и сколы. В итоге использование синтетического HC масла с добавлением трибосостава позволяет не только продлить межсервисный период эксплуатации двигателя, но и восстановить места износа на его цилиндропоршневой группе.
Где применяются синтетические HC масла?
Легковые и грузовые автомобили, а также спецтехника различного назначения – основная сфера применения HC синтетики в рамках рекомендованных конкретным автопроизводителем технических характеристик моторного масла. При этом широкий диапазон климатических условий позволяет использовать HC синтетические моторные масла практически во всех регионах РФ – от жаркого юга, до крайнего севера.
Одно из преимуществ синтетических гидрокрекинговых (HC) масел – низкая цена. В сочетании с достойными техническими характеристиками это делает HC-синтетику незаменимой для автомобилей среднего и эконом-класса как с бензиновым, так и с дизельным двигателем внутреннего сгорания.
Для каких авто используют HC-синтетику от СУПРОТЕК?
Российская компания СУПРОТЕК выпустила на отечественный рынок автомобильных ГСМ современное синтетическое HC моторное масло Suprotec Comfort, включающее в себя гидрокрекинговую масляную основу высокой степени очистки, ПАО и эстеры в сочетании с присадками ведущих европейский производителей.
Синтетическое моторное масло Suprotec Comfort соответствует международным стандартам в классификации зимних автомобильных ГСМ:
- SAE – 5W-40 и 5W-30:
- ACEA – A3/B4;
- API – SN/CF.