Реактивное топливо

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

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

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

Скорость коррозии, ………0,75     1,25      2,10      4,90    4,90

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

 

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

Соединения натрия могут  попадать в топливо вследствие недостаточной промывки его водой после щелочной очистки, применяемой в отдельных случаях для снижения кислотности топлива или удаления из него сероводорода. Присутствие соединений ванадия возможно в топливах, полученных прямой перегонкой нефти; соединения молибдена, а также кобальта, никеля и цинка могут попасть в реактивные топлива, прошедшие обработку в присутствии катализаторов, содержащих эти элементы. В комплексе методов квалификационной оценки реактивных топлив предусмотрено спектральное определение перечисленных элементов и установлено предельно допустимое их содержание (не более 10 ⁵ %).

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

 

 

Противоизносные свойства

 

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

Повышенный износ деталей  топливных насосов-регуляторов (качающего  узла и регулирующей части) увеличивает  зазор в прецизионных парах и приводит к утечке топлива через зазоры, при этом снижается подача насосов и изменяется режим работы двигателя. Износ сфер плунжеров топливных насосов-регуляторов плунжерного типа, установленных на двигателях большинства типов самолетов, — наиболее характерный дефект. Поверхность сфер срабатывается вплоть до образования заусенцев на краях поверхности плунжера и скалываний. Чрезмерный износ сфер плунжеров приводит к снижению максимальной подачи насоса, неравномерности подачи топлива и дополнительным нагрузкам, сокращающим срок службы насоса-регулятора.

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

Противоизносные свойства предусмотрено  контролировать комплексом методов квалификационной оценки.

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

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

Вязкость реактивных топлив в пределах 1,26-1,98 мм²/с (при 20 °С) практически не влияет на их противоизносные свойства, при вязкости менее 1,26 мм²/с (при 20 °С) противоизносные свойства топлива заметно ухудшаются.

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

3. Влияние гидроочистки топлив на их противоизносные свойства (по междуведомственному методу):

 

Номер образца топлива	Износ плунжера, мм	Вязкость, мм2/с _	Объемная доля, %
			углеводородов			меркаптанов	серы общей
			нафтеновых	парафиновых	аромтических
			ТопливоТС-1
1	0,47	1,39	28,3	57,3	14,4	0.0010	0,080
2	0,43	1,34	40,8	43,3	15,9	0,0023	0,038
3	0,44	1,38	39,1	45,9	15,0	0,0030	0,060
4	0,43	1,34	46,9	41,6	11,5	0,0060	0,020
		Топливо ТС-1 гидроочищ.
1	0,76	1,27	21,7	56,3	16,0	0,0002	0,001
2	0,57	1,32	-	-	-	0,0002	0,001

 

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

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

С увеличением высоты полета массовое содержание растворенного кислорода снижается, и противоизносные свойства топлив улучшаются.

 

4. Результаты испытаний топлив

 

Показатели	Т-7	Т-7 азотированное
Содержание кислорода, %(об.)	4,4	1,0-1,4	0,4-0,6
Износ плунжера, мм	0,76	0,49	0,15
Износ наклонной шайбы, мм	0,17	0,17	0,025

 

Однако в мировой практике эффективное улучшение противоизносных свойств топлив достигается применением специальных присадок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

 

1. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др.; Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Издательский центр "Техинформ", 1999. -596 с.
2. Авиационные, топлива, масла и жидкости. Пособие для школ пилотов и авиатехников ГВФ, А.Г Дантов, Редакционно-издательский отдел аэрофлота, 1997-78с.
3. Химия и технология компонентов жидкого ракетного топлива. Большаков Г., Издательство    «Химия» 1998-320с