Способ определения старения резины в реактивном топливе

Яомс Ф.ф ОПИС =Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистицеских Республик, Кл.01 К 34 3/ 4 осудоротоониии комитетСооото Министроо СССРоо долам изооротвнийи открытий(45) Дата опубликовани исании 10.08.7 вторыаобретеии(71) Заявитель 4) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАРЕНИЯ РЕЗИН В РЕАКТИВНОМ ТОПЛИВЕзобретен симальазы пытаний авиацио бинных двигател с резин гехнич применяемыми в оп редел яют а образцов,ами известных сп ат ных объектах пытания на н ур ( двигателях,насосах) является чрезвы ьайно высокаястоимость и продолжительность испытаниящ (сотни часов), большие количества топлива,необходимого дпя испытания (сотни к тысячи тонн).Недостатком испытания резин в авиатоплвах является отсутствие корреляции мек 15 ду результатами испъпаний и опытом экоплуатации при применении гпдроочишенньтхи гидрированных топлив, а также большойрасход топлив,Бель изобретения состоит в упрошении20 способа, в сокращении расхода топлива ивремени проведения испытаний, Эта цельдостигается тем, что образец рсзины последовательно выдерживают 3-5 час в царафиновом углеводороде С,. - С прн теь:25 пературе 140-150 С в нейтральной атмос относится к технике иснных топлив для газотурей на совместимость ихескими изделиями (РТИ),топливных насосах,Известно несколько способов испытания авиатоплив на совместимость с РТИ топливных насосов: испытания на авиадвигателях, испытания на топливных насосах на ресурс с имитацией условий работы насоса на двигателе (по режимам и температурам) лабораторные испытания по определению стойкости резин в топливах и маслах 1.Методики лабораторных испытаний заключаются в выдерживании стандартных образцов резины в топливах в металлических контейнерах. Время испытания выбирается равным реальному, времени работы топливных насосов. Температурные режимы либо соответствуют реальным в топливных системах, либо определяются по техническим условиям на резины. Соотношение аизтопливо:воздухне лимитировано, и, как правило, топливо заливается в контейнеры в таком количестве, чтобы м исключить наличие воздушнойПосле испытания в топлив изико-механические своиств резины, Недостатк особов ио, При контакте резины с топливом в последнем должны протекать термоокислительные процессы достаточно интенсивно, что обеспечивается наличием в системе достаточного количества кислорода, соот ветствующими температурами процесса и временем его протекания.2. Как показали эксперименты, увеличение объема воздуха по сравнению с укаэанным выше в соотношениях фаз, существенно пе влияет на глубину и интенсивность термоокисления, уменьшение объема воздуха сняжает глубину окисления и, следвательно чувствительность метода,Соотношение фаз: топливо: воздух менее1; 5 нежелательно по соображениям размеров испытательных приборов,о3, При температурах ниже 130 С термоокисление (генерация радикалов) протекает весьма медленно и при реальномвремени проведения опыта (несколько часов)способ становится нечувствительным,оПри температурах выше 150 С окисление протекает чрезвычайно быстро, времягенерации и жизни радикалов в объеме топлива значительно меньше реального времени проведения эксперимента. Если учесть,что лимитирующей стадией старения резиныв этих условиях является диффузия радикалов к поверхности резины, скорость которой незначительно зависит от температуры,то, очевидно, чувствительность метода приотемпературе выше 150 С также понижается. Кроме того, при температуре вышео150 С происходит неконтропируемое окисление топлива в паровой фазе. Температураовыше 150 С нежелательна также из-за возможной термодеструкций резин.Указанный интервал температур примерно соответствует реальным температурамв топливных насосах газотурбинных двигателей. В результате более высоких концентраций кислорода в условиях испытаний(2,5 - 5 объема воздуха, что составляетв пересчете на кислород 0,6 объема на1 объем топлива), по сравнению с концентрацией кислорода в реальных топливныхсистемах (растворимость кислорода 0,04объема на 1 объем топлива), интенсифицируются окислительпые процессы в топливе, что и обеспечивает дирференциациютоплив по своей агрессивности в отношении резин ГТД эа время 4-5 час.Определение старения резин, применяемых в топливных насосах газотурбинныхдвигателей, в реактивных топливах проводили в приборе, показанном на чертеже,Прибор представляет собой металлический термостат 1 с четырьмя гнездами длягерметически закрывающихся стальныхбомб 2 объемом 450 см каждая, снабженных устройством 3 для обескислороживанияпарафинового углеводорода и создания атмосферы нейтрального газа и манометром4 дпя контроля за герметичностью, В бомбы помещают стек,янные стаканы 5, вкоторые заливают либо парафиновый углеводород, либо испытуемое топливо и подвешивают резиновые образцы 6 на металлических держателях 7. Постояшгаяемпература в термостате поддерживается с точ 5611376окостью+ 2 С при помощи контактного тер.мометра 8 и контролируется ртутным термометром 9,На первои стадии резиновые лопаткаовыдерживают при температуре 150 С в те-,чение 4 час в обескислороженном продувкойазотом парафиновом углеводороде - цетане. В каждый стеклянный стакан заливаютпо 200 см цетана и помешают в цетан потри резиновые лопатки. На второй стадии 1 Ообработанкые в цетвне образцы резин выдерживают в испытуемом топливе в течениео4 час при температурах 130-150 С. Количество заливаемого в карый стакантоплива составляет 150 см, в топливо пмешают по две резиновые лопатки. В надтопливном пространстве присутствует воэдухфПосле испытания в топливе определяютпределы прочности образцов резины по20ГОСТ 270-64,Испытания проводят в стандартныхреактивных топливах, различных по химическому составу и технологии производстве,Х, Топлива гидроочищенные,Т- два образца: один поучен глубокой гидроочисткой прямогоннто топливаТС, другой (ГОСТ 12308-бб- гидроочисткой в более мягких условиях, чс,мусловия очистки первого образца,РТ (ТУ 38-101365-73) - двв сбразца.Смесевое топливо, состоящее из 80%гидроочищенного и 10% прямогонного компонентов.П Топлива гидрироввнные,Т(ГОСТ 12308-66) - два образца:один после двухлетнего хранения, другойсьежеприготовленный."Нафтил" (МРТУ И 38-1-244-66) дваобразца; один образец - свежеприготовленный, другой - со сроком хранения 3,5 года.Топливо ТН опытное, попученное гидрокрекингом,Топливо ТСпрямогокное (ГОСТ10227-62).Данные об изменении пределов прочности резины марки ИРПпосле испытания при различных температурах в указанных топливах приведены в табл, 1. До50испытания прочность резин нв разрыв равна 90-98 кг/см, относительное удлинение2110- 150%,Из табл. 1. следует, что уже при температуре 130 С наблюдается дифференциациятоплив по агрессивности в отношении ре 55 оэин, С увеличением температуры до 150 Счувствительность способа повышается.В табл. 2 приведены данные об камерении пределов прочности резины в испытуемом топливе в зависимости от соотношенияфаз топливо: воздух. Опыты проводят вописанном выше приборе, Температура исс, пьтания в.топливах Х 50 С, время испытания4 чвс,Из табл. 2 следует, что чувствительностьспособа существенно не меняется от увеличещя воздушной фазы в пределах соотношения фаэ топливо: воздух 1;3-1:5 и резкоснижается при соотношении объемов фаз3:1В табл. 3 приведены данные о пределахпрочности резины нв основе китрильногои фторсиликонового каучуков после испыотания в топливах при температуре 150 Св течение 4 час при соотношении фвз топливо: воздух 1;3. До испытаний резины наоснове нитрильного каучука сопротивление2разрыву равно 90-98 кг/см, относительное удлинение 110-150%, в резины ка ос, нове фторсиликонового каучука - 140 кг/сми 160% соответственно,Из данных приведенных в табл. 3, сле-дует, что предлагаемый способ позволяетдифференцировать резины различных марокпо стойкости их к старению в агрессивныхтопливах,В табл. 4 приведены результаты испытания образцов резин в реактивных топливах предлагаемым способом и ресурс реэико-технических изделий топливных насосовПД при работе на этих топливах.Результаты испытаний образцов резинпредлагаемым способом хорошо коррелируются с опытом эксплуатации ввквционкой техники, Способ позволяет дифференцировать реактивные топлива по агрессивному воздействию их на резины, испопьзуемые в топливных насосах, а также резины различных марок по склонности кстарению в реактивных топливах, Применение предлагаемого способа в промышленности дает воэможность исключить вэксплуатации авиатехники применение топлив, агрессивных в отношении резин, атакже будет способствовать внедрениюрезин, устойчиво работающих в этих ттливах. Способ прост в осуществлечии, кетребует сложного оборудования, позволяетсократить расход топлива и время проведения испытаний.Топливо нитрильног о относительное сопротивление удлинение, разрыву % кг/см 205 96 213 105 76 120 сопротивление разрыву, кг/см Тобразец 1 22 Тобразец 1 37ТСсмесевое 60 Резина на основе каучука Табл ица 2 относительноеудлинение,Табл ица 4 Топливо Тобразец 1 Температура150 С 20 36 время 4 час 37 соотношение ТС: 76 ) 200125 2000-5000 смесевоепрямогонное топливо;воздух 1: 3 ф НафтилфТ-б образец 1РТ образец 1 формула изобретения Способ определения старения резины в реактивном топливе, состоящий в выдержке образца резины в топливе с последующим определением пределов прочности образцов, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что с целью упрощении способа, сокращения расхода топлива и времени проведения испытаний, образец резины после" 100 100-150 35030довательно выдерживают в течение 3-5 час.в парафиновом углеводороде С- С в нейтральной атмосфере и в испытуемом топливе при температуре 130-150 С и объемном соотношении фаз топливо; воздух, равном 14,5-5),Источники информации, принятые во вШРмание при экспертизе; 1. ГОСТ 11586-65 - прототип.Составитель Н. КомароваРедактор Л. Ушакова Техреду. Луговая Корректор В. ГаласЗаказ 1565/149 Тираж 11 01 П одписное0 НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4