Materjaliõpetus
Materjaliõpetus
Materjaliõpetus
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Tln Lasnamäe Mehaanikakool<br />
<strong>Materjaliõpetus</strong><br />
Konspekt autotehnikutele<br />
Koostaja Mati Urve<br />
2009
Teemad<br />
1. Materjalide omadused,<br />
2. Terased,<br />
3. Malmid,<br />
4. Magnetmaterjalid,<br />
5. Metallide termiline töötlemine<br />
6. Vask ja vasesulamid,<br />
7. Alumiinium ja alumiiniumisulamid,<br />
8. Magneesiumisulamid,<br />
9. Titaan ja selle sulamid,<br />
10. Laagriliuasulamid ,<br />
11. Kermised,<br />
12. Metallide korrosioon,<br />
13. Plastid ,<br />
14. Klaas,<br />
15. Värvid,<br />
16. Värvide liigitus,<br />
17. Värvimisviisid,<br />
18. Pindade ettevalmistamine,<br />
19. Metallide konversioonkatted,<br />
20. Metallkatted,<br />
21. Kütuste koostis,<br />
22. Kütuste koostis,<br />
23. Nafta koostis ja kasutamine,<br />
24. Nafta töötlemise viisid,
25. Kütuse põlemine ,<br />
26. Vedelkütuste üldised omadused ja nende kontrollimine,<br />
27. Bensiinid,<br />
28. Petrooleum,<br />
29. Diislikütused,<br />
30. Gaasikütused,<br />
31. Hõõrdumine ja kulumine,<br />
32. Määrdeainete liigitus,<br />
33. Õlid,<br />
34. Õlide omadused,<br />
35. Mootoriõlid,<br />
36. Õli vananemine ja vahetamine,<br />
37. Jõuülekandeõlid,<br />
38. Tööstusõlid,<br />
39. Muud õlid,<br />
40. Plastsed määrded,<br />
41. Kaitsemäärded,<br />
42. Kõvad määrded,<br />
43. Jahutusvedelikud,<br />
44. Jahutusvedelikud,<br />
45. Pidurivedelikud,<br />
46. Konserveerimisvedelikud,<br />
47. Lõike- ja jahutusvedelikud,<br />
48. Abrasiivmaterjalid,<br />
49. Tuleohutuse alused
Materjalide omadused<br />
Materjali tihedus. Tiheduseks nim antud materjali massi ruumalaühiku kohta.<br />
ρ = m / V (kG/m³) ;<br />
• raud ρ = 7870 kG/m³,<br />
• vask ρ = 8960 kG/m³,<br />
• alumiinium ρ = 2700 kG/m³,<br />
• plii ρ = 11340 kG/m³,<br />
• elavhõbe = 13520 kG/m³<br />
• titaan ρ = 4500 kG/m³ ;<br />
• tina ρ = 7300 kG/m³ ;<br />
• volfram ρ = 19300 kG/m³.<br />
Materjali sulamistemperatuur. Sulamis temperatuuriks nim niisugust temperatuuri, mille juures<br />
materjal muutub tahkest olekust vedelaks.<br />
• volfram = 3410ºC,<br />
• raud = 1539ºC;<br />
• vask = 1083ºC;<br />
• alumiinium = 660ºC;<br />
• titaan = 1665ºC ;<br />
• tina = 220ºC;<br />
• plii = 327ºC;<br />
• plastid = 60….200ºC ;<br />
• alumiiniumoksiid = 2050ºC;<br />
• elavhõbe = - 40ºC.<br />
Elektrijuhtivus. Elektrijuhtivuseks nim omadust elektrit juhtida. Selleks, et määrata materjali<br />
elektrijuhtivust peab teadma eritakistust. Materjali eritakistust määratakse 1m pikkuse ja 1mm²<br />
ristlõikepindalaga materjali varval oomides.<br />
Soojusjuhtivus. Soojusjuhtivuseks nim materjali omadust soojust üle anda kõrgema temperatuuriga<br />
piirkonnast madalama temperatuuriga piirkonnale. Soojusjuhtivuse ühik on vatti meetri ja Kelvini<br />
kohta [ W / (m K) ].<br />
Soojusväsimus. On omadus, mis seisneb materjalide purunemises korduvate temperatuuripingete
toimel. Seda nähtust tuleb arvestada vahelduva soojusrežiimi tingimustes töötavate seadmete<br />
detailide juures.<br />
Värvus. Metalle jaotatakse mustadeks(rauaühendid) ja värvilisteks metallideks.<br />
Kõvadus. Nimetatakse materjali omadust vastupanna teistele temasse tungivatele materjalidele.<br />
Brinelli meetod, mis kasutab kõvaduse määramiseks kolme karastatud teraskuuli läbimõõduga 10,<br />
5, 2,5 mm. Kõvaduse määramiseks surutakse kuul pressi abil materjalisse, seejärel arvutatakse<br />
tekkinud jälje pindala ja kõvadus.<br />
Rocwelli kõvaduse katse. Siin kasutatakse kõvaduse määramiseks teemantkoonust tipunurgaga<br />
120 kraadi. Ning karastatud teraskuuli läbimõõduga 1,50mm.Survepressi varustas Rockwell<br />
indikaatoriga millel oli kaks skaalat. Must C skaala ja punane B skaala. Kui mõõdetakse karastatud<br />
detaile siis kasutatakse teemant koonust survejõud on 150kg ning kõvadust loetakse indikaatori<br />
mustalt skaalalt. Ja tähistatakse HRC 62.Kui katsetatakse karastamata materjali siis kasutatakse<br />
teraskuuli ja survejõud on 100kg. Kõvaduse arv loetakse indikaatori punaselt skaalalt ja tähistatakse<br />
HRB 54 (H – kõvadus, R – Rockwell, B ja C skaalad).Kui katsetatakse õhukese karastusega<br />
pinnakihti siis kasutatakse teemantkoonust aga survejõud on 60kg. Kõvaduse arv loetakse<br />
indikaatori mustalt skaalalt kuid tähistatakse HRA7.<br />
Vikersi kõvaduse määramise meetod. Selle meetodi juures kasutatakse otsikuna 4 tahkset teemant<br />
püramiidi. Survejõud kõigub 5 - 100kg`ni. Materjali kõvadus leitakse Vikersi meetodil järgmiselt.<br />
Mõõdetakse püramiidi jälje diagonaalid. Arvutatakse nende abil rombi pindala, kõvadus leitakse<br />
(HV = P/S [kg/mm²][N/mm²])<br />
Tugevus. Selleks nim materjali omadust vastupanna pidevalt mõjutavale jõule. Olenevalt<br />
deformeeriva jõu suunast võime liigitada järgmisi tugevusi: tõmbe-, surve-, pained-, väände- ja<br />
nihketugevus.<br />
Tõmbekatse tehakse selleks, et määrata materjali tõmbetugevust. Kaasaegsed tõmbemasinad<br />
joonistavad välja tõmbe diagrammi, mis iseloomustab jõu ja pikenemise suhet.<br />
Proportsionaalsuspiir on kuni selle jõuni, kus toimub mõjuva jõu ja pikenemise vahel<br />
proportsionaalne ehk võrdeline suhe. Tähis P pe<br />
Elastsuspiir on selle jõuni, kus venitatud katsekeha taastab oma esialgse pikkuse, kui jõud maha<br />
võtta. Tähis Pe
Voolavuspiir on jõuni, kus toimub materjali intensiivne pikenemine, kusjuures jõu juurdekasv on<br />
suhteliselt väike. Tähis PT<br />
Tugevuspiir on selle jõuni, kus venitatud katsekehal tekib mingis kohas ahenemine (kaelakoht),<br />
millest toimub edasine pikenemine kuni katkemiseni jõud seejuures ei suurene.Erinevate ja suurte<br />
süsiniku sisaldusega teraste tõmbediagrammis on erinevus selles, et neis ei esine voolavuspiiri.<br />
Voolavuspiiriks loetakse seda jõudu mis on tekitanud katsekehas jääva deformatsiooni suurusega<br />
0,2% seda piiri tähistatakse Po2. Tõmbekatse abil on võimalik määrata materjali plastsust. Plastsust<br />
iseloomustatakse kahe teguriga: Suhteline pikenemine d = (l – lo)/l 100 [E100%] l - pikkus peale<br />
katsetust, lo – katse keha pikkus enne katset.<br />
Ristlõikepinna suhteline ahenemine y = (S o -S)/S100[%] tõmbetugevus d = P o /S = kg/mm² =<br />
N/mm² voolavustugevus Gt = P t /S kg/mm².<br />
Materjali sitkuse määramine – seda määratakes löögikatsega pendelvasara abil selleks<br />
valmistatakse proovikeha. Pendelvasar tõstetakse teatud kõrgusele, katsekeha asetatakse tugedele<br />
nii, et lõike soon ühtiks vasara liikumise suunaga. Vasar päästetakse lahti, mis liikudes purustab<br />
katsekeha ja tõuseb veel ülejäänud energia varal teatud kõrgusele – h. Purustamiseks tehtud töö A<br />
leitakse valemiga<br />
A = G * l (H - h)[J] g – vasara kaal; l – pendli pikkus.<br />
Terased<br />
Teraseks nim raua ja süsiniku sulamit milles on süsiniku 2,14%, mangaani 1%, räni 0,4%. (Raua<br />
sulamistemperatuur on 1535 o C ja tihedus 7860 kg/m 3 , süsiniku sulamistemperatuur on 3400 o C)<br />
Keemilise koostise järgi võib teraseid liigitada süsinikterasteks ja legeerterasteks. Kasutusotstarbe<br />
järgi võib teraseid liigitada tööriista ja konstruktsiooniterasteks. Teraseid iseloomustatakse<br />
mehaanikas oluliste näitajatega ja need oleksid: karastuvus, töödeldavus, keevitatavus, tugevus,<br />
kõvadus, sitkus, elastsus, plastilisus jne.<br />
Süsinik konstruktsiooniteras. Süsinik terased jagunevad süsinik konstruktsiooni-terasteks ja<br />
tööriistaterasteks. Konstruktsiooniterased jagunevad tavaterased, kvaliteetterased ja<br />
kõrgekvaliteetterased. Taandamisastme järgi toodetaks tavakonstruktsiooniteraste grupis nii<br />
keevaid, poolrahulike ja rahulike teraseid. Tavateraseid kasutatakse laialt mitte vastutusrikaste<br />
detailide valmistamiseks näi raudbetoondetailides tugevduseks. Nendest terastest ei saa valmistada<br />
detaile, mis vajavad termilist töötlust. Tähistatakse C45, kus C näitab süsinikku ja 45 näitab süsiku
sisaldust sajandik %-tes. Seega süsiniku sisalduson selles terases 0,045%. Kui lisatakse E, siis<br />
näitab see lisandite sisaldust. Näit C45E. Väikese fosfori ja väävli sisaldusega vääristeras.<br />
Kvaliteetsed süsinik konstruktsiooni terased. Kuna terased sisaldavad süsinikku jäätakse<br />
kvaliteetterastel C täht ära. Teras 15-25 on tsementeeritavad terased (terase pinnakihti töödeldakse<br />
süsinikuga). Teras 30-35 valmistatakse keermetatud detaile. Teras 40,45,50 valmistatakse võlle.<br />
Teras 55-60 valmistatakse kulumiskindlaid detaile. Number näitab süsinikusisaldust sajandik %- tes<br />
Automaaditeras. Automaaditeraseks nimetatakse teraseid, mida töödeldakse<br />
automaatmetallilõikepinkidega. Automaaditerases on suurendatud fosfori ja väävli sisaldust. Nende<br />
ainete sisaldus võimaldab töötlemisel saada murdelastu. Seleen ja fosfor parandavad ka<br />
pinnakvaliteeti. Automaaditerastest valmistatakse vähem vastutusrikkaid detaile näiteks kruvid,<br />
poldid, tihvtid jne. Neid teraseid toodetakse külmalt kalibreerimise teel. Toodetaks järgmisi marke<br />
A12,A20,A30,A40,A40C.Arv näitab süsiniku sisaldus sajandik % - tes .<br />
Valuteras. Sellele terasele lisatakse räni, et parandata terase vedelvoolavust. Niisugused terased<br />
täidavad hästi valuvorme .<br />
Süsinik tööriistateras. Toodetakse kvaliteetseid ja kõrgekvaliteetseid süsinik tööriistateraseid.<br />
Erinevus nende vahel seisneb selles, et kõrgekvaliteedilistes terastes on vähendatud väävli ja fosfori<br />
sisaldust. Väävel soodustab punarabedust, fosfor aga sinirabedust. Kvaliteetseid tähistatakse<br />
C7,C,C9,C10,C11,C12,C13.kõrgekvaliteetseid C7A ,A – tuleb lõppu. Arv materjali märgis näitab<br />
süsiniku sisaldust kümnendik protsentides. Süsinik tööriistateraste kuumuskindlus on 250 – 350ºC.<br />
C7,C8,C7A, C8A – neist tehakse meislid vasarad kärnid tornid. C9,C10,C11,C9A,C10A,C11A –<br />
puidutööriistad höövli terad, freesid, saelehed, sirkel.C12,C12A,C13,C13A – viilid ,kaabitsad,<br />
žiletiterad ,tõmbesilmad.<br />
Legeeritud terased. Legeeritud terasteks nim niisugust teraseid, milledesse on lisatud peale<br />
süsiniku, räni, väävli ja fosfori lisatud veel teatav % legeerivaid elemente nagu kroomi, niklit,<br />
mangaani jne. Eristatakse madalalt legeeritud (lisandeid kuni 3%) , keskmiselt legeeritud (lisandeid<br />
3…5%) ja kõrgelt legeeritud (lisandeid üle 5,5%) teraseid.
Legeerivate elementide tähtsus nende teraste omadustele:<br />
• Cr – kroom – suurendab terase tugevust läbikarastatavust ja korrosioonikindlust.<br />
• Ni – nikkel – suurendab terase sitkust tugevust ja korrosioonikindlust.<br />
• Co – koobalt – suurendab materjali magnetilisi omadusi terase tugevust ning muudab terase<br />
peenestruktuurilisust<br />
• Mo – molübdeen – suurendab terase kõvadust ja kulumiskindlust, soodustab peenema<br />
struktuuri tekkimist<br />
• Mn – mangaan – suurendab elastsust kulumiskindlust ja kõvadust<br />
• Si – räni - parandab terase voolavust ,suurendab vastupanu keemilistele reaktiividele,<br />
suurendab elastsust<br />
• W – volfram – suurendab terase kuumuskindlust ja kõvadust<br />
• Ti – titaan – suurendab tugevust ja kuumuskindlust<br />
• Al – alumiinium - suurendab kuumuskindlust vähendab tagiteket ja suurendab<br />
korrosioonikindlust.<br />
Legeeritud vedruterased. Nendele terastele lisatakse mangaani, kroomi ja vanaadiumi. Vedrude<br />
juures on oluline elastsus ja tugevus.<br />
Legeeritud tööriistaterased. Nendele terastele lisatakse kroomi, volframi, vanaadiumi,<br />
molübdeeni, räni, mangaani. Legeeritud tööriistaterased ei ole keevitatavad.<br />
Kiirlõiketeras on kõrgelt legeeritud tööriistateras. Põhiliseks legeerivaks elemendiks on volfram.<br />
Suurendab kiirlõiketerase kuumustugevust 500 …600ºC juures. Volfram moodustab süsinikuga<br />
karbiide, mis on väga kõvad.<br />
Korrosioonikindlad terased on vastupidavad keemilisele ja elektrokeemilisele korrosioonile. Need<br />
terased sisaldavad vähe süsinikku. Korrosioonikindlate terastes põhiliseks legeerivaks elemendiks<br />
on kroom. Veel lisatakse korrosioonikindluse tõstmiseks terastesse niklit, titaani, mangaani. Näiteks<br />
turbokompressorite labades on kroomi ja niklit. Toiduainete tööstuses kasutatakse teraseid , mis<br />
sisaldavad kroomi, niklit, titaani ja mangaani.<br />
Kuumustugevad ja kuumuskindlad terased. Kuumustugevus on vastupidavus koormustele<br />
kõrgel temperatuuril. Kuumustugevad terased, mis töötavad temperatuuril kuni 350ºC on<br />
süsinikterased. DIN EN 1008 järgi P265GH, 10CrMo9-10. 350ºC …500ºC juures kasutatakse<br />
kroomi, molübdeeni, volframi, alumiiniumi ja titaani sisaldusega teraseid. Katelde valmistamisel<br />
kasutatakse madala süsiniku ning koobalti ja titaani sisaldusega teraseid. Kuumuspüsivad terased on
need, millede struktuur ja koostis kõrge temperatuuri juures ei muutu. Sisepõlemismootorite hülsid,<br />
vedrud, puksid, tõukurid, pihustite nõelad ja teised keeruka kujuga kuumust taluvad detailid<br />
valmistatakse terastes, mis sisaldavad kroomi, molübdeeni, alumiiniumi, vanaadiumi.<br />
Külmakindlad terased X7Ni8 , P275NL1; Roostevaba terased X5CrNi18-10; X6CrNiTi18-10<br />
Malmid<br />
Malm on raua ja süsiniku(2,14…6,7%) sulam. Süsinik on malmis keemilise ühendina moodustades<br />
rauaga tsementiite või vabas olekus grafiidina.<br />
Sõltuvalt süsiniku olekust jaotatakse malmid järgmiselt:<br />
Valgemalm – selles malmis on kogu süsinik rauaga seotud tsementiidi kujul. Valgemalm on väga<br />
habras ja kõva ega ole lõiketöödeldav. Sellest malmist toodetakse tempermalmi. Diiselmootorite<br />
hülssside sisepind muudetakse valgemalmiks, et suurendada nende kulumiskindlust.<br />
Hallmalm – selles malmis esineb süsinik grafiidina lehe või lille kujuliselt. Hallmalmi<br />
markeeritakse Cy4,Cy20,Cy45 kus arv malmi margis iseloomustab tõmbetugevust. Hallist malmist<br />
valmistatakse detaile valamise teel. Hallmalmi ei saa sepistada. Keevitada saab aga halvasti.<br />
Lõiketöötlemisel tekib palju metallitolmu.<br />
Kõrgtugevmalm – Kui hallmalmile lisada alumiiniumi või magneesiumi, siis tekivad<br />
kristalliseerumise tsentrid ning grafiit omab keeruka kuju. Niisugusel malmil on suur tugevus.<br />
Kõrgtugevast malmist võib valada väntvõlle, nukkvõlle, hammasrattaid jne.<br />
Tempermalm – kui valgest malmist valandeid kuumutada, siis valges malmis olev süsinik muutub<br />
perajaks grafiidiks. Kui kuumutamine toimub liiva sees, siis tempermalmi murdepind on valge. Kui<br />
aga pannakse musta rauaoksiidipurusse, siis saadakse must murdepind. Tempermalmist<br />
valmistatakse sanitaartehnikas kasutatavaid ühendusdetaile ja masinate keresid.<br />
Magnetmaterjalid<br />
Peaaegu kõik magnetmaterjalid sisaldavad rauda (Fe). Magnetmaterjale liigitatakse pehmeteks ja<br />
kõvadeks. Pehmed magnetmaterjalid on suure magnetilise läbitavusega aga nendest ei saa<br />
valmistada püsimagneteid. Pehmed magnetmaterjalid sisaldavad põhiliselt rauda, räni, mangaani.<br />
Elektrotehniline teras sisaldab 4% räni, permalloi sisaldab 50% või isegi rohkem niklit. Pehmetest<br />
magnetmaterjalidest valmistatakse trafode südamikke, elektrimootorite staatoreid- rootoreid,
alalisvoolumasinate ankruid jne. Kõvad magnetmaterjalid magneetuvad tugevasti ja säilitavad<br />
püsimagneti omadused. Tugevad püsimagnetid valmistatakse sulamitest, mis peale raua sisaldavad<br />
8…15% alumiiniumi, 15…30% niklit, 8…12% vaske, 1…24% koobaltit. Kasutatakse ka materjale<br />
mis rauda ei sisalda näiteks koosnevad Mn, Cu ja Si või Cr ja Pt.<br />
Metallide termiline töötlemine<br />
Lõõmutamine. Lõõmutamiseks nim niisugust termilist töötlust kus materjali kuumutatakse<br />
vastavalt süsiniku sisaldusest teatud temperatuurini. Hoitakse sellel temperatuuril kuni materjal on<br />
kogu ristlõike ulatuses kuumenenud ja jahutatakse seejärel koos ahjuga maha. Madalalt legeeritud<br />
terastel jahtumiskiirus 30…50ºC/h. See aitab parandada materjali lõike töödeldavust, ühtlustada<br />
struktuuri, vähendada sisepingeid ja valmistada materjal ette järgmisteks termilisteks töötlusteks.<br />
Normaliseerimine . Normaliseerimisel kuumutatakse materjal sõltuvalt süsiniku sisaldusest.<br />
Jahutamine toimub kiiremini – seisvas õhus. Normaliseerimisel jääb materjal kõvemaks kui<br />
lõõmutamisel. Teised omadused on analoogsed lõõmutatud detailidele.<br />
Karastamine. Karastamiseks nim niisugust termilise töötluse operatsiooni, kus materjali<br />
kuumutatakse vastavalt süsiniku sisaldusest kuni austeniitse struktuuri tekkimiseni. Materjali<br />
hoitakse kõrgel temperatuuril ja jahutatakse kiiresti kuni 240ºC Sellisel temperatuuril tekib austeniit<br />
- martensiitne struktuur. Martensiitse struktuuri saamine on karastamise põhieesmärk. Eriti kiire<br />
peab jahutus olema 600ºC- 500ºC kraadi vahel. Terased karastuvad, kui süsinikku on üle 0,32%.<br />
Jahutuskeskkonnana kasutatakse vette, mille jahutus võime on kõige intensiivsem 18ºC ja 20ºC<br />
vahel. Kiirema jahutuskeskkonna annavad 10% soolalahused, aeglasema aga õli, õhk ja<br />
sulametallid. Karastamine ühes jahutuskeskkonnas - niimoodi karastatakse lihtsa ristlõikepinnaga<br />
süsinikterastest valmistatud detaile.<br />
Karastamine kahes jahutuskeskkonnas . Karastus temperatuurini kuumutatud detail jahutatakse<br />
kiiresti kuni 400ºC-ni ja asetatakse seejärel aeglasemasse jahutuskeskkonda. Niimoodi karastatakse<br />
keeruka ristlõikepinnaga süsinik- ja legeeritud terastest valmistatud detaile.<br />
Karastamine kõrgsagedusvooluga. Karastamiseks kasutatakse tavaliselt kõrgsagedusvoolu mille<br />
sagedus on vahemikus 8000…16000 Hz. Kõrgsagedusvoolul on omadus kulgeda pindamööda.<br />
Seega kuumeneb ainult pinnakihti. Kui seda kiirelt jahutada, siis saadakse nn pindkarastus.<br />
Niimoodi karastatud pind on väga kulumiskindel ja detail töötab hästi painel ja väändel.
Noolutamine. Noolutamine järgneb karastamisele, selleks et anda karastatud detailile tugevus.<br />
Detail kuumutatakse sobiva temperatuurini ja jahutatakse õhu käes. Sõltuvalt kuumutus<br />
temperatuurist jagatakse noolutus järgmiselt.<br />
Madalnoolutus, kuumutustemperatuur on 250ºC. Niimoodi noolutatakse tööriistu, mis ei tööta<br />
löögile (viilid, kaabitsad, hõõritsad).<br />
Keskmine noolutus temp on 300 ...350ºC ja niimoodi noolutatakse tööriistu, mis töötavad<br />
löögilistele koormustele ja detaile, mis töötavad kulumisele.<br />
Kõrgenoolutus temp on 450ºC. Niimoodi noolutatakse detaile, mis töötavad liitpingete olukorras.<br />
Vanandamine. See on protsess, mille juures metastabiilne struktuur läheb üle stabiilseks. Seda võib<br />
teha kahel viisil: loomulikul viisil lasta materjalil seista 1,5…2.a, või kunstlikul viisil, kus peale<br />
karastamist kuumutatakse detaili 150…200ºC ja hoitakse selle temperatuuri juures 8…10 tundi ning<br />
lastakse siis aeglaselt jahtuda, seda protsessi korratakse 2…3 korda.<br />
Tsementeerimine. See on metalli pinnakihi rikastamist süsinikuga. Selleks paigutatakse detailid<br />
teraskasti tsementeerimispulbrisse. Tsementeerimispulber koosneb söest ja kondijahust millesse on<br />
lisatud Na ja Ba karbonaati. Kast suletakse hermeetiliselt. Need pinnad, mis ei vaja tsementeerimist<br />
kaetakse savi või aspestiga. Kast asetatakse ahju mille temperatuur on 870…930ºC.Hoitakse sellisel<br />
temperatuuril 6…8 tundi. Selle aja jooksul tungib süsinik 1,8…2 mm sügavusele pinnakihti ning<br />
süsiniku sisaldus pinnakihis tõuseb 0,8… 1,2%- ni . Tsementeeritud detailid kuuluvad<br />
karastamisele ja noolutusele. Tsementeeritud detailid on hästi kulumiskindlad.<br />
Nitreerimine. Nitreerimiseks nim pindkihi rikastamist lämmastikuga. Nitreeritavad detailid<br />
asetatakse ahju mille temperatuur on 500…600ºC, ahju juhitakse ammoniaaki mis laguneb seal<br />
vesinikuks ja lämmastikuks. Lämmastik difundeerub pinnakihti kiirusega 0,1 mm 10 tunni jooksul.<br />
Vesinik tuleb ahjust kõrvaldada. Nitreerimise põhipuuduseks on see, et hoideaeg ahjus on väga<br />
pikk. Nitreeritud detailid ei vaja termotöötlust säilitavad oma mõõtmed ja on puhtad. Võrreldes<br />
tsementeeritud detailidega on nitreeritud detailid kulumis- ja korrosioonikindlamad. Nitreeritud<br />
detailidel suureneb väsimustugevus.<br />
Tsüaneerimine. See on materjali pinnakihi rikastamine nii süsiniku kui ka lämmastikuga. Selleks<br />
kasutatakse naatriumi ja kaaliumi tsüaanisoolasi. Tsüaanisoolad on väga mürgised sellepärast peab<br />
protsess toimuma hästi ventileeritud ruumides. Tsüaneeritakse madalal 500…600ºC või kõrgel<br />
temperatuuril 830… 850ºC. Madalal temperatuuril tsüaneerimisel rikastub pinnakiht peamiselt
lämmastikuga kõrgel aga süsinikuga. Tsüaneeritud detailid vajavad karastamist ja madalat<br />
noolutamist. Võrreldes tsementeeritud pinnaga on tsüaneeritud pind on kulumiskindlam ja talub<br />
paremini tsüklilist koormust. Tsüaneerimise aeg on 1,5…6 tundi.<br />
Malmi termiline töötlemine. Malmi töötlemise eesmärgiks võib olla sisepingete kaotamine,<br />
süsiniku väljapõletamine, omaduste stabiliseerimine ja parendamine. Valatud detailide jahtumisel<br />
tekkivad neisse sisepinged. Valupingeid saab kaotada vanandamise või lõõmutamisega.<br />
Vanandamine võib kesta 3…24 kuud. Lõõmutatakse 500ºC 3…4 tundi. Malmi kulumiskindlust saab<br />
suurendada karastamisega. Detailid kuumutatakse 800…880ºC ja jahutataks õlis. Seejärel<br />
noolutatakse 300…400ºC. Detailidel peale sellist töötlust säilib kõvaduse kuid kaovad sisepinged.<br />
Vask ja vasesulamid<br />
Vaske toodetakse vaskpüriidist. Toorvasest eraldatakse vask leek- või elektrolüütilise rafineerimise<br />
teel. Elektrolüütilise rafineerimise teel saadav vask on puhas (99,99%). Puhast vaske tähistatakse<br />
keemiliselt Cu . Vase sulamistemperatuur on 1083 o C ja tihedus 8900 kg/m 3 . Masinaehituses<br />
kasutatakse vase sulameid. Tähtsamad vase sulamid on pronks ja messing. Elektrotehnikas on<br />
kasutuses puhas vask. Kui vasele lisada Al või Sb väheneb sulami juhtivus kolm korda.<br />
Pronks on vase sulam tina, plii, alumiiniumi ja teiste elementidega. Pronksid jagunevad<br />
tinapronksideks ja tinavabadeks pronksideks. Pronksid töötlemisviisi järgi jaotatakse survega<br />
töödeldavateks ja valupronksideks. Valupronks sisaldab 77% vaske, 11% alumiiniumi, 6% rauda ja<br />
6% niklit. Pronks on laialdaselt kasutatav laevaehituses, sest ta ei korrodeeru merevees.<br />
Tinapronksid jagunevad kahte rühma: deformeeritavad (tina kuni 5%) ja valatavad (tina üle 5%).<br />
Tinapronksist valmistatakse vee- ja gaasitorustike detaile ning laagriliudasid. Alumiiniumpronks<br />
sulam, milles kuni 10% (Al) alumiiniumi. Heade mehaaniliste omadustega deformeeritav ja valatav.<br />
Peale valmistamist vajab vanandamist.<br />
Ränipronks sisaldab kuni 5% (Si) räni. Väga elastne materjal ja sobib vedrude valmistamiseks.<br />
Berülliumpronks sulam, mis sisaldab 2…3% (Be) berülliumi. Töötlemise käigus vajab karastamist<br />
ja noolutamist. Sobiv kõvadus, tugevus ja elastsus membraanide ja vedrude valmistamiseks. Sama<br />
elastne, kui teras aga korrosioonikindel.<br />
Kroompronks sisaldab kuni 1% (Cr) kroomi. Hea elektrit juhtiv ja kuumakindel materjal.<br />
Kroompronksist valmistatakse elektrimootorite kollektoreid, generaatorite kontaktrõngaid,<br />
keevituselektroode jne, kus vaja kuumakindlust.
Kaadmiumpronks sisaldab 1% (Cd) kaadmiumi ja on pronksidest parim elektrijuht. Kasutatakse<br />
juhtmete valmistamisel.<br />
Messinguks e valgevaseks nim vase ja tsingi(kuni 45%) sulamit. Messing, mis sisaldab vähem kui<br />
10% tsinki kannab nimetust tombak. Mida suurem on messingis tsingi sisaldus seda hapram ta on.<br />
Messingid jaotatakse survega töödeldavaks ja valu messinguks. Valumessing sisaldab näiteks 66%<br />
vaske, 23% tsinki, 6% alumiiniumi, 3% rauda. Alumiiniumi, mangaani, nikli, räni vähene( kuni 1%)<br />
lisamine parendab messingite omandusi. Vase- nikli sulamid jagunevad konstruktiivseks ja<br />
elektrotehniliseks . Kuniaal sisaldab kuni 13% niklit ja kuni 3% alumiiniumit. Temast saab<br />
valmistada suure tugevusega detaile ja elektrotehnilisi tooteid. Tugevuse suurendamiseks tuleb<br />
kuniaali karastada ja vanandada, kusjuures tugevuse annab just vanandamine.<br />
Uushõbe. See sisaldab kuni 30% (Ni) niklit ja 35% (Zn) tsinki ja on heleda värvusega. Uushõbe ei<br />
korrodeeru õhus. Sellest valmistatakse mehaanilise kella detaile, metallraha, söögiriistu.<br />
Melhior .See on vase ja nikli (30%) sulam, mis sisaldab 1% (Mn) piires mangaani ja 0,8% rauda.<br />
Sellel materjalil on suur korrosioonikindlus. Sellest valmistatakse soojusvahetus aparaatide detaile,<br />
nõusid, münte, arstiriistu jne<br />
Konstantaan. See materjal sisaldab kuni 40% niklit ja 2 % piires mangaani. Sellest valmistatakse<br />
küttekehade traati.<br />
Nikeliin. See materjal sisaldab kuni 35% niklit. Sobib takistite valmistamiseks.<br />
Kopell. See sulam sisaldab 43% niklit ja umbes 0,5% mangaani. Sellest valmistatakse termopaare.<br />
Manganiin. See on vase sulam, mis sisaldab 2… 3% niklit ja 11… 13% mangaani. See materjal on<br />
suure elektrilise takistusega, mis vähe sõltub temperatuurist.. Sulamist valmistatakse<br />
elektriseadmete kütteelemente ja elektriseadmete täpisdetaile.<br />
Alumiinium ja alumiiniumisulamid<br />
Alumiiniumi saadakse boksiidist elektrilise rafineerimise teel. Alumiiniumit tähistatakse A999<br />
kõige puhtam, A98, A97 jne. Alumiiniumi sulamistemperatuur on 660 o C ja tihedus 2700 kg/m 3<br />
Puhas alumiinium on plastne ja mitte eriti kõva elektrit ning soojust hästi juhtiv. Masinaehituses<br />
kasutatakse peamiselt alumiiniumisulameid. Sulamite saamiseks lisatakse alumiiniumile kas vaske,<br />
magneesiumi, räni, tsinki, niklit võimangaani.
Aldrei on sulam, mis sisaldab kuni 1% magneesiumi, rauda ja räni. Sobib juhtmete valmistamiseks<br />
sest on puhtast alumiiniumist tugevam ja vasest kergem.<br />
Alumiiniumisulamid jagunevad survega töödeldavateks ja valusulamiteks. Survega töödeldavad<br />
sulamid jagunevad kahte rühma termiliselt mittetöödeldavad ja termiliselt töödeldavad. Esimesse<br />
rühma kuuluvad sulamid mangaaniga(1…1,6%) ja magneesiumiga(2…2,8%). Vase ja alumiiniumi<br />
sulamit nimetatakse duralumiiniumiks.<br />
Duralumiinium on tugev ja sitke materjal. Sisaldab kuni 7% vaske ja kuni 1% magneesiumi,<br />
mangaani ja räni. Omaduste parandamiseks duralumiiniumit karastatakse ja vanandatakse.<br />
Vanandamine võib olla kas loomulik või kunstlik . Vanandamisprotsessis toimub tugevuse ja sitkuse<br />
suurenemine. Väga tugev on sulam, mille koostises on 1,7% vaske, 2,3% magneesiumi ja 0,5%<br />
räni. Seda sulamit karastatakse 465…475ºC juures ja vanandatakse 24 tundi 120…140ºC juures.<br />
Heade mehaaniliste omadustega on sulam, mis koosneb vasest 4,3%, magneesiumist 1,5%,<br />
mangaanist 0,6% ja ränist 0,75%. Valusulamitest on kõige levinumad silumiinid.<br />
Silumiinideks nimetatakse alumiiniumi ja räni (8…14%) sulameid. Sulamitel, milles räni(10…<br />
13%) ja vaske 0,8% või räni(8…10%) magneesiumi 0,3% ja mangaani 0,5%, on head<br />
valuomadused, need sulamid on ka sitked ja korrosioonikindlad.<br />
Magnaalium sisaldab kuni 12% magneesiumi ja kuni 1% mangaani. Magnaalium on on kerge ja<br />
tugev materjal. Hästi keevitatav.<br />
Alumell on nikli ja alumiiniumi sulam milles 2% alumiiniumi, mangaani ja räni. Suure<br />
kuumuskindluse ja elektritakistusega materjal.<br />
Alumiiniumi kasutatakse ka pulbermetallurgias. Alumiiniumpulbri ja Al2O3 ( kuni 22% ) segu<br />
paagutamisel suure rõhu all temperatuuril kuni 500 o C saadakse kerge, tugev, hästi töödeldav ja<br />
kõrge temperatuurikindlusega (kasutatav temperatuuride vahemikus 350…500 o C). Kõik<br />
alumiiniumisulamid kaotavad 300 o C juures oma tugevuse.<br />
Magneesiumisulamid<br />
Magneesiumisulamid on kasutatavatest metallidest kõige kergemad. Magneesiumi tihedus on 1740<br />
kg/m³ ja sulamistemperatuur 650ºC. Magneesiumit keemilise aktiivsuse tõttu masinaehituses puhtal<br />
kujul ei kasutata. Magneesium süttib sulamistemperatuuri juures kergesti ja põleb heleda<br />
silmipimestava leegiga. Magneesiumisulamite peamised legeerivad elemendid on Al, Mn ja Zn.
Magneesiumisulamid on korrosioonikindlamad kuipuhas magneesium.Alumiinium suurendab<br />
sulami kõvadust, tsink suurendab sulami plastsust ning valatavust ja mangaan suurendab sulami<br />
korrosioonikindlust. Valusulamite omadusi saab parandada karastamise ja vanandamisega.<br />
Magneesiumisulamist detailid võivad töötlemisel kergesti süttida ja süttimisohu vähendamiseks<br />
lisatakse sulamitele berülliumi kuni 0,001%.<br />
Titaan ja selle sulamid<br />
Titaan ei ole haruldane metall, kuid seda leidub maakoores väga hajutatult. Kivimites ja savides<br />
leidub titaaniühendeid kuni 1%. Puhtal kuijul titaani looduses ei esine. Puhas titaan on hõbevalge<br />
metall, mille sulamistemperatuur on 1665 o C ja tihedus on 4500 kg/m 3 . Puhas titaan on tugev<br />
võrdlemisi rabe. Treida ja puurida on raske kuid keevitatav. Hõõguvpunasena on sepistatav. Titaan<br />
ja titaanisulamid on korrosioonikindlad, titaanisulamid on kergemini töödeldavad, sitkemad,<br />
lõõmutatavad, karastatavad ja noolutatavad. Titaani ja sulamite pinnale tekib õhu käes TiO2 mis<br />
tugev ja tihe ning kaitseb metalli. Titaani legeeritakse alumiiniumi, vanaadiumi, kroomi,<br />
molübdeeni ja mangaaniga, millede sisaldus sulamis on 2…5%. Titaani ja alumiiniumi sulam, mis<br />
sisaldab 50% alumiiniumi on kerge tugev ja temperatuurile 800 o C vastupidav. Titaani ja nikli<br />
sulamist, milles 50% niklit, saab valmistada vastupidavaid vedrusid. Kuna titaan ei ole mürgine<br />
valmistatakse titaanist ja sulamitest arstiriistu, söömisriistu, toiduainetetööstusele seadmeid jne.<br />
Laagriliuasulamid<br />
Need sulamid peavad hästi vastu hõõrdekulumisele. Laagriliua materjal peab koosnema pehmetest<br />
ja kõvadest mikroosakestest. Kõvad osakesed toetavad võlli ja pehmed osakesed moodustavad õlile<br />
mikrokanalid. Laagriliua materjaliks sobivad babiidid, pronksid, paagutatud raua ja grafiidipulbri<br />
segu ning mittemetallid (tekstoliit, plast , vilk , pressitud puit).<br />
Babiit on materjal, millest valmistatakse liugelaagrite liugpindasid. Selles materjalis on<br />
põhikomponendiks tina ja sinna lisatakse veel pliid, antimoni, vaske, niklit, telluuri. Parimad<br />
babiidid on tinababiidid( 83…89% tina) milles antimoni ja pliid. Babiit laagriliuad on kasutusel<br />
ottomootorites. Raudteevagunite liugelaagri liudade materjal koosneb pliist, kaltsiumist ja<br />
naatriumist. Tina asendatakse liudades telluuri või nikliga ja saadakse häid laagreid. Pliibabiit<br />
sisaldab 78% pliid, 16% tina ja 6% vaske.<br />
Alumiiniumlaagrisulamid. Liugelaagrite liudasid valmistatakse alumiiniumi sulamitest.<br />
Alumiiniumsulamisse lisatakse tina, pliid, vaske, antimoni ja niklit. Võrreldes babiidiga (tina ja plii
sulam) on alumiiniumlaagrisulamil suurem tugevus ja korrosioonikindlus. Puuduseks<br />
alumiiniumlaagrisulamil suur joonpaisumistegur. Alumiiniumlaagrisulam sisaldab 18% tina ja 3%<br />
vaske. Tihti moodustab laagri liua alumiiniumist kere ava, mis tehakse keresse valamise käigus ja<br />
pärast töödeldakse mõõtu.<br />
Tinapronks ja pliipronks. Diiselmootorites kasutatakse laagrimaterjalina põhiliselt tina- ja<br />
pliipronkse. Laagriliuana on levinud on ka fosfori sisaldusega sulamid .<br />
Plii on sinakashall pehme materjal mille tihedus 11340 kG/m³ ja sulamistemperatuur 327˚C. Suur<br />
osa pliid kasutatakse maailmas pliiakud valmistamiseks. Kuna plii on väävelhappekindel<br />
kasutatakse seda väävelhappetööstuses. Plii kaitseb inimest hästi radioaktiivse kiirguse eest, seetõttu<br />
valmistatakse pliist aatomielektrijaamade reaktorite kaitsekiht. Plii ühenditest valmistatakse<br />
värvipigmente n pliivalge, pliimennik jne. Pliisulfiid on hea pooljuhtmaterjal. Plii ja tinaga sulamit<br />
kasutatakse jootmisel. Pliisulameid kasutatakse hea korrosioonikindluse tõttu teraste kaitseks. Pliid<br />
kasutatakse trükitööstuses tähtede materjalina ja jahimehed valavad pliisulamitest kuule ning<br />
haavleid.<br />
Kermised<br />
Kermiseks nimetatakse suure kõvadusega ühendite osakestest pulbermetallurgilisel teel valmistatud<br />
tööriistamaterjale. Kermiste sideainena kasutatakse kõrge sulamistemperatuuriga metalle koobaltit,<br />
niklit, molübdeeni. Sideaine kogus on suurim volframkarbiidis. Oksiid- ja nitriidkermistes metalne<br />
sideaine puudub. Kermised on suure kõvaduse ja kulumiskindlusega. Volframkarbiid kerimised.<br />
Selles on kuni 25% koobaltit ülejäänud volframkarbiidid. Kasutatakse värviliste metallide ja<br />
malmide töötlemisel. Titaankarbiid kerimised. Titaankarbiid kermises on 20% niklit, 80%<br />
titaankarbiid. Tantaal kerimised – Selles on 12% koobaltit, ülejäänud on volframkarbiid. Kuna<br />
metallkarbiidid on kallid kuna volframi varud on ammendatud, siis on viimasel ajal hakatud<br />
kasutama mineraalkermiseid. Nendes kerimistes on põhiliseks komponendiks alumiiniumoksiid.<br />
Alumiiniumoksiidi baasil valmistatud mineraalkeermiste kuumuskindlus on kuni 1200ºC<br />
.Mineraalkermiseid on raske kinnitada. Nende põhiline kinnitamise viis on mehaaniline.<br />
Metallide korrosioon<br />
Korrosiooniks nim metallide ja nende sulamite hävimist ümbritseva keskkonna keemilise,<br />
elektrokeemilise või biokeemilise toime tõttu. Korrosiooni tulemusena metallid purunevad kas<br />
osaliselt või täielikult muutudes kasutamiskõlbmatuteks. Korrosioonile alluvad kõik metallid ja
sulamid ning muutuvad tagasi esialgseteks ühenditeks millest neid saadi. Keemiline korrosioon<br />
esineb siis, kui metallid puutuvad kokku keemiliselt agressiivsete ainetega. Keemiline korrosioon<br />
tekib sisepõlemismootorite detailidel, elektrisoojendite kütteelementidel, summutites, heitgaaside<br />
torustikes jm mitmesugused gaasid. Keemiliselt aktiivsed vedelikud on kõik naftasaadused,<br />
kemikaalide vesilahused, mineraalväetiste lahused, vasksulfaat, propaniidid jms. Samuti tahked<br />
mineraalväetised põhjustavad teraste keemilist korrosiooni. Kaitseks korrosiooni eest kasutatakse<br />
metalseid ja mittemetalseid katteid. Metalsed katted on näiteks tsink, kroom, raud jt , mittemetalsed<br />
katted on värvid, plastid, fosfaadid jt. Elektrokeemiline korrosioon tekib metallidel nende<br />
kokkupuutel voolu juhtivate vedelikega (elektrolüütidega). See korrosioon sarnaneb oma olemuselt<br />
galvaanielemendi protsessiga. Terase pinnal moodustub elektrolüüdiga kokkupuutel<br />
galvaanielement, mille anoodiks on ferriit ja katoodiks süsinik. Anoodi- ja katoodireaktsioonide<br />
tulemusena ferriit lahustub ning moodustab elektrolüüdi ainetega korrosiooniprodukti rooste.<br />
Elektrokeemiline korrosioon tekib õhus, vedelikes ja pinnases. Mullad sisaldavad orgaanilisi<br />
happeid, mis kahjustavad terast, vaske, tsinki, pliid. Väga agressiivsed on leetemullad ja soomullad.<br />
Biokorrosioon tekib bakterite, seente ja vetikate poolt eritatavate ainete toimel. Bakterite<br />
elutegevusest tekkivad orgaanilised happed ja sulfolipiidid kahjustavad isegi roostevabu teraseid.<br />
Bakterid ja seened kahjustavad ka maa sees olevaid torustikke. Kõige parem elukeskkond on<br />
bakteritele ja seentele pinnaveed, muld, turvasmuld, reoveed. Hallitusseened tekitavad metalli<br />
pinnale sidrunhapet ja oblikhapet. Happed põhjustavad omakorda elektrokeemilist ja keemilist<br />
korrosiooni. Biokorrosioon kahjustab põllumajanduses kasutatavat tehnikat ja eriti elektriseadmeid.<br />
Biokorrosioon kahjustab ka ehitiste metallkonstruktsioone, mille tõttu need tehakse tsingitud<br />
konstruktsiooniterastest.<br />
Plastid<br />
Plastideks nimetatakse looduslikke ja sünteetilisi mittemetalseid kõrgmolekulaarseid ühendeid.<br />
Neid suure molekulmassiga keemilisi ühendeid nimetatakse polümeerideks (vaikained).<br />
Polümeeride molekulid koosnevad suurest arvust ühte või mitut tüüpi korduvatest lülidest. Plastidel<br />
on väike tihedus suur korrosioonikindlus, enamikel plastidel on ka suur hõõrdetegur. Plastid on<br />
head dielektrikud, isolaatorid ja heli summutavad omadustega. Plastikud on ka dekoratiivsed<br />
materjalid. Plastidel on väike kuumuspüsivus, soojusjuhtivus ja hügroskoopsus. Plastid vananevad<br />
ja vananedes kaotavad oma omadused. Plastid jaotatakse kas termoreaktiivseteks (reaktoplastid) ja<br />
termoplastseiks. Termoplastidel ei muutu korduval kuumutamisel kuju ega koostis. See on tingitud<br />
sellest, et nendes plastides on molekulivahelised jõud suured. Reaktoplastidel aga muutub<br />
temperatuuri mõjul kuju ja koostis ning kaob plastsus. See on tingitud sellest, et
molekulidevahelised sidemed on nõrgad. Selleks , et saada teatavate omadustega plaste lisatakse<br />
neile lisaaineid so täiteaineid, kõvendeid, plastifikaatoreid, värvaineid, stabilisaatoreid ja<br />
katalüsaatoreid. Täiteained suurendavad plastide tugevust ja muudavad nad odavamaks.<br />
Täiteainetena kasutatakse kas orgaanilisi või anorgaanilisi aineid. Orgaanilistest ainetest on levinud<br />
puidujahu, tselluloos, puuvilla jäätmed, puuvillriie, paber jne. Anorgaanilistest aga grafiit, talk,<br />
kvarts, klaaskiud, klaasriie, vilgupuru. Täiteainete maht plastides on umbes 70% ja enam.<br />
Plastifikaatorid muudavad materjali elastsemaks, parandavad töödeldavust, vähendavad haprust ja<br />
suurendavad valu omadusi. Plastifikaatoritena kasutatakse mitmesuguseid estreid (küllastamata<br />
süsivesikuid), kastoorõli ja veel dilbutüülftalaati. Plastidele lisatakse veel stabilisaatoreid, need<br />
väldivad plasti vananemist. Lisatakse veel katalüsaatoreid, mis kiirendavad plastide<br />
tootmisprotsessi (lubi ja magneesium). Plaste üldiselt ei värvita (värvid nakkuvad plastidega<br />
halvasti) vaid neisse lisatakse värvaineid (roheaine – kroomoksiid, valge - tinaoksiid). Kõvendid<br />
kiirendavad vaigu kõvaks muutumist.<br />
Polüetüleen ( termoplast) on polümeer, mis koosneb ainult vaigust ning on niiskuskinde ja<br />
gaasitihe. See polümeer on poolläbipaistev värvuseta aine, mille sulamistemp. on saamisviisist<br />
olenevalt 105…130ºC. On heade dielektriliste omadustega ning happe ja leelisekindel. Laguneb<br />
kloori ja fluori mõjul. Toodetakse nii kõrg - kui ka madalrõhu polüetüleeni. Nad erinevad üksteisest<br />
tootmistehnoloogia, füüsikaliste ja keemiliste omaduste poolest. Madalrõhu polüetüleenil on<br />
suurem mehaaniline tugevus ja jäikus kui kõrgsurvesurve polüetüleenil. Madalrõhu polüetüleenist<br />
valmistatakse mitmesuguseid torusid ja voolikuid, kaablite isolatsiooni kuid ka raadiote detaile.<br />
Valmistatakse ka mahuteid ja väikestele koormustele töötavaid hammasrattaid. Kõrgrõhu<br />
polüetüleenist valmistatakse pakkematerjale. Füsioloogiliselt kahjutu.<br />
Polüetüleenteraftalaat (polüester) on valge või helebeež läbipaistmatu heade füüsikaliste<br />
omadustega plast, mille sulamistemp 265ºC. Vastupidav benseenide ja hapete suhtes, kuid lahustub<br />
fenoolides. Üle 100ºC temperatuuril laguneb ammoniaagi ja leeliste lahustes. Sellest plastist<br />
toodetakse mikroobide ja koide kindlat kilet, plastdetaile ja keemiatööstuse masinate osi.<br />
Polüformaldehüüd tugev suure kulumiskindlusega valge läbipaistmatu põlev plast.<br />
Sulamistemperatuur 160…180ºC toatemperatuuril vastupidav paljudele lahustitele kuid laguneb<br />
orgaaniliste hapete toimel. Peale vanandamist omandused ei muutu peaaegu üldse. Sellest plastist<br />
toodetakse masinaosi ja kiudaineid.<br />
Polüvinüülkloriid (termoplast) on valge tahke aine. Kui sellest toodetakse torusid, siis nimetatakse<br />
teda lihtsalt plastiks. Kui aga kõva lehena, siis nim vinüülplast. Polüvinüülkloriidil on head
dielektrilised ja plastilised omadused. Samas on PVC väike temperatuurikindlus laguneb üle 100ºC<br />
juures. Polüvinüülkloriid ei ole vastupidav nitrobenseenile, dikloroetaanile, tsükloheksanoonile.<br />
Püsiv on vee, hapete, leeliste, soolade vesilahuste ja naftasüsivesinike suhtes. Plastifikaatorite abil<br />
saab polüvinüülkloriidist valmistada mitmesuguste omadustega materjale. Vinüülplast, mis sisaldab<br />
10% plastifikaatorit on kõva, heade füüsikalismehhaaniliste omadustega materjal. 40%<br />
plastifikaatorit sisaldav materjal on elastne ja külmakindel. Polüvinüülkloriid ei põle.<br />
Polüvinüülkloriidist valmistatakse happeaku anumaid ja separaatoreid. Dielektrolüüsi anumate<br />
seinad kaetakse vinüülplastiga. Plasti kasutatakse veel kaablijuhtmete isoleermaterjalina ja<br />
metalltorude kaitseks korrosiooni eest. Tehisnahka, põrandakatteid, painduvaid torusid, säärikuid<br />
toodetakse plastisoolidest. Orgaanilistes lahustites lahustatud plastisoolidest toodetakse kilet ja<br />
kiudaineid.<br />
Kapron , nailon , perlon , dederon , aniid , niplon . Polüamiidi, millele on lisatud 3…5% grafiiti<br />
kannab eelpoolseid nimetusi . Kapron on mitu korda kulumiskindlam kui teras ja mõned värviliste<br />
metallide sulamid. Kapron on antifriktsioonne materjal. Kapronil on väike soojusjuhtivus. Detailide<br />
valmistatakse survevalu teel. Kapron annab hästi lõiketöödeldav. Kapronist detaile saab liimida ja<br />
keevitada. Kapron ei ole väävelhappekindel ja lahustub fenoolides ning trikloroetaanis.<br />
Polüamiidkiudainest valmistatakse rehvikoorti, filtrimaterjali, kalavõrku, köit, tekstiile.<br />
Aromaatsetel polüamiidkiudainete temperatuurikindlus on 350…600ºC.<br />
Polüester. See on sünteetiline kiudaine, millel suur temperatuurikindlus. Sellest valmistatakse riiet,<br />
mis kulumis- ja valguskindel kuid vähevastupidav kuumale leelisele. Seda riiet nimetatakse<br />
lavsaaniks, dakroniks, elaaniks, terüleeniks. Polüesterniidist valmistatakse trikotaažitooteid,<br />
krimpleeni ja melaani. Tehnilise polüestri kiust valmistatakse nööri, veorihmu, konveierilinte, köisi,<br />
filtreid jne.<br />
Polüakrülaat. See sünteetiline polümeer on tahke läbipaistev termoplastne materjal, mis lahustub<br />
orgaanilistes lahustites. Sellest toodetakse polümetüülmetakrülaati.<br />
Pleksiklaas e polümetüülmetakrülaadist valmistatakse valguskindlat orgaanilist klaasi, kilet,<br />
läätsesid. Sellel materjalil on väga hea läbipaistvus. Püsiv vees, leelistes, hapete vesilahustes,<br />
bensiinis ning õlides. Kahjustub kontsentreeritud väävel-, lämmastik- ja kroomhappes. Lahustub<br />
benseenis, dikloroetaanis, propanoonis. Lahuste abil saab tekitada materjalide pinnale läbipaistvat<br />
lõhnatut värvkatet. Termoplastne polükrülaat<br />
Uretaankautšuk e sünteetiline kautšuk. See on eetrite ja estrite reaktsioonisaadus. Tihedus 1210…<br />
1250 kg/m³ . Sünteetilisel kautšukil on suur kulumiskindlus, elastsus ja tõmbetugevus. Väike
kuumuskindlus kuni 130ºC, külmakindlus - 35ºC, veekindlus, happe- ja leelisekindlus. Sellest<br />
kautšukist valmistatakse jalatseid, taldu, kaablikatet, tihendeid, kiirguskaitseriietust.<br />
Fenoplastid . Need plastid koosnevad täiteainest ja sideainest, milleks fenoolformaldehüüdvaigud.<br />
Täiteainena on kasutusel pulbrit või kiudmaterjali. Puitkihtplast koosneb vaigust ja puiduspoonist.<br />
Puuvillriidest ja vaigust koosnevat lehtmaterjali nimetatakse tekstoliidiks ning paberikihtidest ja<br />
vaigust koosnevat materjali nimetatakse getinaksiks. Veel valmistatakse klaasriidest ja vaigust<br />
klaastekstoliiti. Osa vaikaineid kõvenevad kõvendi toimel osa õhu käes seistes. Suure<br />
hõõrdeteguriga plaste saadakse aspesti ja vaigu segudest. Pidurilintidele lisatakse tugevduseks ka<br />
messingtraati. Fenoplastid võivad olla veekindlad, kuumuskindlad, happekindlad, suure<br />
löögisitkusega ning elektrit mittejuhtivad materjalid.<br />
Klaas<br />
Klaaside liigitus<br />
• Pudeli ja aknaklaas – klaas mis sisaldab 70% räni , kuni 10 % - CaO; kuni 2% - MgO;<br />
kuni 2 % alumiiniumoksiidi; kuni 15% - Na2O. Pudeliklaasil tumepruun värvus on tingitud<br />
Fe(III) ühenditest ja rohekas värvus Fe(II)ühenditest. Kui lisada manaanioksiidi siis<br />
saadakse klaasile teisi värve.<br />
• Kuumuskindel klaas – klaasimassile lisatakse booraksit- Na2B4O7. Klaasil suureneb<br />
soojusjuhtivus ja väheneb paisumistegur. Sellest klaasist saab valmistada suure paksusega<br />
esemeid. Suure soojusjuhtivuse tõttu ühtlustub eseme temperatuur kiiresti ja klaasese ei<br />
purune.<br />
• Keemiliselt vastupidav klaas – keemiliselt vastupidavasse klaasi lisatakse booraksit,<br />
alumiiniumoksiidi Al2O3, tsinkoksiidi ZnO. Selles klaasismassis ei tohi olla Na2O ja K2O.<br />
• Optilised klaasid – klaasid milledel valguskiire murdumisnäitaja on suurem. Liigitatakse<br />
kroonklaasid (murdumisnäitaja alla 1,6) ja flintklaasid (murdumisnäitaja üle 1,6).<br />
Kroonklaasile lisatakse BaO ja flintklaasile PbO ( kuni 80%).<br />
• Kristallklaas – kristallklaasil on suurem murdumisnäitaja. Klaasis sees on palju väikesi<br />
prismasid, mis panevad klaasi särama. Klaasimassile lisatakse kuni 30% PbO või BaO.
• Karastatud klaas – tavalise klaasi purunemisel tekkivad teravad ja pikad killud. Karastatud<br />
klaasi purunemisel tekikivad väikesed peaaegu ruudukujulised nuri servaga tükid.<br />
Karastadud klaasil on suurem vastupidavus löökidele ja paindele. Karastatud klaasi saadakse<br />
karastamise teel st klaasi kuumutatakse ja jahutatakse kiiresti õhuvoolus või õlis.<br />
Kuumutamisel kaovad sisepinged.<br />
• Tripleksklaas – on kolmekihiline klaas, kus kahe karastatud klaasikihi vahele paigutatakse<br />
kõrgelastne plastmassikiht, mis nakkub klaasikihtide külge. Selle klaasi purunemisel ei<br />
lenda killud laiali vaid jäävad plastikihi külge. Väga tugev ja kuumuskindel klaas saadakse<br />
siis kui klaasi pinda töödelda vesinikfluoriidhappega.<br />
• Sitall (silikaat + kristall) – klaas, mis talub kõrgeid temperatuure kuni 1000 o C. Klaasi sisse<br />
viiakse peeneks jahvatatud ained. Kristallid moodustataks Cu, Ag, Au või mõnede soolade ja<br />
oksiidide abil. Kristallid tekkivad klaasi siise pikaajalise ja keeruka termilise töötluse<br />
käigus. Kui kristallilisus on saavutatud jahutatakse klaas. Protsess võib kesta 10 tunde. Kui<br />
kristalle on üle 40% kogumassist on klaas läbipaistmatu. Kui sitlallis tekkivad mikropraod<br />
siis need ei lähe kuumutamisel-jahutamisel edasi.<br />
• Kvartklaas – see klaas neelab UV kiirguse pea täielikult. Selle klaasi tootmiseks sobib<br />
Värvid<br />
kvarts SiO2. Kvartsiliivast valmistatud klaas ei ole läbipaistev. Kui klaasis on on alla 95%<br />
kvartsi, siis on klaas läbipaistev. Mäekristallist valmistatud klaas on aga hästi läbipasistev.<br />
Kvartklaas on temperatuurikindel (1400 o C). Kvartklaasi on raske töödelda. Kui seda klaasi<br />
puudutada sõrmega jääb klaasile sõrmejälg. 1000 o C juures selline klaas praguneb ja<br />
puruneb.<br />
Värvid on peeneks jahvatatud pigmendist ja sideainest koosnevad kattematerjalid, milledega<br />
kaitstakse metalle korrosiooni eest. Värvid sisaldavad peale pigmendi ja sideaine veel täiteaineid,<br />
lahusteid, plastifikaatoreid, sikatiive, tahkesteid jt lisandeid.<br />
Pigmendid on peeneksjahvatatud värvilised pulbrid, mis segunevad hästi värvi koostisse kuuluvate<br />
vedelikega ja annavad värvile tooni, kuid ei lahustu neis. Tuntumad pigmendid on ooker,<br />
rauamennik, grafiit, tsinkoksiid, tsinkfosfaat, kaltsiumkromaat, baariumkromaat jne. Pigmentidena<br />
kasutatakse ka metallide vase, tsingi, pronksi, alumiiniumi pulbreid.
Sideained ühendavad pigmendiosakesi ja täitematerjaliosakesi aluspinnaga tugevasti nakkuvaks<br />
kelmeks. Sideaineteks kasutatakse värnitsaid, looduslikke ja tehisvaike, emulsioone, liime ja muid<br />
kelmet moodustavaid aineid.<br />
Täiteained parendavad värvi ilmastikukindlust, veepidavust, tugevust, voolavusomadusi ja<br />
adhesioonivõimet. Täiteaineid kasutatakse ka pahtlite koostises. Täiteainetena kasutatakse<br />
pulbrilisel kujul kriiti, talki, kaltsiiti, dolomiiti, vilku.<br />
Lahustid, vedeldid ei kuulu värvi põhikooseisu. Lahusteid lisatakse värvidele enne värvi<br />
kasutamist. Lahustiga pannakse paika värvi õige viskoossus. Vedelditega vedeldatakse värvi pastad<br />
ja pulbrid. Vedeldid sisaldavad kelmet moodustavaid aineid.<br />
Plastifikaatorid suurendavad värvkatte elastsust. Taimseid õlisid sisaldavates värvides<br />
plastifikaatoreid ei kasutata. Tuntumad plastifikaatorid on dibutüülftalaat, kamper ja riitsinusõli.<br />
Looduslikke ja sünteetilisi vaike kasutatakse lakkide valmistamisel ja et värvitud pinnad ei<br />
praguneks lisatakse lakkidele plastifikaatoreid.<br />
Tahkestid on ained, mis parendavad mitmete vedelpolümeeride kõvenemist.<br />
Antioksüdante lisatakse värvidele selleks et vähendada õhuhapniku kahjulikku mõju värvkattele.<br />
Hapnik muudab värvkatte hapraks ja põhjustab tuhmumist.<br />
Pindaktiivsed ained suurendavad värvide koostisainete nakkumist aluspinnaga. Tuntumad<br />
pindaktiivsed ained on silikoonõli, rasvhapped, rasvhapete soolad, trietüülamiin.<br />
Värvide liigitus<br />
Veevabad värvid – õlivärvid , lakkvärvid, pulbervärvid<br />
Vesivärvid – liimvärvid, lubivärvid, silikaatvärvid<br />
Emulsioonvärvid – polüvinüülatsetaatvärvid, akrüülvärvid, glüftaalvärvid, stüroolbutadieenvärvid<br />
Õlivärvid<br />
Need värvid on pigmentide ja täiteainete suspensioonid. Sideainena kasutatakse<br />
värnitsaid(taimeõlid), segavärnitsaid ja tehisvärnitsaid. Tehisvärnitsatest on enamkasutatavad<br />
pentaftaal - ja glüftaalvärnitsad. Värvikelme kvaliteedi parandamise eesmärgil lisatakse õlivärvidele
vaikaineid. Õlivärvid on hea nakkuvusega ilmastikukindlad ega nõua alusvärve. Kuivavad 48 tundi<br />
toatemperatuuril. Õlivärvid ei läigi ega ole vigastustekindlad.<br />
Lakkvärvid e emailvärvid<br />
Need värvid on pigmente sisaldavad lakid. Kuivades moodustavad lakkvärvid kõva läikiva kelme.<br />
Kasutatakse õlilakkvärve, alküüdlakkvärve, epoksüüdlakkvärve, nitrolakkvärve jne. Osa emaile<br />
kuivatatakse 80…100˚C( melamiinlakkvärv) juures 2…4 tundi osa kuivavad toatemperatuuril<br />
1…2 tundi(nitrotsellulooslakkvärv).<br />
Pulbervärvidena kasutatakse termoreaktiivseid vaike ja termoplastseid polümeere. Pulbervärvid<br />
nakkuvad hästi metallidega ja moodustavad ilmastikukindla, läikiva katte. Epoksüvaikkatted on<br />
kasutuses tööstuses vee ja toiduainetega (happeliste)kokkupuutuvate pindade kaitseks.<br />
Emulsioonvärvide sideaineks on polümeeri ja vee emulsioon. Kuivades vesi aurustub ja polümeer<br />
moodustab hästi nakkuva kelme. Tuntumad värvid on polüvinüülatsetaat- , akrüül- ,<br />
glüftaalemulsioonvärvid. Emulsioonvärvid ei sisalda tuleohtlikke orgaanilisi lahusteid.<br />
Kruntvärve kasutatakse värvitavate pindade ettevalmistamisel värvimiseks. Kruntvärv nakkub<br />
hästi pinnaga ja seob värvikihi paremini alusmaterjali külge. Nakke suurendamiseks lisatakse<br />
kruntvärvidele taimseid õlisid. Kruntvärv peab sisaldama samu side- ja täiteaineid mis värvid..<br />
Pahtlid on pigmentide, täiteainete ja sideainete pastataolised segud. Pahtliga tasandatakse pind<br />
enne värvimist. Pahtlitele võib lisada lakki või värvi ja peeneksjahvatatud talki.<br />
Värvimisviisid<br />
Värvimisviisi valik sõltub värvist, eseme kujust, nõutavast kvaliteedist ja olemasolevatest<br />
seadmetest. Värvimisviisist sõltub otseselt värvikulu ja tööjõudlus. Masinate ja seadmete värvimisel<br />
kasutatakse järgmisi värvimisviise: pintsliga värvimine, õhuvoolus pihustamine, survepihustamine,<br />
elektriväljas pihustamine, elektriväljas sissekastmine, ülevalamine. Enne värvimist tuleb värvitav<br />
pind ja värv tööks ette valmistada. Kõik värvid enne kasutamist tuleb hoolikalt segada. Segamise<br />
käigus lisatakse lahustid ja vedeldid, et saavutada värvile vajalik viskoossus. Värvi viskoossus<br />
määratakse värvi viskosimeetriga.<br />
Õhuvoolus pihustamise seade koosneb värvipihustist, kompressorist, ressiiverist ja õhupuhastist.<br />
Õhuvoolus pihustamise värvipihusteid on kahte tüüpi: madalrõhu (0,25…0,3 MPa) ja
keskrõhu (0,3…0,6 MPa). Selle värvimisviisi puudusteks on suur värvikadu, lahustite vajadus,<br />
tuleohtlikus (lahustitest), ventilatsiooni vajadus, vesikardinate vajadus ja töötajal respiraatori<br />
kasutamine.<br />
Survepihustamine on üks paremaid värvimisviise, sest selle viisiga on võimalik peale kanda kõiki<br />
värve. Värvimisseade koosneb kõrgrõhukompressorist rõhupaagist, kõrgrõhupihustist,<br />
kõrgrõhuvoolikutest ja värvipaagist. Survepihustamisel on värvikadu väiksem kui õhuvoolus<br />
pihustamisel. Värv võib olla suurema viskoossusega. Osa lahustist lendub pihustamise käigus ja<br />
värv kuivab kiiremini. Kui siia lisada elektriväli väheneb värvi kadu veelgi. Elektriväljas värvimisel<br />
on ese miinusega ja pihusti plussiga ühenduses. Pinge on 10000…15000 V. Elektrivälja mõjul<br />
liiguvad värviosakesed värvitavale pinnale ühtlase kihina. Pihusti töörõhk on 12…20 MPa.<br />
Pihustuse parandamiseks lisatakse värvile glükoolestreid või alkohole. Halvasti pihustuvad<br />
elektriväljas tärpentin, lakibensiin, tolueen, solvent. Survepihustamist kasutatakse nii<br />
masinvärvimisel kui käsitsivärvimisel.<br />
Sissekastmise ja ülevalamisega värvimine on põhiliselt kasutamisel auto- ja muude masinate<br />
koostamise tehastes. Selle värvimisviisi juures on vaja suuri vanne. Värvitav seade või masin<br />
kastetakse värvi sisse. Hoitakse selles ja tõstetakse siis nõrguma. Peale nõrutamist toimub<br />
kuivatamine. Liigne värv valgub pinnalt maha. Selle värvimisviisi juures ei saa kasutada kiiresti<br />
kuivavaid värve. Vajaduse kasutatakse selle värvimisviisi juures ka elektrivälja. Detail on miinus ja<br />
vann on pluss. Elektriväljas kinnitub värviosake paremini pinnale.<br />
Kuivatamine. Eristatakse loomulikku ja kunstlikku kuivatamist. Loomulikul kuivatamisel peab<br />
temperatuur olema vähemalt +15°C ja suhteline õhuniiskus kuni 65%. Ruum peab olema<br />
tolmuvaba. Kunstlik kuivatamine jaguneb konvektsioon- ja kiirguskuivatamiseks.<br />
Konvektsioonkuivatamisel on ruumi temperatuur 60…200°C. Ruumi temperatuur hoitakse vajalikul<br />
tasemel ettekuumutatud õhu või põlemisgaasi juhtimisega kuivatusruumi. Kiirguskuivatamise<br />
juures kasutatakse põhiliselt infrapunast kiirgust. Infrapunase kiirguse kasutamisel hakkab värv<br />
kuivama materjali pinnalt. Kuivamisel ei tekki värvikelmesse poore. Infrapunase kiirguse<br />
keskkonnas kuivavad hästi melamiin-, epoksüüd-, alküüd- ja karbamiidvärvid.<br />
Pindade ettevalmistamine<br />
Värvitav pind tuleb puhastada vanast värvist, korrosioonist, tagist, aluste, hapete ja muude<br />
kemikaalide jääkidest. Vana värvkate eemaldatakse mehaaniliselt või keemiliste lahuste abil. Kõige<br />
paremini eemaldab vana värvi naatriumhüdroksiidi kuum vesilahus. Rasv eemaldatakse pindadelt
leeliseliste või orgaaniliste lahustega. Väga hästi eemaldab pinnalt rasva 150°C kuum aurujuga.<br />
Peale rasva eemaldamist paljud metallid hakkavad kohe korrodeeruma. Roostet ja korrosiooni<br />
eemaldatakse pindadelt mehaaniliselt smirgelpaberi või smirgelkäiaga. Efektiivne on rooste ja<br />
korrosiooni eemaldamine liivajoaga. Kasutatakse 0,8…1,5 mm tera läbimõõduga kvartsliiva.<br />
Suurema läbimõõduga liivaosake riku pinnasileduse. Paljud ettevõtted kasutavad pindade<br />
puhastamisel haavlijuga. Haavlite läbimõõt 0,3…1,5 mm, õhurõhk 0,5…0,6 MPa. Haavliteks<br />
sobivad sõelutud metallipuru või valmistatud terashaavlid. Haavlid kogutakse kokku ja kasutatakse<br />
korduvalt. Haavlijoa düüs valmistatakse metallkeraamilisest sulamist.<br />
Puhastatud pindade passiveerimine on vajalik teha peale pindade puhastamist kui ei ole võimalik<br />
kohe kruntida. Passiveerimise lahus valmistatakse naatriumnitritist või trinaatriumfosfaadist. Need<br />
lahused kaitsevad puhast metalli pinda korrosiooni eest 2…3 päeva. Neil juhtudel, kui ei ole<br />
võimalik pinnalt roostet eemaldada töödeldakse pinda roostemuunduriga. Roostemuundur<br />
kantakse pinnale, kus ei ole lahtist roostet ja lastakse seal mõjuda. Enamikul juhtudel kestab<br />
muundumine 24 tundi. Peale rooste muundamist võib pindasid kohe kruntida. Kasutatakse ka<br />
kruntroostemuundureid, mis peale kuivamist tugevasti nakkuvad metallipinnaga.<br />
Metallide konversioonkatted<br />
Konversioonkatted saadakse metalli pinnale selle pindmise kihi keemilisel või elektrokeemilisel<br />
ümberkujundamisel. Paljude metallide pindasid oksüdeeritakse ja teraseid veel fosfaaditakse.<br />
Teraseid oksüdeeritakse 500…600°C aurujoaga. Keemiliselt oksüdeeritakse teraseid leeliste ja<br />
nitraatide lahustega. Musta värvi terasesemeid oksüdeeritakse värnitsaga temperatuuril 200…400°C<br />
nii, et värnits söestub. Elektrokeemiliselt oksüdeeritakse terast naatriumhüdroksiidi lahuses, kus<br />
detail on anood ja katood on terasplaat. 40 min jooksul moodustub terasdetaili pinnale vastupidav<br />
musta värvi oksiidikiht. Metallidest oksüdeeritakse veel alumiiniumi, vaske. Väga levinud on<br />
teraspindade fosfaatimine. Enne fosfaatimist tuleb pind hästi puhastada. Eristatakse külm-ja<br />
elektrokeemilist fosfaatimist. Terase pinnale tekib õhuke fosfaatkate. Kõige parem tulemus<br />
saavutatakse elektrokeemilisel fosfaatimisel. Fosfaadi kiht on hallikat värvi ja kaitseb metalli<br />
värvikihi all.<br />
Metallkatted<br />
Metalsed kaitsekatted mitte ainult ei kaitse alusmetalli korrosiooni eest, vaid suurendavad detaili<br />
pinna kõvadust, kulumiskindlust, peegeldusvõimet, dekoratiivsust. Sõltuvalt kaitsetoimest<br />
jaotatakse metallkatted anoodseteks ja katoodseteks. Anoodseteks nimetatakse metallkatteid millel
on alusmetalliga võrreldes negatiivne potentsiaal st kaitsev metall on kaitstavast metallist aktiivsem.<br />
Kui teras on kaetud tsingiga, siis kaitsev metall on anoodiks. Väliskeskkonnas anoodne kate hävib.<br />
Kaitstav metall teras on katoodiks ega hakka enne korrodeeruma, kui pole kogu tsingi kiht pinnalt<br />
kadunud. Terasele anoodiks on veel alumiinium ja kaadmium. Katoodse katte puhul on kaitsev<br />
metall kaitstavast vähem aktiivne. Kui teras on kaetud nikliga, siis nikkel on katoodiks. Nikkel<br />
kaitseb terast seni, kuni kaitsekiht on terve. Kui nikeldatud pinda mehaaniliselt vigastada<br />
korrodeerub teras kiiremini kui tavaliselt. Metallide metallkattega katmise moodused on järgmised:<br />
galvaaniline menetlus, termomehaaniline menetlus, sulametalli pinnale pihustamine ja sulametalli<br />
sisse kastmine.<br />
Galvaaniline katmine toimub elektrivälja keskkonnas. Detail paigutatakse elektrolüüdi vanni.<br />
Detail on katood ja vann või lisa elektrood on anood. Elektrolüüdiks on sadestatava metalli soolad.<br />
Elektrolüüti lisatakse elektrijuhtivust tõstvaid aineid, happesust reguleerivaid aineid katoodi<br />
polariseerivaid aineid ja pindaktiivseid aineid. Katte paksus sõltub elektrolüüti läbivast<br />
elektrihulgast, kattematerjali tihedusest, voolutihedusest katoodil ja elektrolüüsi kestvusest.<br />
Keeruka kujuga esemeid ei ole võimalik ühtlaselt katta. Katte ühtlus sõltub elektrolüüdi<br />
elektrijuhtivusest. Enne katte pealekandmist puhastatakse esemed mehaaniliselt, keemiliselt ja<br />
elektrokeemiliselt. Kaetavad pinnad peavad olema siledad ilma kriimudeta. Rasvasele pinnale<br />
metallkate ei tekki. Elektrokeemilisel töötlemisel eralduvad pinnalt rasvad ja õlid kõige paremini.<br />
Keemilisel töötlemisel kasutatakse peamiselt leeliselisi või orgaanilisi lahuseid. Kui metalli pind on<br />
kaetud roostega kasutatakse pinna puhastamiseks söövitamist. Musti metalle söövitatakse väävel-<br />
või soolhappe vesilahustega. Oksiidid lahustuvad soolhappes paremini. Alumiiniumisulamite<br />
söövitamisel kasutatakse 5…10% soolhappevesilahust. Vahetult enne elektrolüüsiprotsessi metalli<br />
pind dekapteeritakse e täiendavalt söövitatakse, et pind parema nakkumise saavutamiseks<br />
aktiveerida.<br />
Tsinkimine võib toimuda elektrokeemiliselt või sula tsingi pealekandmisega. Elektrolüüsil<br />
kasutatakse aluselisi või happelisi elektrolüüte. Kuna aluseline elektrolüüt sisaldab tsüaniidi on<br />
protsess mürgine. Happeline elektrolüüt ei ole mürgine kuid ei taga ühtlast pinnakatet. Elektrolüüs<br />
toimub 20…40°C juures voolutihedus 100…600 A/m². Peale vajaliku paksusega katte saamist<br />
tsingi pind passiveeritakse kroomhappe või selle soolade lahusega. Enne passiveerimist tsingitud<br />
pind helestatakse lämmastikhappe, väävelhappe või kroomtrioksiidi vesilahustes. Kui soovitakse<br />
tsingitud pinnalt suurt vastupidavust siis pind kaetakse värvi või lakiga või fosfaaditakse.<br />
Kadmeerimine e kaadmiumiga katmine. Kaadmium on tsingist keemiliselt püsivam, kuid<br />
lahustub orgaanilistes hapetes kiiresti. Kaadmium on rauale anoodseks kaitsekatteks ning kaitseb
auda teatud tingimustes paremini kui tsink. Kaadmiumi helestatakse nii samuti kui tsinki ja pärast<br />
kaetakse värvitu laki kihiga.<br />
Tinatamine. Väävelvesinik ja väävelhappe vesilahus tina ei kahjusta. Õhu käes tina kattub<br />
tinaoksiidiga ja õhuga edasi ei reageeri. Leelised kahjustavad tina pinda ja reaktsiooni tulemusena<br />
eraldub keskkonda vesinik. Tina kiht ei kaitse terast korrosiooni eest, kuna on terasele katoodiks.<br />
Tinaga kaitstakse vaske väävli kahjuliku mõju eest. Galvaanisel teel metalli pinnale kantud kiht ei<br />
ole eriti vastupidav ja seetõttu on soovitav tina pind üle kuumutada. Tina pinna parendamiseks<br />
tuleb galvaaniliselt kaetud pind või ese üle kuumutada glütseriinis 250…270°C. Heade omadustega<br />
on tina- vismuti sulamist kaitsekate. Veel võib tina või tina-plii sulami metalli pinnale kanda<br />
kuumalt sulas olekus. Tinatatav pind tuleb kõigepealt puhastada räbustiga. Seejärel kuumutada<br />
jootelambiga. Kuumale pinnale võib puistata tina puru või valada sulatatud tina. Mõõtmetelt väikesi<br />
detaile saab tinaga katta sula tina vannis sissekastmise teel.<br />
Pliiga katmist kasutatakse mustade ja värviliste metallide kaitseks, kus tegemist agressiivsete<br />
gaasidega, lahustega või väävliühenditega. Terasele on plii katoodiks. Pliid kantakse pinnale<br />
kuumalt või elektrokeemilisel teel. Eelektrolüüdi koostis võib olla järgmine: pliiinitraat,<br />
ammooniumsulfaat ja polüetüleenpolüamiin. Sellise vesilahusega voolutiheduse juures 100 A/m<br />
saadakse tihe poolläikiv pliikate.<br />
Vasetamine on kasutusel seal, kus soovitakse terast katta nikli või kroomi kihiga. Vask ei kaitse<br />
terast korrosiooni eest, kuna on rauale katoodiks. Enne kroomimist või nikeldamist vasetamine on<br />
väga levinud, kuna siis saadakse püsivam kate. See vasetamisprotsess on väga mürgine, kuna<br />
elektrolüüsil kasutatakse tsüaniide. Vaske on väga kerge poleerida ja saada väga ilus läikiv kate ja<br />
seda kasutatakse näiteks vaskpillide ilusamaks tegemisel. Vase ja pronksi vasetamisel kasutatakse<br />
vasksulfaati ja väävelhapet elektrolüüdi koostises voolutihedusel 100…500 A/m .<br />
Nikeldamine on kasutusel seal, kus soovitakse saada ilusat läikivat katet. Nikkel on terasele<br />
katoodiks ja poorse katte korral ei kaitse pinda korrosiooni eest. Kui nikeldatud pind saab<br />
mehaaniliselt kahjustatud hävineb teraspind kiiremini tavalisest. Hästi aitab olukorrast välja vask,<br />
mis kantakse enne nikeldamist terasele. Elektrokeemilisel teel sadestatud nikkel on suure<br />
kõvadusega. Kui nikeldamisel kasutatakse elektrolüüdis lisandeid fosforit ja boori saadakse<br />
korrosioonikindel ja ühtlase paksusega niklikiht. Alumiiniumi tuleb enne nikeldamist söövitada<br />
kroomhappe ja väävelhappe seguga. Vase ja vasesulamite nikeldamisel peab detailide ühendamisel<br />
vooluringi kasutama nikkeltraati.<br />
Kroomimine on levinud terase katmise viis, kuid ilma aluskihita ei kaitse kroom terast korrosiooni
eest. Kroomiga kaetakse terastetaile, et vähendada neis sisepingeid. Veel võib kroomiga katta terast<br />
mitmekihiliselt, selle menetluse abil viiakse mõõtu näiteks laagripindasid ja kulunud liugelaagreid.<br />
Kui kroomitakse terast ilu pärast kasutatakse aluskihiks vaske või niklit. Kroom sobib hästi<br />
vasesulamite, alumiiniumisulamite ja tsingi katteks. Kroomimisel on elektrolüüdid keeruka<br />
koostisega ja kroomimise puuduseks on suur voolutihedus. Voolutihedus on vahemikus 500…30000<br />
A/m. Veel on elektrolüüsil puuduseks see, et vannid peavad olema jahutusega sest töötemperatuur<br />
on 18…20°C, suurte voolude kasutusel voolu juhtiv elektrolüüt kuumeneb. Kuumas keskonnas<br />
elektrolüüsi protsess aeglustub või ei toimu üldse.<br />
Kütuste koostis<br />
Kütus e kütteaine on süsivesinikke sisaldav põlevaine, mida kasutatakse soojusenergia saamiseks<br />
või keemiatööstuse toorainena. Agregaatoleku järgi jagunevad kütused:<br />
• tahked kütused,<br />
• vedelkütused,<br />
• gaasikütused<br />
Päritolu järgi jagunevad kütused:<br />
• looduslikud kütused,<br />
• tehiskütused<br />
Looduslikud kütused on: maasüsi (kivisüsi, pruunsüsi) maagaas, põlevkivi, nafta, turvas, küttepuit,<br />
puidu ja taimede jäätmed (teravilja põhk,, päevalille ja rapsi varred).<br />
Tehiskütused on: puidu- ja kivisöekoks, turba- ja puidubrikett, mootorikütused, vedelgaas,<br />
generaatorigaas, biogaas, biovedelkütus, sõmerdatud kivi- ja puidusüsi. Kütuse põlemisel täpsemalt<br />
oksüdeerumisel vaba või seotud hapnikuga vabaneb soojusenergia. Soojusenergia mõõtühikuks on<br />
J(džaul). Energeetikas kasutatakse ühikuid kJ, MJ, GJ, Ws, kWh, MWh, GWh . Kütuste tähtsaim<br />
iseloomustussuurus on kütteväärtus.<br />
Kütteväärtus on soojushulk, mis eraldub ühe massi- või mahuühiku kütuse täielikul põlemisel.<br />
Mõõtühikuks on sobilik MJ/kg või kWh/kg.<br />
Kütuste kütteväärtused<br />
• Kivisüsi = 5,8…9,1 kWh/kg
• Pruunsüsi = 2,3…6,4 kWh/kg<br />
• Turbabrikett (10% niiskust) = 4,7…5,5 kWh/kg<br />
• Küttepuit (18% niiskust) = 2,9…5,0 kWh/kg<br />
• Puidukoks = 7,5…9,1 kWh/kg<br />
• Põlevkivi = 1,7…5,0 kWh/kg<br />
• Bensiin = 12,2 kWh/kg<br />
• Diislikütus = 11,8 kWh/kg<br />
• Petrooleum = 12,0 kWh/kg<br />
• Masuut = 11,1…11,5 kWh/kg<br />
• Põlevkiviõli = 10,6 kWh/kg<br />
• Etanool = 7,3 kWh/kg<br />
• Taimeõli = 10,6 kWh/kg<br />
• Vedelgaas = 12,6 kWh/kg<br />
• Vesinik (H2)= 33,6 kWh/kg<br />
• Süsinik (C) = 9,1 kWh/kg<br />
Tuha- ja tahmavaba põlemise tõttu ning käsitsemismugavuse tõttu eelistatakse vedelaid ja gaasilisi<br />
kütuseid. Vedelkütuste kallinemine on sundinud katlamajades kasutusele võtma ka mitmeid tahkeid<br />
tehiskütuseid (puiduhakke, tükkturba, kivisöesõmera, põhu- ja puidubriketi). Masinate ja autode<br />
mootorites kasutatakse kütusteks põhiliselt vedelkütuseid, paiksetes mootorites ka maagaasi.<br />
Vedelkütustes kasutatakse järgmisi kütuseid: a) bensiinid,<br />
b)diislikütused, c) etanool, d) vedelgaas, e)biodiislikütus, f)petrooleum(lennukimootorid). Põhiline<br />
kogus vedelkütuseid toodetakse naftast, etanooli saadakse taimede seemnete või suhkrutööstuse<br />
jäätmete kääritamisel, biodiislikütust toodetakse taimeõlidest.<br />
Kütuste koostis<br />
Kütused koosnevad orgaanilisest osast, mineraalosast ja veest. Orgaanilise osa moodustavad<br />
vesinikku, süsinikku, väävlit, lämmastikku ja hapnikku sisaldavad ühendid. Vesinikku, süsinikku ja<br />
väävlit sisaldavad ained on kütuste põlev osa. Hapnikuühendid ei põle, kuid nad soodustavad<br />
põlemist.<br />
• Küttepuidus on süsinikku 50%; vesiniku 6...7%; hapniku 44%; väävlit 0%;<br />
lämmastiku 1...1,3%<br />
• Turbas on süsinikku 50...60%; vesiniku 5...6%, väävlit 0,1...1,5%; hapniku30...40%;
lämmastiku 0,5...4,0%<br />
• Bensiinis on süsiniku 85...89%;vesiniku 12...15%; väävlit 0,01...0,03%<br />
• Diislikütuses on (86...89; 11...14; 0,02...0,05; 0,1; 0,1)<br />
• Põlevkiviõlis on (82...84; 9...10; 0,1...1,0; 5...7; 0,2...0,4)<br />
Kütuste mineraalosa moodustavad savimineraalid, karbonaadid, kvarts, püriidid (väävliühendid),<br />
sulfaadid, fosfaadid jms. Vesi jaguneb väliseks (eraldub kütuste kuivatamisel), sisemiseks (eraldub<br />
kuumutamisel üle 100˚C) ja keemiliselt seotuks (eraldub ainult 500…550˚C juures). Kütuse välise<br />
ja sisemise vee sisaldus mõjutab suuresti näiteks küttepuidu ja turba kütteväärtust. Küttepuidu<br />
veesisaldus võib olla sõltuvalt kuivamisest 20….40% ja tuhasisaldus 0,3 …1,0%. Kütteturba<br />
veesisaldus võib olla 10…50% ja tuhasisaldus 1…20%. Põlevkivil on veesisaldus 10…20%<br />
ja tuhasisaldus 40…80%. Kivisöel on veesisaldus 5…10% ja tuhasisaldus 2…30%. Diislikütuses on<br />
veesisaldus 0…1% ja tuhasisaldus 0,01…0,08%. Bensiinil vee- ja tuhasisaldus puudub.<br />
Nafta koostis ja kasutamine<br />
Nafta on maapõues leiduv õlitaoline põlev vedelik, mis esineb koos põlevate maagaasidega.<br />
Olenevalt leiukohast on nafta värvuselt helekollane kuni must. Tihedus naftal võib olla vahemikus<br />
750…1030 kg/m³ ja kütteväärtus 43,7…46,2 MJ/kg. Nafta oma olekult võib olla väga erineva<br />
viskoossusega ja osades leiukohtades isegi tahke. Mida suurem on nafta viskoossus, seda<br />
keerulisem on kaevandamine. Tahket naftat tuleb enne kuumutada ülekuumendatud auruga ja alles<br />
seejärel saab seda maapõuest välja pumbata. Toornaftas võib olla kuni 4% lahustunud gaase, 0,5…<br />
10% vett ja kuni 0,5% mineraalsooli<br />
Nafta elementaarkoostis sõltub leiukohast ning ümbritsevatest kivimitest ja on järgmine:<br />
• süsinikku – 82…87%,<br />
• vesinikku – 11…14%,<br />
• väävlit – 0,01…5,5%,<br />
• hapnikku 0,1…1,3%<br />
• lämmastikku – 0,03…1,7%.<br />
Nafta keemiline koostis sõltub samuti leiukohast ja on järgmine: küllastunud süsivesinikud<br />
(areenid, tsüklaanid, areenid), orgaanilised väävliühendid ( tioolid, sulfiidid, tiofeenid jm),<br />
orgaanilised hapnikuühendid ( fenoolid, tõrvained, nafteenhapped), orgaanilised lämmastikühendid<br />
( püridiini, piperdiini ja kinoliini derivaadid). Mõnes naftas on ka palju aromaatseid süsivesinikke.
Süsivesinike molekulid on keeruka ehitusega. Süsiniku aatomid võivad neis moodustada pikki<br />
ahelaid või rõngaid (tsükleid) ja nende kombinatsioone.<br />
Alkaanid (parafiinid<br />
Nafta sisaldab alkaane tavaliselt 50…60%. Alkaanide molekulid on ahelstruktuuriga. Gaasilised<br />
alkaanid on metaan, etaan, propaan, butaan. Alkaanid, millede molekulis on 5…16 süsiniku aatomit<br />
on vedelikud ning millede molekulides on üle 16 süsinikuaatomi on tahked. Tahkeid alkaane<br />
nimetatakse parafiinideks. Nii gaasilised kui ka tahked alkaanid võivad olla vedelais lahustunud.<br />
Alkaane, millede molekulides on süsinikuaatomid sirgahelais nimetatakse normaalalkaanideks ja<br />
milledel ahel hargneb – alkaani isomeerideks. Erineva struktuuriga alkaanidel on tihedus, keemis-<br />
süttimis- ja hangumistemperatuurid ning muud omadused märgatavalt erinevad. Normaalalkaanidel<br />
on keemistemperatuur kõrgem ja isesüttimistemperatuur madalam, kui vastavatel isomeeridel ning<br />
nad on eelistatud diislikütuse koostises. Alkaanide isomeere seevastu eelistatakse aga bensiinide<br />
koostises.<br />
Tsüklaanid (nafteenid)<br />
Nafta sisaldab tsüklaane keskmiselt 20…30%. Tsüklaanide molekulides moodustavad<br />
süsinikuaatomid suletud ringe nn tsükkleid. Kui ringahelas on kuni 4 süsinikuaatomit on tsüklaanid<br />
gaasid, kui 5…7 süsinikuaatomit siis vedelikud ja suurema süsinikuaatomite arvu korral tahked.<br />
Kui ringahelale lisanduvad külgahelad nimetatakse tsüklaane samuti isomeerideks. Tsüklaanide<br />
oksüdeerumine on väga aeglane, isesüttimistemperatuur kõrge ja hangumistemperatuur madal,<br />
mistõttu sobivad nad bensiinide koostisesse. Tsüklaanide isomeerid on sobilikud oma omadustelt<br />
jälle õlide koostisesse.<br />
Areenid<br />
Areenid on aromaatsed süsivesinikud ja neid leidub naftas kuni 10%. Lihtsaimad areenid on<br />
benseen, tolneen, ksüleen jt. Kõrge isesüttimisetemperatuuri tõttu on areenid sobilikud bensiini<br />
detonatsioonikindluse tõstmiseks. Suure molekulmassiga areenid on suure viskoossusega või tahked<br />
ja halvasti põlevad, mistõttu ebasobivad komponendid nii kütuste kui õlide koostisesse. Tahked<br />
areenid eralduvad koos tsüklaanidega ja seda segu nimetatakse tseresiiniks.<br />
Alkeenid<br />
Alkeenid on küllastamata süsivesinikud, mis tekivad nafta termilisel töötlemisel. Looduses alkeene<br />
ei leidu. Alkeenidel on iseloomulik ahelstruktuur ja kaksikside süsiniku aatomite vahel. Gaasid on
eteen, propeen ja buteen, penteen ja hekseen on vedelikud, suurema molekulmassiga alkeenid on<br />
tahked. Kaksiksideme tõttu on nad väga ebapüsivad ained ja oksüdeeruvad ning polümeriseeruvad<br />
kergesti. Areenid ei sobi ei kütuste ega õlide koostisesse.<br />
Väävliühendid<br />
Väävliühendid ja vaba väävel reageerivad aktiivselt metallidega ja on seetõttu kahjulikud<br />
komponendid kütustes ja õlides. Osa väävliühendeid on küll neutraalsed, kuid nende<br />
põlemissaadused on metallide suhtes aktiivsed. Väga aktiivsed ained metallide suhtes on<br />
väävelvesinik ja tioolid. Tioolid on väävelvesiniku ja süsivesinike reaktsioonisaadused. Etüültiool<br />
on väga ebameeldiva lõhnaga vedelik. Neutraalsetest väävliühenditest on sulfiidid oma omadustelt<br />
sobilikud õlide koostisesse. Seega vaba väävel ja enamus väävliühendeid eemaldatakse naftast<br />
täielikult.<br />
Hapnikuühendid<br />
Hapnikuühendeist esineb naftas orgaanilisi happeid ja asfaltvaikaineid. Orgaanilised happed<br />
reageerivad aktiivselt värviliste metallidega ja seetõttu tuleb nad kütustest ja õlidest eemaldada.<br />
Asfaltvaikained on väga keeruka struktuuri ning suure molekulmassiga süsivesinike, vesiniku ja<br />
hapniku ühendid. Oma olekult on asfaltvaikained poolvedelad või tahked ained ning tekkinud<br />
süsivesinike oksüdeerumisel ja polümeriseerumisel. Asfalt-vaikaineid eraldatakse kütustest ja<br />
õlidest töötluse käigus.<br />
Nafta kasutamine<br />
Nafta on põhiline kütuse- ja keemiatööstuse tooraine. Suur osa naftast töödeldakse ümber ka<br />
õlideks. Nafta töötlemisest jääb järgi bituumen e pigi, mida kasutatakse teede ehituses.<br />
Keemiatööstuses toodetakse naftast plaste, kilet, sünteetilist kautšukit, kiudu tekstiilitööstusele,<br />
pesemisvahendeid, lahusteid, värvaineid, ravimeid jm. Kütusetööstuses toodetakse naftast bensiine,<br />
diislikütuseid, vedelgaasi, kerget kütteõli, õlisid ja määrdeid.<br />
Nafta töötlemise viisid<br />
Destilleerimine. Nafta destilleerimisega hakati tegelema 19 saj lõpus ja praegusele tehnoloogiale<br />
pandi alus 1920 a-il USA-s. Destilleerimine on esmane nafta töötlemise protsess, mille tulemusena<br />
nafta jaotatakse fraktsioonidesse. Destilleerimiseks kuumutatakse naftat erilistes toruahjudes<br />
temperatuuril 360˚C. Sel temperatuuril aurustuvad kõik mootorikütuste komponendid. Aur juhitakse
normaalrõhul kondenseerimiseks erilisse torni. Destilleerimise põhifraktsioonid on järgmised:<br />
• Gaasbensiin keemispiirkond30…..90˚C;<br />
• Bensiin keemispiirkond40…200˚C;<br />
• Ligroiin keemispiirkond 110…230˚C;<br />
• Petrooleum keemispiirkond 140…300˚C;<br />
• Gaasiõli (gasool) keemispiirkond 230…330˚C;<br />
• Solaarõli keemispiirkond 280…380˚C .<br />
Kui kütuste komponendid on eraldatud jääb järgi masuut. Masuuti kuumutatakse temperatuurini<br />
420˚C ja veeldatakse vaakumis. Vaakumis eralduvad kerged masinaõlid, mootoriõlid, rasked<br />
masinaõlid. Masuudist jääb järgi gudroon. Gudroonist eraldatakse veel jõuülekandeõlid,<br />
silindriõlid, lennukiõlid ja järgi jääb bituumen e pigi.<br />
Krakkimine<br />
Destilleerimisel saadavad kütused ei vasta enam tänapäeva nõuetele. Samuti saadakse<br />
destilleerimise teel naftast bensiini ainult 15…20%. Krakkimise teel saadakse naftast erinevaid<br />
vedelkütuseid koguseliselt tunduvalt rohkem. Krakkimine jaguneb veel termiliseks ja katalüütiliseks<br />
krakkimiseks. Katalüütilise krakkimise teel saadakse põhiliselt bensiine.<br />
Termilise krakkimise korral kuumutatakse masuuti temperatuuril 490˚C ning rõhul 2 M P a . Neis<br />
tingimustes toimub peamiselt molekulide lõhustumine ja tulemusena saadakse bensiini. Kahjuks on<br />
see bensiin alkeenide rikas ja mittesobilik otsekasutamiseks.<br />
Katalüütilise krakkimise korral kuumutatakse gasooli, ligroiini, ja petrooleumi 510…540˚C juures<br />
rõhul 0,3 MPa katalüsaatorite juuresolekul. Sellise menetluse käigus toimub süsivesinike<br />
molekulide lõhustumine ning alkaanide ja tsüklaanide muundumine areenideks.<br />
Katalüütiline reformimine<br />
Destilleerimisel või termilisel krakkimisel saadud bensiine kuumutatakse temperatuuril üle 500˚C<br />
juures rõhul 5…7 MPa katalüsaatorite juuresolekul. Molekulide struktuur muutub. Bensiinis tõuseb<br />
oluliselt areenide hulk. Katalüsaatorite Ni ja Pt mõjul tekib suures koguses väävelvesinikku,<br />
mistõttu väheneb oluliselt kütuse väävlisisaldus.
Alküülimine<br />
Alküülimine toimub temperatuuril 10…20˚C rõhul 1,5 MPa, katalüsaatorite väävelhappe ja<br />
fluoorvesiniku juuresolekul. Selle protsessi käigus toimub väikese molekulmassiga süsivesinike<br />
(peamiselt gaaside) alkaanide ja alkeenide molekulide liitumine. Tulemuseks on bensiinide<br />
väärtuslikud komponendid, millede abil tõstetakse detonatsioonikindlust.<br />
Hüdrogeniseerimine<br />
Kütust kuumutatakse 400…420˚C juures rõhul kuni 2 MPa vesiniku keskkonnas katalüsaatorite<br />
juuresolekul. Väävliühendid lagunevad ja vaba väävel ühineb vesinikuga. Toimub kütuse puhastus.<br />
Küllastumata süsivesinikud küllastuvad ja muutuvad alkaanideks. Seda protsessi kasutatakse<br />
bensiini ja diislikütuse tootmisel. Veel võimaldab hüdrogeniseerimine toota kivi- ja pruunsöest<br />
bensiini. Peenestatud söepuru segatakse nafta krakkimisjääkidega ja kuumutatakse samadel<br />
tingimustel vesiniku keskkonnas. Söepurus saadakse alkaane ja areene.<br />
Vedelkütuste puhastamine<br />
Naftast saadud kütused ei sobi kohe kasutamiseks kuna sisaldavad väävliühendeid,<br />
hapnikuühendeid, vaikaineid ja küllastamata süsivesinikke.<br />
Happepuhastus seisneb selles, et vedelkütus juhitakse läbi väävelhappe kihi. Vaikained reageerivad<br />
väävelhappega ja moodustavad sette nn happegudrooni. Happegudroon eraldatakse kütusest<br />
tsentrifuugi abil.<br />
Adsorptsioonpuhastuse korral juhitakse bensiiniaurud läbi 3…6 m paksuse aktiivmulla kihi.<br />
Aktiivmullas leiduvad alumiiniumiühendid toimivad katalüsaatorina. Nafteenhapped,<br />
polümerisatsiooniproduktid ning vaikained adsorbeeruvad mullabooride pinnale. Sellele<br />
puhastusele järgneb leelispuhastus.<br />
Leelispuhastus toimub NaOH lahusega. Selle protsessi käigus eraldatakse kütusest fenoolid,<br />
nafteenhapped, väävelvesinik, väävelhappe jäägid, tioolid jm väävliühendid. Väheneb kütuse<br />
happesus ja väävlisisaldus. Reaktsioonisaadused settivad. Pärast leelispuhastust segatakse kütus<br />
veega. Kütusest eralduvad leelisjäägid. Veega puhastus teostatakse kütuste puhastamise käigus<br />
mitu korda.
Kütuse põlemine<br />
Kütuse põlemine on süsiniku ja vesiniku ühinemine õhuhapnikuga e oksüdeerumine. Küllaldase<br />
hapnikukoguse puhul on põlemisaadused neutraalsed. Süsiniku rektsiooni-produktiks on<br />
süsihappegaas ja vesinikul veeaur. Nende reaktsioonide käigus vabaneb hulk soojust. Hapniku<br />
puudujäägi korral on põlemine mittetäielik, tekib vingugaas ja soojust vabaneb märgatavalt vähem.<br />
Need süsinikuaatomid, mis ei puutu kokku õhuhapnikuga eralduvad keskkonda tahmana.<br />
Diiselkütustes leidub mõningal määral ka väävliühendeid. Väävel oksüdeerub samuti ja tekib<br />
vääveldioksiid. Vääveldioksiid on ebapüsiv aine ja astub reaktsiooni õhuhapnikuga ning tekib<br />
vääveltrioksiid. Vääveltrioksiid, sattudes keskkonda, reageerib veeauruga ning moodustab<br />
väävelhappe. Väävelhape lahustub pilvede veeaurus ja sajab sealt alla happevihmana.<br />
Küttesegu<br />
Küttesegu on vedelkütuse auru või gaasi ja õhu segu. Kütuse täielikuks põlemiseks peavad kõik<br />
süsiniku ja vesiniku aatomid kokku puutuma hapnikuga. Arvutused näitavad, et 1 kg kütuse<br />
põletamiseks on vaja ~15 kg õhku. Tegelik õhu vajadus sõltub suurel määral veel mootori tüübist ja<br />
koormusest. Küttesegu tekib ottomootoris segukanalis või nagu diiselmootoris silindris sees.<br />
Küttesegu teket mõjutab ka kütuse keemistemperatuur. Mida kõrgem on kütuse keemistemperatuur<br />
seda kõrgemal temperatuuril ta aurustub. Mida homogeensem on küttesegu seda paremini ta süttib<br />
ja täielikumalt põleb. Küttesegu koostise iseloomustamiseks kasutatakse mõistet liigõhutegur ja<br />
seda tähistatakse α. Liigõhutegur on tegeliku (Lteg) ja teoreetilise (Lo) õhuhulga jagatis.<br />
α = Lteg/Lo<br />
Kui õhku on segus vajalikust rohkem nimetatakse segu lahjaks (α > 1). Kui aga segus on õhku<br />
vajalikust vähem nimetatakse segu rikkaks (α < 1). Liiga lahja ja liiga rikas küttesegu ei sütti.<br />
Bensiini puhul on küttesegu süttimisvõimeline kui α = 0,45…1,45. Täiskoormusel töötaval<br />
ottomootoril peaks liigõhutegur olema järgmine: α = 0,85…1.15.<br />
Vedelkütuste üldised omadused ja nende kontrollimine<br />
Kõikidelt kütustelt nõutakse, et neil peab olema võimalikult kõrge kütteväärtus, hea<br />
segunemisvõime õhuga ja nad ei tohi korrodeerida metalle ega reageerida õhuhapnikuga. Seismisel<br />
ei tohi kütuste koostis ja omadused muutuda. Põhilised ekspluatatsioonlised omadused ongi<br />
küttesegu kütteväärtus, auruvus, stabiilsus, korrosiivsus.
Küttesegu kütteväärtus<br />
Küttesegu kütteväärtus sõltub kütuse kütteväärtusest, põlemiseks teoreetiliselt vajalikust õhuhulgast<br />
ja liigõhutegurist.<br />
Qk.s. =Qk / (1 +aL0 )<br />
Qk.s - küttesegu kütteväärtus, L0 - teoreetiliselt põlemiseks vajalik õhu hulk<br />
Qk. - kütuse kütteväärtus<br />
a - liigõhutegur,<br />
Mida rohkem on põlemiseks vaja õhku, seda väiksem on segu kütteväärtus. Kui võrrelda etanooli ja<br />
bensiini kütteväärtusi, siis näeme, et neil on suur vahe bensiini kasuks. Küttesegude kütteväärtuste<br />
vahe on aga üpris väike:<br />
bensiinil 2,78 MJ/ kg , etanoolil 2,76 MJ/ kg<br />
Tingitud on see sellest, et etanooli molekul sisaldab hapnikku ning põlemiseks vajalik õhuhulk on<br />
bensiiniga võrreldes palju väiksem (8,4 kg/ kg). Siit järeldub, et kui bensiini asemel kasutada<br />
etanooli ei olegi võimsuse langus eriti suur.<br />
Vedelkütuse auruvus<br />
Auruvusest sõltub kütuse segunemisvõime õhuga, järelikult põlemise täielikkus ning mootori<br />
võimsus ja ökonoomsus. Auruvusest sõltuvad ka mootori käivitusomadused ning töötamise<br />
stabiilsus ja kaod kütuste hoidmisel. Vedelkütustel puudub kindel keemistemperatuur, sest nad<br />
koosnevad paljudest erinevate omadustega süsivesinikest. Auruvuse iseloomustamiseks kasutatakse<br />
kahte näitajat: fraktsioonkoostis ja küllastunud aururõhku.<br />
Fraktsioonkoostise iseloomustamiseks kasutatakse järgmisi temperatuure: keemise algus, 10 %, 50<br />
% ja 90 % kütusekoguse väljakeemise temperatuur ning keemise lõpptemperatuur.<br />
Keemise algtemperatuur ei tohi olla liiga madal, sest siis on suured aurumiskaod. 10 % kütuse<br />
väljakeemise temperatuur iseloomustab mootori käivitus omadusi. Külm mootor käivitub paremini,<br />
kui aga kütuse keemise algtemperatuur on madalam. Soojal ajal võib selline kütus põhjustada<br />
torustikus aurukorkide tekkimise ning mootori seiskumise. 50 % kütuse väljakeemise
temperatuurist sõltub mootori soojendamiseks vajalik aeg, töötamise stabiilsus ning ülemineku<br />
sujuvus ühelt kiirusrežiimilt teisele. 90 % kütuse väljakeemise temperatuur iseloomustab aurumise<br />
täielikkust. Kui keemise lõpptemperatuur on liiga kõrge, põhjustab see kütuse kondenseerumise<br />
sisselasketorustiku ning silindrite seintele. Kondensaat raskendab käivitumist, põhjustab silindrite<br />
kulumist ja vedeldab õli. Kui see temperatuur on aga madal, rikastub küttesegu ülemäära ning<br />
väheneb silindri täituvus õhuga. Keemise lõpptemperatuurist sõltub põlemise täielikkus. Mida<br />
kõrgem see temperatuur on, seda halvemini põleb kütus ja seda suurem on kütuse kulu.<br />
Küllastunud auru rõhk. Kinnises anumas rõhk tõuseb kütuse aurumise tõttu. Aurumisega<br />
paralleelselt toimub ka kondenseerumine. Teatud hetkel saabub tasakaal, sest vedeliku pinnast<br />
väljuvate molekulide arv võrdsustub aurust vedelikku tagasi langevate molekulide arvuga ning rõhk<br />
jääb püsima. Sellist rõhku nimetataksegi küllastunud auru rõhuks. See rõhk sõltub keskkonna<br />
temperatuurist ja kütuse liigist. Mida kõrgem on küllastunud auru rõhk, seda kergem on mootorit<br />
käivitada, kuid seda suuremad on aurumiskaod ja aurukorkide tekkimise oht. Tavaliselt määratakse<br />
küllastunud auru rõhk temperatuuril +38°C.<br />
Kütuse stabiilsus<br />
Stabiilsuse all mõistetakse kütuste omaduste püsimist seismisel, transpordil ja toitesüsteemi torudes<br />
voolamisel. Mõned kütuste komponendid (peamiselt alkeenid ja mõned areenid) kalduvad kergesti<br />
oksüdeeruma ja polümeriseeruma. Nende reaktsioonide produktideks on orgaanilised happed ja<br />
vaikained, mis tekitavad setteid ning võivad muuta kütuse kasutuskõlbmatuks. Kütuse<br />
oksüdeerumist ja polümeriseerumist kiirendavad temperatuuri tõus, päikesevalgus ning<br />
kokkupuutumine metallidega. Stabiilsust hinnatakse faktiliste vaikude sisalduse ja<br />
induktsiooniperioodi kaudu.<br />
Faktilisteks vaikudeks nimetatakse poolvedelaid või tahkeid produkte, mis jäävad katseklaasi<br />
pärast kütuse täielikku aurustamist. Faktilised vaigud jäävad kütustesse tootmisprotsessis on<br />
lahustunud olekus. Nende maksimaalne sisaldus on standardiga normitud.<br />
Induktsiooniperiood on ajavahemik minutites, mis iseloomustab kütuste vastupidavust<br />
oksüdeerumisele. Selle määramisel hoitakse katsetatava kütuse proovi manomeetriga varustatud<br />
kinnises anumas hapniku keskkonnas temperatuuril 100°C ja rõhul 0,7 MPa. Oksüdeerumise algust<br />
näitab rõhu langus.<br />
Kütuse korrosiivsus
Süsivesinikud, millest kütus koosneb, metalle ei korrodeeri. Korrosiooni kutsub esile kütustes<br />
sisalduv väävel ja tema ühendid, orgaanilised happed (nafteenhapped) ning vees lahustuvad happed<br />
ja leelised. Orgaanilised happed on nõrgad ning korrodeerivad vähesel määral värvilisi metalle.<br />
Vees lahustuvad happed ja leelised korrodeerivad aga tugevasti kõiki metalle. Kütuse korrosiivsust<br />
näitab vaakplaadiproov, väävlisisaldus ja happesus.<br />
Vaskplaadiproovi abil määratakse aktiivsete väävliühendite olemasolu kütuses. Lihvitud puhast<br />
vaskplaati hoitakse 3 tundi 50°C soojendatud kütuses. Kui plaadile ei teki tumedaid täppe või laike,<br />
siis kütuses aktiivset väävlit pole ja ta on kasutuskõlblik. Summaarne kütuse väävlisisaldus on<br />
riikliku standardiga rangelt normeeritud.<br />
Vees lahustuvate (mineraalsete) hapete ja leeliste olemasolu määratakse indikaatoritega<br />
(fenoolftaleiin ja metüüloranž). Kütuseproov segatakse destilleeritud veega, loksutatakse ja lastakse<br />
settida. Indikaatoreid lisades ei tohi vesi värvuda. Kui ta värvub, on kütus kasutuskõlbmatu.<br />
Happesus iseloomustab kütuses olevate orgaaniliste hapete sisaldust. Määratakse kindlaks, mitu mg<br />
KOH on vaja selleks, et neutraliseerida 100 ml kütuses sisalduv happekogus. Happesuse ülemmäär<br />
on standardiga kindlaks määratud.<br />
Bensiinid<br />
Bensiin on värvitu, kergesti voolav ning tugeva, ainult temale omase lõhnaga vedelik. Bensiinide<br />
tihedus on 680...780 kg/ m ³ . Koostis sõltub lähtenaftast ja tootmisviisist. Bensiinide koostises<br />
eelistatakse isoalkaane, tsüklaane ja areene. Toodetakse lennuki- ja autobensiine.<br />
Lennukibensiinid on väiksema tihedusega ja erinevad autobensiinidest fraktsioonkoostise ning<br />
puhastusastme poolest. Autobensiine tehakse kahesuguseid: suvised ja talvised. Suviseid müüakse<br />
l. aprillist kuni 1. novembrini, talviseid l. novembrist kuni l. Aprillini. Induktsiooniperiood,<br />
olenevalt margist, on 600...900 min., kvaliteetsematel bensiinidel kuni 1200 min. Summaarne<br />
väävlisisaldus ei või ületada 0,01 %, vaikainete sisaldus ei tohi olla suurem kui 7, 0 … 10 mg/100<br />
ml.Leektemperatuur on bensiinil ligikaudu - 40°C ja veel sellel temperatuuril moodustub küttesegu.<br />
Hangumistemperatuur on bensiinil alla – 80°C<br />
Detonatsioonikindlus<br />
Detonatsiooni all mõistetakse küttesegu ülikiiret, plahvatuslikku põlemist. Detonatsiooni korral<br />
levib põlemine küttesegus kiirusega 1500... ...2500 m/s (normaalne 20...40 m/s) ja põhjustab väga<br />
järsu rõhu tõusu. See suurendab mootori kulumist ja võib esile kutsuda väntmehhanismi detailide
purunemise. Detonatsiooni peamiseks põhjuseks on bensiini koostise mittevastavus mootori<br />
surveastmele. Bensiin, mis sisaldab suures koguses madala isesüttimistemperatuuriga komponente<br />
(peamiselt normaalalkaane), süttib kokkusurumise lõpul iseenesest ning kutsub esile detonatsiooni.<br />
Bensiinide detonatsioonikindlust hinnatakse oktaaniarvuga. See määratakse erilises katsemootoris,<br />
kus võrreldakse bensiini detonatsioonikindlust etalonvedeliku omaga. Etalonvedelik koosneb kahest<br />
komponendist:<br />
• normaalheptaan – detonatsioonikindlus 0<br />
• isooktaan - detonatsioonikindlus 100.<br />
Kui uuritav bensiin detoneerib katsemootoris samadel tingimustel kui etalonvedelik, siis selle<br />
bensiini oktaaniarvuks loetakse isooktaani protsent etalonvedelikus. Mida kõrgem oktaaniarv, seda<br />
detonatsioonikindlam on bensiin.<br />
Mõnede bensiiniliikide oktaaniarve:<br />
• Destilaatbensiin (olenevalt lähtenaftast)(oktaanarv 43...66)<br />
• Krakkbensiin (lähteaineks masuut)( oktaanarv 64...70)<br />
• Katalüütiliselt krakitud bensiin (lähteaineks petrooleum, gasool) (oktaanarv 75...80)<br />
• Katalüütiliselt reformitud bensiin( oktaanarv 74...86 )<br />
• Alküülbensii(Oktaanarv üle 90)<br />
Kaasaegsetes automootorites bensiini oktaaniarvuga alla 80 ei kasutata. Oktaaniarvu tõstmiseks<br />
segatakse madala oktaaniarvuga bensiinidele hulka detonatsioonikindlaid komponente (tolueeni,<br />
isopentaani jt.) või antidetonaatoreid. Odavaim ja levinuim antidetonaator on tetraetüülplii -<br />
Pb(C2H5)4. See ühend, lisatuna bensiinile väikeses koguses (0,4...O,9 g/kg ), pidurdab tunduvalt<br />
detonatsiooni teket. Bensiine, mis sisaldavad tetraetüülpliid, nimetatakse etüülbensiinideks.<br />
Pliiühend on eluohtlikult mürgine aine, mistõttu on need bensiinid väga mürgised. Et teha vahet<br />
etüülitud ja etüülimata bensiinide vahel, lisatakse etüülbensiinidele värvainet. Pliiühenditega<br />
bensiine EL maades kasutada enam ei lubata. Oktaanarvu määratakse kahel meetodil (uurimus- ja<br />
mootorkatsetusmeetod) ja sõltuvalt sellest on igale bensiinile võimalik määrata kaks oktaanarvu.<br />
Näiteks bensiinil 95E on uurimusmeetodil määratud oktaaniarv 96 ja mootorkatsetusmeetodil<br />
määratud oktaaniarv on sellel bensiinil 85.<br />
Autobensiinide liigitus<br />
Autobensiini liigitatakse oktaaniarvu järgi. Riiklikult lubatud bensiinimargid oktaanarvu järgi:
• 76 – mootoritele surveastmega kuni 6,5. See on katalüütilise reformimise, krakkimise ja<br />
destilleerimise teel saadud bensiinide segu. Võib sisaldada tetraetüülpliid (kuni 0,24 g/kg )..<br />
(ei ole kasutusel aastast 1995)<br />
• 80 – mootoritele surveastmega 6,5...7,0. Koosneb samadest komponentidest, mis eelmisega<br />
sarnane, kuid suurendatud on kerge destillaatbensiini osatähtsust. Etüülitud 80 sisaldab kuni<br />
0,41 g/ kg tetraetüülpliid ja värvitakse. Kvaliteetbensiine ei etüülita. (ei kasutata aastast<br />
2000)<br />
• 93 – mootoritele surveastmega kuni 7,5. Põhiliselt on see katalüütiliselt reformitud bensiin,<br />
millele on lisatud tolueeni ja alküülbensiini. Võib sisaldada kuni 0,82 g/ kg etüüli. Etüülitud<br />
93 värvitakse. (ei kasutata aastast 2007)<br />
• 95 – mootoritele surveastmega kuni 10,5. Põhikomponendiks on katalüütiline krakkbensiin,<br />
millele lisatud areene ning isoalkaane või alküülbensiin. Toodetakse ka etüülimata bensiinile<br />
93 tetraetüülplii lisamisega (0.42 g/kg).<br />
• 98, 99 – mootoritele surveastmega üle 10,5 . Põhikomponendiks alküülbensiin.<br />
• 95 bensiin on põhiliselt lisanditega alküülbensiin, mille oktaanarv on 95/85, väävlisisaldus<br />
0,01%, benseenisisaldus 1,0%, aromaatseid süsivesinikke 30%, olefiine 10%, küllastunud<br />
auru rõhk 70 kPa.<br />
• Momendil tuuakse bensiine Eestisse Leedust, Venemaalt, Soomest, Norrast.<br />
Bensiinide juures normitakse veel väävli sisaldust. EL maades müüdavad bensiinid väävlit<br />
sisaldada ei tohi.<br />
Petrooleum<br />
Petrooleum on tugeva lõhnaga kergesti voolav hele vedelik, mis saadakse põhiliselt nafta<br />
destilleerimisel. Tema tihedus on 780...850 kg/m³. Nagu bensiingi koosneb ta paljudest<br />
süsivesinikest. Kindel keemistemperatuur puudub. Keemispiirkond on 150...300° C,<br />
leektemperatuur umbes 30°C ja parafiinide kristalliseerumise algus - 60°C. 20 sajandi esimesel<br />
poolel kasutati petrooleumi ottomootorite kütusena. Bensiinist halvema aurumise ja madala<br />
oktaaniarvu tõttu ta kaasaegsetesse ottomootoritesse ei sobi. Määrimisomaduste puudumise tõttu ei<br />
kõlba petrooleum ka diiselmootoritesse. Petrooleumi fraktsioone kasutatakse kütusena<br />
karburaatoriga väikekateldes, teraviljakuivatite soojusgeneraatorites, valgustuslaternates ja<br />
süütevedelikuna. Veel kasutatakse petrooleumi lahustina sest mõningad ained lahustuvad vaid<br />
selles. Petrooleumi fraktsioonidest koosneb põhiliselt ka reaktiivlennukite kütus, milledel kiirus<br />
helikiirusest väiksem. Petrooleumi lisatakse diislikütusele hangumistemperatuuri alandamiseks.
Diislikütused<br />
Diislikütus on hele, kollaka värvusega, veidi õline vedelik. Diislikütus saadakse mitmete nafta<br />
destillatsiooniproduktide (gasool, solaarõli, petrooleum) segamisel teatud vahekorras.<br />
Süsivesinikest on diislikütuses ülekaalus alkaanid. Tema tihedus on 810...860 kg/ m ³ .<br />
Fraktsioonkoostise iseloomustamiseks kasutatakse, erinevalt bensiinist, kahte - 50 % ja 96 % kütuse<br />
väljakeemise temperatuuri. 50 % kütuse väljakeemise temperatuur iseloomustab diiselmootori<br />
käivitumise kergust, mootori töötamise pehmust ja ökonoomsust ning 96 % kütuse väljakeemise<br />
temperatuur aga põlemise täielikkust. Kui viimane temperatuur on kõrge, suureneb heitgaaside<br />
suitsusus, mootoris tekib rohkesti nõge ning suureneb kütusekulu. Oluliseks näitajaks on<br />
diislikütusel viskoossus. Sellest sõltub kütuse pihustatavus, segunemine õhuga ja määrimisvõime.<br />
Liiga suure viskoossusega kütus pihustub halvasti ja ei põle seetõttu täielikult. Väikese<br />
viskoossusega kütus pihustub ja aurustub hästi, kuid tal on halvad määrimisomadused. Määrdeaine<br />
vähesus kiirendab kütusepumpade kulumist. Diislikütustes leiduvad parafiinid hakkavad teatud<br />
temperatuuril kristalliseeruma ja kütuse voolavus halveneb. Sellega kaasneb voolutakistus kasv<br />
torudest, kütusefiltritest ja pihustitest. Optimaalne viskoossus suvisel kütusel on 3…6 mm ²/ s ,<br />
talvisel 1,8…3 mm ² / s. Diislikütuse viskoossus suureneb rõhu tõustes. 20 MPa juures on<br />
viskoossus 2 korda suurem ja 100 MPa juures 10 korda suurem, kui normaalrõhul. Kergemini<br />
kaotavad voolavuse suurema viskoossusega kütused. Voolavust iseloomustavad hägustumis- ja<br />
hangumistemperatuurid. Hägustumistemperatuur on selline, mille juures algab parafiinide<br />
kristalliseerumine ja kütus kaotab läbipaistvuse. See temperatuur on kütuse voolavuse piiriks.<br />
Temperatuuri edasisel alanemisel kaob voolavus. Selle järgi jagunevad diislikütused järgmiselt:<br />
• Arktiline kütus hangub- 55°C;<br />
• Põhjapiirkonna kütus hangub -35…- 40°C;<br />
• Talvine kütus hangub -30...- 35°C;<br />
• Suvine kütus hangub- 10°C.<br />
Kütuseid tuleb kasutada vastavalt aastaajale. Talvise kütuse kasutamine suvel põhjustab<br />
toitesüsteemi kiire kulumise. Hangumistemperatuuri alandamiseks võib diislikütusele lisada<br />
manuseid. Need takistavad parafiini kristallide kasvu ja voolavuse vähenemist. Sageli kasutatakse<br />
lisandiks petrooleumi. Kui suvisele kütusele lisada 10% petrooleumi, võib seda segu kasutada –<br />
10°C ja kui 25% siis – 30°C õhutemperatuuri juures. Kütuse tuleohtlikkuse näitajaks on<br />
leektemperatuur. Diislikütusel on see +30°...+40°C.
Riiklik standard määrab kütustele asfaltvaikainete, tuha- ja väävlisisalduse ning happesuse<br />
ülemmäärad. Diislikütus ei tohi korrodeerida vaskplaati. Vesileotise indikaatoritest ei tohi näidata<br />
aluste või hapete sisaldust. Bensiiniga võrreldes on diislikütuste vaigusus ja üldine väävlisisaldus<br />
märksa suuremad.<br />
Isesüttivus ja tsetaaniarv<br />
Diiselmootori tööpõhimõte rajaneb sellel, et pihustatud kütus peab süttima kokkupuutest kuuma<br />
õhuga. Kui kütuse isesüttimistemperatuur on kõrge, tekib nn. süttimisviivitus. Selle aja jooksul<br />
koguneb põlemiskambrisse suur kütuse kogus, mis korraga süttides põhjustab järsu rõhu tõusu.<br />
Seda nähtust nimetatakse mootori kloppimiseks ehk jäigaks töötamiseks. See põhjustab mootori<br />
väntmehhanismi detailide kiire kulumise. Isesüttimistemperatuur sõltub õhurõhust ja kütuse<br />
koostisest. Rõhu tõustes isesüttimistemperatuur langeb. Madalaim isesüttimistemperatuur on<br />
alkaanidel, kõrgeim - areenidel. Sellepärast on areenide sisaldus diislikütuses ebasoovitav.<br />
Süttimisviivituse pikkuse ja isesüttimistemperatuuri iseloomustamiseks kasutatakse tsetaaniarvu.<br />
Selle määramiseks võrreldakse katsemootoris kütust etalonvedelikuga.<br />
Etalonvedelik koosneb kahest komponendist :<br />
• normaaltsetaan (C16H34) - tsetaaniarv 100, isesüttimistemperatuur madal<br />
• a - metüülnaftaliin(C10H7CH3) - tsetaaniarv 0, isesüttimistemperatuur kõrge<br />
Kütuse tsetaaniarvuks nimetatakse tsetaani protsentuaalset sisaldust etalonvedelikus, mille<br />
isesüttimistemperatuur on võrdne katsetatava kütuse omaga. Vähim lubatav tsetaaniarv on<br />
diislikütusel 45 ja suurim 50. Juhul, kui tsetaaniarv on suurem kui 53, hakkab põlemise efektiivsus<br />
vähenema ja kütusekulu suureneb märgatavalt. Kui tsetaaniarv on madal, lisatakse diislikütusele<br />
selle tõstmiseks mõningaid manuseid (näiteks isopropüülnitraat). On olemas ka komplekslisandid,<br />
mis tõstavad tsetaanairvu, alandavad hangumistemperatuuri ja vähendavad tahma teket.<br />
Diiselmootor töötab vaid siis normaalselt, kui sissepritse silindrisse algab mootori<br />
reguleerimisjuhendis märgitud ajahetkel. Diiselmootori jäiga töötamise põhjustab ka see, kui suvist<br />
diislikütust vedeldatakse talvekütuseks bensiini või metanooliga. Bensiinil on tsetaaniarv 10 ja<br />
metanoolil 3. Bensiini ja diislikütuse isesüttimise omadused peavad olema vastupidised: bensiini<br />
isesüttimistemperatuur peab olema kõrge ja diislikütusel suhteliselt madal. Juhul, kui bensiini<br />
isesüttimistemperatuur on normist madalam, tekib ottomootoris detonatsioon. Bensiini sattumine<br />
diislikütusesse põhjustab isesüttimistemperatuuri tõusu ja diiselmootori jäiga töötamise, diislikütuse<br />
sattumine bensiini hulka põhjustab mootoris detonatsiooni, sest isesüttimistemperatuur langeb.
Diislikütuste margid<br />
Väävlisisaldus tähistatakse kütuse margis. Klimaatiliste tingimuste ja sesoonsuse järgi jagunevad<br />
SRÜ kütused: Suvised, tähis Л 0,4 – 40 ( viimane arv näitab leektemperatuuri).Talvised, tähis<br />
3 0,2 – 35 ( talvisel näitab hangumistemperatuuri). Talviseid kütuseid tehakse kahesuguse<br />
hangumistemperatuuriga: - 35° C ja - 45°C. Esimesi neist on ette nähtud kasutada parasvöötmes,<br />
teisi põhjarajoonides. Euroopas valmistatakse suvist , talvist , põhjapiirkonna , arktilist ja linna<br />
diislikütust.<br />
Soomest ja mujalt maailmast tuuakse Eestisse järgmisi kütuseid:<br />
• Suvine (väävlit 0,02%; Viskoossus 5,1mm ² /s ; tsetaaniarv 49; tihedus 820…860 kg/ m ³)<br />
• Talvine (0,05 ; 3,2; 47 ; 800…845)<br />
• Põhjapiirkonna ( 0,05 ; 3,0 ; 47 ; 800…835)<br />
• Arktiline ( 0,05 ; 2,0 ; 45, 800…820)<br />
• Linna (0,002;2,5; 49 ; 820)<br />
Linnadiislikütus on keskkonnasõbralik kütus, mis on määratud eeskätt linnas sõitvates autobusside<br />
ja veoautode mootorites kasutamiseks. Sellel diislikütusel on rida eeliseid: heitgaasides vähem<br />
väävliühendeid, kuni 10% vähem lämmastikühendeid, aromaatsete süsivesinike hulk 20% väiksem,<br />
tuhasus kuni 1/3 väiksem, meie kliimas sobib linnadiislikütust kasutada aastaringselt.<br />
Linnadiislikütuse tootmist alustati 1989 aastal ja praegu nõutakse selle kasutamist paljudes Euroopa<br />
riikides.<br />
Gaasikütused<br />
Gaasikütuseks nimetatakse selliseid kütuseid, mis juhitakse mootori toitesüsteemi gaasilises olekus.<br />
Võrreldes vedelkütustega on gaasikütustel mitmeid eeliseid:<br />
• suured varud looduses<br />
• sobilik hind<br />
• kahjulike lisandite puudumine<br />
• suur detonatsioonikindlus<br />
• kõrge kütteväärtus.<br />
Peamisteks puudusteks transpordivahendites kasutamisel on:
• tankimisseadmete keerukus ning tankimise ebamugavus<br />
• toitesüsteemi osade suur mass<br />
• kergesti lenduv ning plahvatusohtlik<br />
• väikese tihedusega<br />
Gaaskütuseid on kolm põhiliiki:<br />
• generaatorigaas;<br />
• surugaas;<br />
• vedelgaas.<br />
Generaatorigaas<br />
Generaatorigaas toodetakse masina peal olevas gaasigeneraatoris puidu- või turbatükkidest. Kütust<br />
kuumutatakse 400°C juures ja sellest eraldub gaas. Selle gaasi põhikomponentideks on<br />
süsinikoksiid (CO) ja vesinik (H2). CO oktaaniarv on 100. Generaatorigaasi saab kasutada<br />
ottomootori kütusena. Tänapäeval enam kasutust eriti ei leia, kuna gaasigeneraator on suure kaaluga<br />
ja võtab palju ruumi. Samuti tuleb kaasas vedada kütust, kuna 10% niiskusesisaldusega puiduklotse<br />
ei ole võimalik tanklatest osta. Tülikas on samuti generaatori täitmine. Eelis on sellel kütusel see, et<br />
puiduklotse on kasutuseks lihtne toota oma metsas (vedelkütus tuleb riiki sisse vedada). Klotse saab<br />
valmistada lehtpuidust ja enne kasutamist kuivatada puidukuivatites.<br />
Maagaas<br />
Maagaas on looduslik või naftatootmise kõrvalprodukt. Tema põhikomponendiks on metaan (CH4),<br />
mille oktaaniarv on 130. Maagaas võib sisaldada veel etaani (C2H6), süsinikoksiidi (CO), vesinikku<br />
(H2) ja väikeses koguses teisi gaase (väävelvesinik, ammoniaak, tsüaani). Maagaasi saab hoida<br />
gaasiballoonides rõhu all kuni 20 MPa ja transportida mööda torustikke. Maagaasi saab kasutada<br />
kütusena ottomootoris. Tõsiseks puuduseks on see, et balloonide mass on suur ning autode kasulik<br />
kandevõime selle tõttu väheneb 1/3. Maagaas on sobilik kütus paiksetes otto- või<br />
gaasiturbiinmootorites, millega saab käitada näiteks elektrigeneraatoreid. Kõige rohkem kasutatakse<br />
maagaasi katlamajades katlakütusena ja korterite - eramute gaasipliitides kütusena.<br />
Vedelgaas<br />
Vedelgaasiks nimetatakse sellist gaasi, mis normaaltemperatuuril, kuid rõhul 1,6 MPa vedeldub.<br />
Selline gaas koosneb peamiselt propaanist, propeenist, butaanist, buteenist ja sisaldab vähesel
määral veel metaani, etaani ja eteeni. Väävlisisaldus on rangelt normeeritud (kuni 0,0015 %).<br />
Vedelgaaside oktaaniarv on 90...120. Küttesegu on süttimisvõimeline, kui α = 0,4...l,7. Vedelgaasi<br />
eeliseks on hea segunemine õhuga ja tahmata põlemine. Detonatsioonikindlusest ja tahmata<br />
põlemisest tingituna pikeneb mootori detailide ja mootoriõli tööiga. Ka on vedelgaas bensiinist<br />
natuke odavam. Puuduseks on väike tihedus (520...540 kg/m³) ning selle tõttu mahuline<br />
kütteväärtus ligi 1,5 korda väiksem kui bensiinil. Järelikult sama töö tegemiseks kulub vedelgaasi<br />
mahult rohkem ja gaasiballooni maht peab olema bensiinipaagi mahust suurem. Vedelgaasi balloon<br />
peab olema valmistatud 5...6 mm paksusest lehtterasest ja seetõttu kaotavad autod mõningal määral<br />
kasulikust kandevõimest. Vedelgaasi ballooni on raske paigaldada sõiduauto kere sisemusse, kuna<br />
kuju peab olema sel silindriline. Autode ottomootorites kasutakse kahte vedelgaasi marki:<br />
Suvine - põhikomponentideks on butaan ja buteen 60 %. Sobib kasutada suvel, lõunarajoonides<br />
aastaringselt<br />
Talvine - põhikomponentideks on propaan ja propeen 90 %. Sobib kasutada talvel.<br />
Suvine vedelgaas ei aurustu alla -10°C juures ja seetõttu ei välju gaasiballoonist. Kuna propaan ja<br />
butaan on peaaegu lõhnata gaasid, siis lisatakse gaasidele odorante, peamiselt etüültiooli<br />
(C2H5SH). Lõhnaaine lisamine on vajalik lekke õigeaegseks avastamiseks. Vedelgaasi kasutus<br />
mootorikütusena on praegu laialdane ning see suureneb pidevalt. Toiteaparatuuri vedelgaasi<br />
kasutamiseks toodetakse seeriaviisiliselt ja seda saab paigaldada otttomootoriga autodele.<br />
Suurematesse keskustesse on ehitatud gaasitanklaid, väiksemates keskustes saab osta tanklates gaasi<br />
balloonides.<br />
Hõõrdumine ja kulumine<br />
Hõõrdumine<br />
Masinaosade vahel põhjustab hõõrdumise kaks asjaolu:<br />
• detailide pinnakonaruste haakumine (mehhaaniline hõõrdumine);<br />
• molekulidevaheline tõmbejõud (adhesioon) kokkupuutepinnas (molekulaarne hõõrdumine).<br />
Hõõrdejõu suurus sõltub pinna omadustest, pindadevahelisest survest, libisemise kiirusest,<br />
temperatuurist ja keskkonnast, milles detailid liiguvad. Molekulaarne hõõrdumine sõltub lisaks veel<br />
kokkupuutepindade suurusest. Mida siledamad on pinnad, seda suurem on molekulidevaheline<br />
tõmbejõud. Masinata esineb detailide vahel mitu erinevat hõõrdumisrežiimi.
Kuivhõõrdumine on selline režiim, kus kokkupuutes olevate teineteise suhtes liikuvate detailide<br />
vahel ei ole määrdeainet.<br />
Piirhõõrdumine esineb siis, kui detailide vahele juhitud määrdeaine moodustab puutepinnale<br />
molekulaarse kihi (paksus 0,l...0,5 μm). See kiht ei takista suuremate pinnakonaruste haakumist,<br />
kuid vähendab oluliselt adhesioonjõude. Selle tõttu on piirhõõrdumisel hõõrdejõud mitu korda<br />
väiksem kui kuivhõõrdumisel.<br />
Vedelikuline hõõrdumine on detailide vahel siis, kui pindade on juhitud piisavalt määret, mille<br />
kihipaksuse on selline, et väldib täielikult detailide pinnakonaruste kokkupuute. Sellises olukorras<br />
takistab detailide liikumist teineteise suhtes mitte hõõrdejõud vaid vedeliku sisehõõrdumine<br />
(viskoossus). Sellise olukorra võib saavutada kahel viisil:<br />
• juhtida detailide vahele määret piisava surve all<br />
• anda detailidele niisugune kuju, et nende liikumisel tekiks kokkupuutuvate pindade vahel<br />
õlisurve.<br />
Enamasti kasutatakse esimest viisi, kuna see lihtsustab masinate konstruktsiooni. Kandev õlikiht<br />
(õlikiil) tekib teise viisi puhul siis, kui hõõrdepinnad, on teineteise suhtes teatava nurga all. Õlikihi<br />
kandevõime on seda suurem, mida suurem on libisemiskiirus.<br />
Poolvedelikuline hõõrdumine on selline režiim, kus samaaegselt esineb nii vedelikuline kui ka piir-<br />
või kuivhõõrdumine. Selline hõõrdumine on masinais kõige sagedamini esinev.<br />
Poolkuiv on hõõrdumine on see, kus ühteaegu esineb nii piir- kui kuivhõõrdumine. See režiim võib<br />
esineda sõlmedes, mida määritakse perioodiliselt plastse määretega.<br />
Kulumine<br />
Kulumine on hõõrdumisega kaasnev detaili mõõtmete järkjärguline muutumine. Kulumise<br />
põhjuseks on detaili pinnakiht purunemine. Selle järgi, mis on pinnakihi purunemise põhjuseks,<br />
eristatakse mitut kulumisliiki. Kulumine pindrebenemise tagajärjel tekib peamiselt<br />
kuivhõõrdumisel suurte erisurvete ja väikeste libisemiskiiruste korral. Detailide kokkupuutepinnas<br />
tekivad adhesioonjõud võivad osutuda suuremaks kui metalli molekulidevaheline tõmbejõud ning<br />
detaili pinnakihid rebenevad. Hapendumiskulumine on tingitud detailide pinnakihi<br />
oksüdeerumisest. Tekkinud oksiidid on põhimetallist nõrgemad ja aja jooksul eralduvad detaili<br />
pinnalt. Selline kulumine on võimalik ka poolvedelikulise hõõrdumise tingimustes. Võrreldes
pindrebenemisega kulgeb hapendumiskulumine suhteliselt aeglaselt. Soojuskulumine tekib siis, kui<br />
hõõrdumisega kaasnev temperatuuri tõus põhjustab metalli omaduste muutumise (pehmenemise või<br />
koguni sulamise). See aga põhjustab pindrebenemise. Hõõrdepindade kuumenemine võib kaasa<br />
tuua ka hapendumiskulumise suurenemise. Seega võib üks kulumisliik üle minna teiseks.<br />
Abrasiivkulumine on tingitud hõõrduvate detailide vahele sattuvatest kõvadest võõrkehadest (liiv,<br />
tolm, metallipuru), mis lõikuvad detailide pinda ja põhjustavad metalliosakeste eraldumise.<br />
Abrasiivkulumine võib kaasneda kulumisele pindrebenemise teel. Väsimuskulumine tekib<br />
peamiselt veerehõõrdumisel ja selle põhjuseks on kontaktpindades materjali pinnakihi väsimine ja<br />
murenemine.<br />
Kulumise vähendamine<br />
Kulumine lühendab masina iga ning suurendab kulutusi tehnika soetamiseks ja korrashoiuks.<br />
Kulumise vähendamine on tähtis ülesanne. Seda on võimalik saavutada mitmel viisil:<br />
• kulumiskindlate materjalide kasutamisega;<br />
• detailide termilise töötlusega»<br />
• pinnakonaruste vähendamise ning töötlemistäpsuse suurendamisega;<br />
• hõõrdesõlmede tihendamisega;<br />
• vedelikulise hõõrderežiimi kindlustamisega;<br />
• hoolduseeskirjade täpse täitmisega;<br />
• kvaliteetsete määrdeainete kasutamisega.<br />
Hõõrdesõlmedes kasutatakse määrdeaineid hõõrdumise ja kulumise vähendamiseks. Kuid neil on<br />
ka rida lisaülesandeid: hõõrdepindade jahutamine, korrosioonikaitse, lõtkude tihendamine,<br />
kulumisproduktide eemaldamine.<br />
Määrdeainete liigitus<br />
Liigitatakse päritolu ja oleku järgi. Päritolult jagunevad, määrded:<br />
• mineraalseteks (toodetud naftast või mõnest muust maavarast, näit. põlevkivist);<br />
• orgaanilisteks (toodetud taimeõlidest, loomsetest rasvadest);<br />
• sünteetilisteks (toodetud naftast süsivesinike töötlemisel)<br />
• poolsünteetilisteks (mineraalõli ja sünteesõli segu)<br />
Tööstuses ja mootorites on enam kasutatav esimene õliliik. Taimeõlid on tavaliselt toiduained aga
neid kasutatakse üha enam ka koos lisanditega mineraalõlide asemel. Taimeõlid sattudes loodusesse<br />
lagunevad erinevalt mineraalõlidest kiiresti ega reosta loodust.<br />
Oleku järgi jagunevad määrdeained:<br />
• vedelateks (õlid);<br />
• plastseteks (viskoossed, mittevoolavad);<br />
• tahketeks;<br />
• gaasilisteks.<br />
Majanduses kasutatakse põhiliselt kahte esimest. Tahkeid kasutatakse lisandina vedelaile või<br />
plastseile sõlmedes, kus määrde juurdepääs ajutiselt katkeb või temperatuur ületab tavaliste määrete<br />
kasutuspiirid. Gaasilisi määrdeid (sageli õhk) kasutatakse vähe koormatud aparaatide laagreis<br />
(tsentrifuugid), kus pöörlemiskiirus ületab 10 000 p/min.<br />
Õlid<br />
Õlide saamine<br />
Enamik õlisid toodetakse otseste destilleerimisjääkidest masuudist ja gudroonist. Neid<br />
destilleeritakse teistkordselt ja seejärel puhastakse. Masuuti kuumutatakse temperatuurini<br />
420°C ja tekkinud aurud juhitakse rektifikatsioonikolonni. Süsivesinike molekulide lagunemise<br />
vältimiseks tekitatakse nii toruahjus kui ka kolonnis vaakuum ning juhitakse juurde veeauru.<br />
Vedeldunud fraktsioonid juhitakse kolonnist välja eraldi. Masuudi destilleerimise põhifraktsioonid<br />
on järgmised:<br />
• kerge tööstusõli;<br />
• raske tööstusõli;<br />
• mootoriõli;<br />
• raske masinaõli<br />
Neid õlisid nimetatakse destillaatõlideks. Fraktsioonid, mis sel temperatuuril ei aurustunud,<br />
kogunevad kolonni põhja ja moodustub gudroon. Masuudist saadud fraktsioonid on aluseks eri liiki<br />
õlide tootmisele. Gudrooni destilleerimisel saadakse suure viskoossusega lennukiõlid ja<br />
jõuülekandeõlid. Neid töödeldakse väävelhappega ning puhastatakse aktiivmuldadega. Nii saadakse<br />
kõrge kvaliteediga õlid. Neid nimetatakse ka jääkõlideks. Gudrooni destilleerimisel tekib tahke jääk
ituumen (pigi). Destilleerimisele järgneb kahjulikest ja ebasoovitavatest lisanditest puhastamine.<br />
Õlidele kindlate eriomaduste andmiseks tuleb erinevail meetodeil toodetud või erineva koostisega<br />
naftast saadud fraktsioonid omavahel teatud kindlas vahekorras segada. Sageli tuleb juurde lisada<br />
veel erikomponente mingi eriomaduse esiletoomiseks.<br />
Õlide puhastamine<br />
Masuudi või gudrooni destilleerimisel saadud õlid sisaldavad ühendeid, mis halvendavad nende<br />
ekspluatatsioonilisi omadusi . Taolisteks ühenditeks on:<br />
• nafteenhapped;<br />
• lämmastiku- ja osaliselt ka väävellühendid;<br />
• asfalteenid ja vaikained;<br />
• tahked parafiinid ja tseresiinid;<br />
• küllastamata süsivesinikud;<br />
• mitmesugused polütsüklilised süsivesinikud (tsüklaanid, areenid).<br />
Nafteenhappad ja osa väävliühendeid (tioolid) kutsuvad esile metallide korrosiooni, asfalteenid ja<br />
vaikained põhjustavad kuumenemisel koksi tekkimise, parafiinid ja tseresiinid kristalliseeruvad<br />
temperatuuri alanedes ning õli hangub. Suure molekulmassiga polütsüklilised süsivesinikud<br />
voolavad halvasti. Küllastamata süsivesinikud ühinevad kergesti õhuhapnikuga ning<br />
polümeriseeruvad, mille tulemusena tekivad mitmesugused orgaanilised happed ning vaikained.<br />
Sellepärast on kõik need ühendid vaja õlist eemaldada. Tähtsamad õlide puhastusviisid on<br />
happepuhastus, leelispuhastus, kontaktpuhastus, selektiivpuhastus, deasfalteerimine,<br />
deparafiniseerimine. Tavaliselt kasutatakse mitut puhastusviisi kombineeritult. Puhastusviisi valik ja<br />
nende rakendamise järjekord oleneb lähtenafta koostisest (parafiinide ja asfalteenide sisaldusest),<br />
töödeldavast produktist (kas destillaat- või jääkõli) ning lõppprodukti nõutavast kvaliteedist.<br />
Happepuhastusel segatakse õli kontsentreeritud väävelhappega. Happe toimel küllastumata<br />
süsivesinikud polümeriseeruvad. Asfalteenid ja vaikained lahustuvad happes, lämmastiku jt ainete<br />
ühendid reageerivad happega. Reaktsiooniproduktid sadestuvad ja moodustavad happegudrooni.<br />
Happegudroon eraldataks õlist tsentrifuugimise teel.<br />
Leelispuhastus järgneb happepuhastusele, sest väävelhape ei suuda kõiki mittevajalikke lisandeid<br />
eemaldada, pealegi vajavad happejäägid neutraliseerimist. Leelispuhastuseks kasutatakse 2...3 %<br />
NaOH lahust. Selle töötluse käigus neutraliseeritakse nafteenhapped, väävelhappe jäägid, fenoolid<br />
jm. Reaktsiooniproduktid setivad välja. Settimise kiirendamiseks kuumutatakse õli 70...95°C -ni.
Settinud õli pestakse kuuma veega, seejärel kuumutatakse ning puhutakse läbi kuuma õhuga.<br />
Leelispuhastus võib eelneda ka happepuhastusele.<br />
Selektiivpuhastust kasutatakse tänapäeval laialdaselt happepuhastuse asemel. Selleks segatakse õli<br />
teatud vahekorras fenooli või furfunooliga. Õlis leiduvad kahjulikud ja mittevajalikud lisandid<br />
lahustuvad selles ning setivad koos lahustiga. Jääkõlide puhastamiseks kasutatakse ka<br />
paarislahuseid (näit. propaan koos kresooli- ja fenooliga).Sel juhul lahustuvad ühes õli<br />
põhikomponendid ja teises kahjulikud lisandid. Lahusti regenereeritakse ekstraktist ja läheb<br />
korduskasutusele.<br />
Kontaktpuhastuse korral segatakse õlisse peeneks jahvatatud aktiivmulda. Saadud segu<br />
kuumutatakse. Muld adsorbeerib vaikained 20...40 min. jooksul, samuti väävelhappe ning muud<br />
väävliühendite jäägid, selekteerivate lahuste jäägid. Seejärel õli filtreeritakse. Kontaktpuhastust<br />
kasutatakse pärast happe- või selektiivpuhastust leelispuhastuse asemel.<br />
Deasfalteerimist kasutatakse enne õlide selektiivpuhastust, kui toorõli on asfaldi ja vaigurikas.<br />
Põhiliselt kasutatakse propaani, mis sisaldab vähesel määral etaani ja butaani. Õli põhikomponendid<br />
lahustuvad 40...60°C juures, asfaltvaikained aga settivad välja.<br />
Deparafiniseeritakse neid õlisid, mis peavad töötama madalail temperatuuridel. Ka siin kasutatakse<br />
lahustina peamiselt propaani. Propaani ja õli segu soojendatakse täieliku lahustumiseni, seejärel<br />
jahutatakse kuni parafiinide ja tseresiini kristalliseerumiseni (-25°C). Tekkinud aine, mida<br />
nimetatakse petrolaatumiks ja see filtreeritakse välja.<br />
Õlide koostis ja liigitus<br />
Õlid nagu kütusedki koosnevad süsivesinikest, millede molekulmassid on kütuse koostisse<br />
kuuluvate süsivesinike molekulmassidest märksa suuremad.<br />
Õlide põhikomponentideks on:<br />
• mitmesugused tsülkaanid ja nende isomeerid (40...82 %),<br />
• areenid ja nende isomeerid (15...40%)<br />
• alkaanid (0,l.… 6,5 % )<br />
• mitmesugused hapniku-, väävli- ja lämmastikuühendid.<br />
Peale loetletud ühendite sisaldavad õlid veel süsivesinikke, mille molekulis on liitunud nii<br />
tsüklaanide kui ka areenide tuumad. Kütustega võrreldes on õlide struktuur keerukam ning üksikute
süsivesinike eraldamine õlist ja nende tundmaõppimine väga keerukas. Mineraalõlisid liigitatakse<br />
kasutusalade järgi paljudesse eriliikidesse. Nad erinevad üksteisest mitte niivõrd põhikomponentide,<br />
kuivõrd puhastusastme ja mõne eriomadusi andva lisakomponendi sisalduse poolest.<br />
Põhiliigid on järgmised:<br />
• tööstusõlid (üldotstarbelised) -ette nähtud peaasjalikult tööstusseadmetele;<br />
• mootoriõlid - ette nähtud sisepõlemismootoreile;<br />
• jõuülekandeõlid - liikurmasinate (autod, traktorid jm.) mehhaanilistele jõuülekannetele;<br />
• hüdroõlid - ette nähtud hüdraulilistele jõuülekannetele (autode, traktorite, ekskavaatorite jm<br />
tõsteseadmete hüdrosüsteemidele);<br />
• turbiiniõlid - auru- ja veeturbiinidele;<br />
• kompressoriõlid - kolb- ja rotatsioonkompressoreile;<br />
• külmutusmasinate õlid - külmutusmasinate kompressorites<br />
• isolatsiooniõlid - elektriseadmetele (trafod, kondensaatorid, kaablid);<br />
• silindriõlid - aurumasinatele.<br />
Peale loetletud liikide on veel mitmeid eriõlisid, näiteks õlid konveieri ja mootorsae kettidele, õlid<br />
vaakuumseadmetele, separaatoritele, meditsiini- ja parfümeeriatööstusele jne. Toodud õlide liigitus<br />
ei ole täielik ja on ligikaudne. Täpset liigutust ei ole, sest osa õlisid on vastastikku asendatavad.<br />
Õlide omadused<br />
Määrimisvõime<br />
Õli põhiülesanne on vähendada hõõrdumist ja kulumist. Sellega pikeneb masina tööiga ja väheneb<br />
energiakulu hõõrdumise ületamiseks st tõuseb masina kasutegur. Nende ülesannete täitmine on<br />
võimalik üksnes siis, kui õli katab hõõrduvad detailid katkematu kihiga, mis ei purune survejõudude<br />
toimel. Määrimisvõime põhineb kahel nähtusel: adsorbtsioonil ja keemilisel reaktsioonil. Õli<br />
osakesed adsorbeeruvad hõõrdepindadesse ja moodustavad seal tugeva kelme, mis püüab pindasid<br />
teineteisest eemale suruda. Samal ajal aga õlikihtide nihketakistus horisontaalsuunas väike ja<br />
detailid võivad teineteise suhtes kergesti libiseda. Adsorbeerunud õlikelme paksus on 0,1.. .0,5 μ m<br />
ning ta vähendab järsult adhesioonjõude ja molekulaarset hõõrdumist. Samal ajal mõned õlis<br />
leiduvad keemilised elemendid (S, C l , P) ja ühendid (orgaanilised happed) reageerivad<br />
hõõrdepindadel metalliga. Tekkivad ühendid (sulfiidid, kloriidid, fostiidid jm.) on plastsed, väikese<br />
hõõrdeteguriga ning soodustavad detailide libisemist. Tekkinud ühendite kiht, samuti väga õhuke,
takistab hapniku tungimist metallisse, metallide kokkupuudet ja hoiab ära metalliosakeste<br />
kaasahaaramise libisemisel. Hõõrdepindade temperatuuri tõus üle teatud piiri, mille võib esile<br />
kutsuda kas libisemiskiiruse või survejõudude kasv, purustab õlikelme ning hõõrdumine ja<br />
kulumine suurenevad järsult. Igal õliliigil on oma kriitiline temperatuur, mille juures<br />
määrimisvõime kaob.<br />
Viskoossus<br />
Viskoossus on vedelike omadus takistada vedelikukihtide omavahelist liikumist välisjõudude<br />
toimel. Viskoossus on õli voolavuse mõõt antud temperatuuril. Viskoosne õli voolab aeglaselt ja<br />
väikese viskoossusega õli voolab kiiresti. Viskoossus on tihedalt seotud õli määrimisvõimega ning<br />
on üks näitaja, mille järgi saab otsustada õli kasutuskõlblikkuse üle. Suure viskoossusega õlid<br />
moodustavad hõõrdepindadel väga tugeva õlikelme, kuid samal ajal põhjustavad nad energiakulu<br />
suurenemise masina liikumapanekuks ja kasuteguri languse. Sellepärast peab viskoossus olema<br />
võimalikult väike, kuid piisav vedelikulise hõõrdumise tekitamiseks. Liiga väikese viskoossusega<br />
õli ei moodusta vajaliku tugevusega õlikelmet. Viskoossus ei ole püsiv suurus, vaid sõltub<br />
keskkonna rõhust ja temperatuurist. Rõhkudel alla 5,0 MPa (50 bar) viskoossus nimetamisväärselt<br />
ei muutu, kuid hakkab järsult suurenema, kui rõhk ületab selle piiri. Näiteks tööstusõlil suureneb<br />
viskoossus 60...70 % kui rõhk tõuseb 20...25 MPa võrra. Väga suurtes piirides muutub viskoossus<br />
aga temperatuuri mõjul. Temperatuuri langedes viskoossus suureneb ja vastupidi. Temperatuuril<br />
50°C on mootoriõlide viskoossus 4...8 korda suurem kui 100°C juures. Alla 0°C hakkavad õlid<br />
kaotama voolavust ja võivad hanguda. Üldiselt, mida rohkem sisaldab õli suure molekulmassiga<br />
areene ja tsüklaane, seda suurem on tema viskoossus. Õlid, mis sisaldavad lahustunud olekus<br />
tahkeid parafiine, hanguvad temperatuuri alanedes kergesti. Kõige paremad on need õlid, mis<br />
koosnevad monotsüklilistest pikkade hargnemata külgahelatega tsüklaanidest ja areenidest. Nende<br />
õlide viskoossus sõltub temperatuurist vähem kui teistel. Õlide viskoossust mõõdetakse<br />
kinemaatilise või dünaamilise viskoossuse ühikuis. Kinemaatilise viskoossuse ühik on sentistoks<br />
(cSt). SI süsteemis on kinemaatilise viskoossuse ühikuks m ²/ s või mm ²/ s . l cSt = 1 mm ² / s.<br />
Standartides on normitud mootoriõlide viskoossus 100°C juures, mis ligikaudu vastab ka mootorite<br />
töötemperatuurile. Viskoossust mõõdetakse viskosimeetri abil.<br />
Viskoossusindeks (VI)<br />
Mootoriõlide viskoossuse sõltuvust temperatuurist iseloomustab viskoossusindeks. Mida suurem on<br />
indeks seda väiksem on sõltuvus. Viskoossuseindeks määratakse tabelite järgi või etalonõlidega<br />
võrdlemisel. Viskoossusindeksile on soovitav tähelepanu pöörata, kuna väikese indeksiga
mootoriõlid on talvel külmas mootoris suure viskoossusega ja raskendavad mootori käivitamist.<br />
• Mineraalsetel mootoriõlidel VI = 95…105<br />
• Poolsünteetilistel mootoriõlidel VI = 130…170<br />
• Sünteetilistel mootoriõlidel VI = 170…190<br />
• Kvaliteetmootoriõlidel VI = üle 200<br />
• Lennukiõlidel VI = 200…400<br />
Mida suurem on viskoossusindeks seda madalamal temperatuuril kaob õlil voolavus. Näiteks<br />
kvaliteetmootoriõlil kaob voolavus – 55°C ja lennukiõlil – 65°C<br />
Stabiilsus<br />
Õli omaduste püsivust kõrgel temperatuuril nimetatakse termiliseks stabiilsuseks. Tavalisel<br />
temperatuuril (18...20°C) õli koostisse kuuluvad süsivesinikud õhuhapnikuga praktiliselt ei reageeri<br />
mitme aasta vältel. Temperatuuri tõusuga kaasneb õli koostisosade oksüdeerumine. Kergemini<br />
oksüdeeruvad alkaanid, vastupidavad hapniku toimele on areenid. Temperatuuri tõusul üle 250°C<br />
muutub õli koostis mõne minuti jooksul. Oksüdeerumisprotsessi kiirendavad mitmed metallid<br />
(vask, raud, plii), millega õli kokku puutub. Mõned metallid (alumiinium, tina) aga pidurdavad<br />
seda. Mootoriõli on seda kvaliteetsem, mida kõrgemal temperatuuril ning mida aeglasemalt<br />
oksüdeerumine kulgeb. Termiliselt täiesti stabiilseid õlisid ei ole. Õli kuumenedes tekivad<br />
mitmesugused hapnikuühendid, mis sadestuvad detailidele, jäävad õlisse heljuma või lahustuvad<br />
õlis. Olenevalt temperatuurist, tekib kolme liiki sadestusi:<br />
Tagi, lakk, šlamm<br />
Tagi tekib seal, kus õli temperatuur ulatub 550...400°C. Detailideks, kuhu tagi ladestub, on<br />
mootorite põlemiskambrid, kolvi põhi, klapid, kütusepihustid, küünlad. Põhiosa tagist moodustavad<br />
õlis leidunud polütsüklilised areenid ning asfaltvaikained. Tagisse ladestuvad ka kütuse<br />
mittetäielikul põlemisel tekkinud produktid ning küttesegusse ja õlisse sattunud mitmesugused<br />
tahked lisandid. Veel soodustab tagi teket mootori alakoormus. Pingeliselt koormatud mootoris<br />
detailide temperatuur tõuseb ning osa tagist põleb ära, toimub nn. detailide isepuhastumine.<br />
Lakk (läbipaistev pruun või must kõva kiletaoline sade) tekib detailidele, millega kokkupuutes õli<br />
temperatuur tõuseb 200°...300°C. Mootoris (ka kompressoreis) on niisuguse temperatuuriga<br />
detailideks kolvid ja rõngad. Alkaanid ja tsüklaanid annavad oksüdeerumisel mitmesuguseid<br />
orgaanilisi happeid (oksüüdhapped). Sel temperatuuril kondenseeruvad õlis tekkinud happed
nimetatud detailidele lakitaolise kihina.<br />
Šlamm (mudataoline pehme sade) tekib detailidele, milledega õli kokkupuutes kuumeneb<br />
50...120°C. Šlammi moodustavad õlis heljuvad asfaltvaikained ning orgaaniliste hapete ja<br />
hüdrooksiidide reaktsiooni tulemusena tekkinud seebid. Šlammi tekkimist soodustab õli intensiivne<br />
laialipaiskamine, pihustamine ja vahutamine. Tuntakse veel külmšlammi, mis tekib karteris,<br />
õlikanalites ja klapimehanismidel. Seda põhjustavad tahm, nõgi, tahked osised,<br />
oksüdatsioonisaadused, vesi, happelised põlemisjäägid. Külmšlamm ajapikku kõvastub ja jääb<br />
seintele. See sade võib ummistada näiteks õlivõtturi sõela ja mootoril õlitus kaob.<br />
Šlammi teket soodustavad järgmised tegurid:<br />
pikad õlivahetusvälbad,<br />
mootori rasked töötingimused (mootor töötab madalatel pöörlemissagedustel),<br />
väike õlivanni mahtuvus,<br />
mootoriõli madal kvaliteet,<br />
kütuse madal kvaliteet<br />
Kõik nimetatud sadestused häirivad masinate, eriti mootorite tööd, takistavad detailide jahtumist,<br />
põhjustavad ummistusi ja suurendavad kulumist. Õlidel, mida kasutatakse sõlmedes, kus<br />
temperatuur ei ületa 50...100°C, stabiilsuse näitajaid ei normita.<br />
Mootoriõlide stabiilsust hinnatakse veel termilise stabiilsuse näitaja ja pesevate omaduste kaudu.<br />
Termilise stabiilsuse näitajaks on aeg minuteis, mille vältel õliproov 250°C juures muutub<br />
elastseks lakikileks, mille purustamiseks on vaja jõudu 10 N (l kgf). Mootoriõli pesemisvõime<br />
peab tagama koostöötavate pindade puhtuse. Mootoriõli oksüdeerumisel tekkivad õlisse väikesed<br />
hõljuvad osakesed. Need osakesed kleepuvad omavahel ja sadestuvad pindadele. Väga halb mõju<br />
on lakil. Mootoriõli omadust hoida temasse kogunevad oksüdatsiooniproduktid tasakaalus ning<br />
seega vältida mootori sisepindade mustumist nimetatakse mootoriõli pesemisvõimeks.<br />
Pesemisvõime tagatakse lisandite abil. Pesemisvõime määratakse katsemasinas, mille silindri<br />
keskosa temperatuur on 225°C. Hinnatakse pallides (O...6) 2-tunnise katseaja jooksul kolvile<br />
sadestunud laki hulka. Pesemisvõime O palli tähendab, et kolvil lakki ei tekkinud. Üleni musta<br />
lakiga kaetud kolvi puhul antakse pesemisvõimeks 6 palli.
Happearv ja korrosiivsus<br />
Õlid ei tohi tekitada korrosiooni, vaid peavad kaitsma metalli selle eest. Korrosiooni põhjustavad<br />
mitmesugused happed, leelised väävel ja mõned selle ühendid, õlisse sattunud vesi kiirendab nende<br />
korrodeerivat toimet. Vees lahustuvaid happeid, leelisi ja aktiivset väävlit õlid sisaldada ei tohi.<br />
Orgaanilisi happeid aga ei ole võimalik õlist täielikult eemaldada. Nad korrodeerivad peamiselt<br />
värvilisi metalle ja nende sulameid. Korrosiooni tulemusena tekivad hõõrdepinnale algul täpid ja<br />
süvendid, seejärel mikropraod ning lõpuks hakkab metalli pind murenema. Õlidel kontrollitakse<br />
happearvu ja korrosiivsuat.<br />
Happearv näitab mitu mg KOH on vaja l g õlis leiduvate orgaaniliste hapete neutrali-seerimiseks.<br />
Korrosiivsus (g/m²) määratakse sel teel, et 50 tunni vältel sukeldatakse teadaoleva massiga pliiplaati<br />
140°C kuumutatud õlisse sagedusega 15 korda minutis. Katse lõpul arvutatakse, mitu grammi<br />
vähenes plaadi mass l m ² pinna kohta.<br />
Masinate töö ajal on õlide oksüdeerumise tulemusena võimalik hapete kogunemine õlisse ja<br />
korrosiivsuse tõus.<br />
Mootoriõlide auruvus e. lenduvus<br />
Normaaltemperatuuril (20°C) mootoriõli praktiliselt ei aurustu. Sellest kõrgemal temperatuuril<br />
hakkavad õlist eralduma kergemad fraktsioonid. Õliaurud segus õhuga võivad süttida ja põhjustada<br />
tulekahju. Samuti suur auruvus põhjustab suurt õlikulu. Mootoriõlide auruvuse kaudne<br />
iseloomustaja on õli leektemperatuur. Mootoriõli valikul peab teadma, et mida madalam on<br />
leektemperatuur, seda kergemini ta aurustub. Õli aur mootoris süttib ja põledes tekitab tahma, nõge<br />
ning muid põlemissaadusi.<br />
Leektemperatuur ja süttimistemperatuur<br />
Temperatuuri, mille puhul õli aurud süttivad lahtisest tulest, nimetatakse leektemperatuuriks. Eri<br />
liiki õlide leektemperatuur erineb küllalt suurtes piirides:<br />
• tööstusõlid(leektemperatuur100...200°C )<br />
• mootoriõlid(140...210°C )<br />
• kompressoriõlid ( 200°...275°C)<br />
Temperatuur, mille puhul õli lahtisest tulest süttib, on süttimistemperatuur. See on tavaliselt
20...30°C kõrgem leektemperatuurist. Leektemperatuuri määratakse õli kuumutamisel kas lahtises<br />
või kinnises tiiglis. Tulemused on erinevad - kinnises tiiglis on leektemperatuur madalam.<br />
Õlide manused<br />
Nafta töötlemisel saadud õlid ei oma alati neid eriomadusi, mida vajatakse. Sellepärast kasutatakse<br />
õlide kvaliteedi parandamist erilisandite - manuste - abil.<br />
Manusteks on mitmesugused keeruka struktuuriga keemilised ühendid. Neid lisatakse järgmiste õli<br />
omaduste mõjutamiseks:<br />
• stabiilsuse tõstmiseks<br />
• korrosiivsuse vähendamiseks<br />
• pesemisvõime suurendamiseks<br />
• viskoossuse mõjutamiseks<br />
• hangumistemperatuuri alandamiseks<br />
• vahutamise takistamiseks<br />
• määrimisvõime tõstmiseks.<br />
Levinud on kompleksmanused. Need on sellised ühendite kombinatsioonid, mis mõjutavad korraga<br />
mitut õli omadust. Manused peavad õlis hästi lahustuma, ei tohi mõjutada teisi õli omadusi, ei tohi<br />
seistes ega töö käigus välja langeda ning peavad säilitama esialgsed omadused võimalikult kaua.<br />
Antioksüdandid on manused õli stabiilsuse tõstmiseks. Need ühendid pidurdavad oksüdeerumise<br />
algust ning adsorbeerudes metalli pinnale, isoleerivad metalli õlist, sest metallid on<br />
oksüdeerumisreaktsioonide puhul katalüsaatoreiks. Antioksüdandid jagunevad: 1)madala<br />
töötemperatuuriga õlidele; 2)kõrge töötemperatuuriga õlidele. Esimesse gruppi kuuluvad<br />
mitmesugused alküülfenoolid, mida kasutatakse industriaalõlides ja amiinid , mida kasutatakse<br />
turbiini- ja trafoõlides. Teise gruppi kuuluvad mitmesugused väävlit, fosforit ja lämmastikku<br />
sisaldavad ühendid (näit. DF-11 ehk Zn-dialküülditiofosfaat), mis leiab kasutamist mootoriõlides.<br />
Antioksüdandid tõkestavad ka korrosiooni.<br />
Korrosiooni takistavad manused peavad kaitsma eeskätt värvilisi metalle (vaske, pliid). Nad<br />
tekitavad metallide pinnale kaitsekelme, mis hoiab ära agressiivsete ühendite kokkupuutumise<br />
metalliga. Mõned seda tüüpi manused neutraliseerivad ka õlisse kogunevaid happelisi produkte.<br />
Korrosioonivastaste manustena kasutatakse leelis- ja leelismuldmetallide alküülfenolaate. Mõned<br />
korrosiooni takistavad manused toimivad ka antioksüdantidena.
Detergendid või dispergendid on pesevad õli manused. Pesemisvõime tähendab õli omadust<br />
lahustada oksüdeerumise tulemusena tekkinud lakki ja tahma ning hoida ära õlis heljuvate<br />
oksüdeerumisproduktide liitumine. Kuna õli moodustavatel süsivesinikel seda omadust ei ole, tuleb<br />
õlisse lisada leeliselise reaktsiooniga pesevaid ühendeid, nagu sulfonaate või mõningaid polümeere.<br />
Nõrgalt leeliselised on CБ-3 (Ba-sulfonaat) ja CK-3 (Ca-sulfonaat), tugevalt leeliseline on PMC.<br />
Polümeersed manused erinevad sulfonaatidest selle poolest, et ei sisalda tuhka ja selle tõttu<br />
vähendavad kulumist võrreldes sulfonaatidega. Pesevaid manuseid kasutatakse peamiselt mootori-<br />
ja kompressoriõlides.<br />
Tihkesti on manus viskoossuse stabiliseerimiseks. Viskoossus peab õlil olema võimalikult ühtlane<br />
ja ei tohi sõltuda temperatuurist. Manusteta õli viskoossus muutub suurtes piirides. Et õli oleks<br />
kasutatav aastaringi, lisatakse väikese viskoossusega õlile kõrgmolekulaarseid ühendeid n<br />
polüisobutüleen (molekulmass 15 000...25 000), polümetakrülaat jt. Need manused tõstavad õli<br />
viskoossust, kuid selliselt tõstetud viskoossus sõltub vähe temperatuurist. Polüisobutüleen vähendab<br />
ka kulumist, kuna adsorbeerub metalli pinnale.<br />
Depressor on manus, mis alandab õli hangumistemperatuuri. Ta adsorbeerub parafiini kristallile ja<br />
väldib sellega nende kasvu. Depressoreina kasutatakse kõrgmolekulaarseid aineid millede<br />
molekulmass on 700...800.<br />
Vahu tekkimine on kahjulik nähtus, kuna see halvendab määrimisomadusi ja soodustab<br />
oksüdeerumist. Vahutama kalduvad suurema viskoossusega õlid. Vahutamisvastased manused<br />
(näiteks polümetüülsiloksaan) põhjustavad õhumullide ümber tekkiva kile kiire purunemise ning<br />
vahtu tekkida ei saa.<br />
Kulumis- ja sööbimisvastased manused peavad vähendama metalliosakeste väljarebimist<br />
hõõrdepindadest. Kulumisvastased manused soodustavad eeskätt õli adsorbtsiooni metalli pinnale<br />
ning takistavad metallide vahetut kokkupuudet ja vähendavad sellega hõõrdetegurit.<br />
Sööbimisvastased manused aga reageerivad metalliga ning tekitavad hõõrdepindadele plastse,<br />
metallist madalama sulamistemperatuuriga ühendite kihi, mis talub suurt rõhku ja ei lase<br />
hõõrdepindadel kleepuda ega tekitada pindrebendeid. Kulumis- ja sööbimisvastaste manuste vahele<br />
ei ole võimalik tõmmata selget piiri. Need manused võivad olla samaaegselt ka<br />
korrosioonivastased . Kulumis- ja sööbimisvastased manused koosnevad peamiselt väävli, kloori ja<br />
fosfori ühendeis. Efektiivseid sööbimisvastaseid manuseid kasutatakse peamiselt jõuülekandeõlides.
Kompleksmanused e manuste kompleksid. Kompleksmanus muudab korraga mitut õli omadust.<br />
Koostise poolest on neid kolm eri liiki;<br />
• alküülfenoolid;<br />
• fenoolsulfiidid;<br />
• väävlit ja fosforit sisaldavad polümeerid.<br />
Alküülfenoolsed kompleksmanused sisaldavad Ba ja Ca ning on väga heade pesevate ning<br />
oksüdatsiooni- ja korrosioonivastaste omadustega.<br />
Fenoolsulfiidsed kompleksmanused on heade pesevate omadustega, vähendavad korrosiooni ja<br />
kulumist ning alandavad hangumistemperatuuri.<br />
Polümeersed kompleksmanused on väga heade pesevate omadustega ning vähendavad viskoossuse<br />
sõltuvust temperatuurist, alandavad hangumistemperatuuri, vähendavad korrosiooni ning tõstavad<br />
õli vastupidavust oksüdeerumisele.<br />
Kaasaegsetes õlides kasutatakse manuste komplekse, s.o. mitut manust kindlas vahekorras. See<br />
võimaldab mitte ainult omadusi parandada, vaid anda õlile ka täiesti uudseid omadusi. Kõrge<br />
kvaliteediga mootoriõlid võivad sisaldada üle 10 % mitmesuguseid manuseid.<br />
Mootoriõlid<br />
Nõuded mootoriõlidele<br />
Mootoriõlideks nimetatakse neid õlisid, mis on kasutusel sisepõlemismootorite õlitussüsteemides.<br />
Nende õlide töötingimused. on väga rasked, sest õli temperatuur võib mootoris muutuda suurtes<br />
piirides. Seisvas mootoris langeb õli temperatuur õhutemperatuurini, mis külmal ajal võib olla<br />
mitukümmend kraadi alla nulli. Töötavas mootoris võib aga õli temperatuur mootori karteris tõusta<br />
kuni 120°C. Üksikute detailide töötemperatuur, millega õli kokku puutub, võib olla kuni 400°C<br />
(kolvipea). Küttesegu põlemise ajal on aga temperatuur põlemiskambris üle 2000°C. Samal ajal<br />
puutub õli kokku aktiivsete põlemisproduktidega, hapnikuga, metallidega, mille tõttu toimuvad<br />
mitmesugused keemilised reaktsioonid, eeskätt oksüdeerumine. Õli on mootori õlitussüsteemis rõhu<br />
all ning pidevas ringluses. Detailidevahelistest lõtkudest pihustatakse õli laiali ning ta seguneb<br />
karteris olevate gaasidega. Et mootoriõli neis tingimustes oma ülesannet võimalikult kaua täidaks,<br />
peab ta vastama järgmistele nõuetele:
• peab olema hea määrimisvõimega;<br />
• peab olema termiliselt stabiilne;<br />
• peab omama head pesemisvõimet;<br />
• õli viskoossus peab temperatuurist sõltuma võimalikult vähe;<br />
• õli ei tohi tekitada korrosiooni;<br />
• õli hangumistemperatuur peab olema madal;<br />
• õli leektemperatuur peab olema kõrge;<br />
• õli tuhasisaldus ei tohi olla suur;<br />
• õli ei tohi sisaldada mehhaanilisi lisandeid ja vett.<br />
Kuna õlide töötingimused erinevais mootoreis ja erinevais ilmaoludes on erinevad, siis ühtne<br />
mootoriõli puudub.<br />
Mootoriõlide liigutus SRÜ-s<br />
Mootoriõlide liigitus on kindlaks määratud riikliku standardiga. See kehtib kõikidele mootoriõlidele<br />
peale lennukiõli. Selle järgi liigitatakse õlid viskoossuse, kvaliteedi ja mootori tüübi järgi.<br />
Viskoossuse järgi jagunevad SRÜ mootoriõlid 21 klassi. Talvisteks nimetatakse 6 ja 8 cSt<br />
viskoossusega õlisid ning suvisteks neid, mille viskoossus on 10 ja enam cSt 100°C juures.<br />
Aastaringsed õlid kuuluvad omaette klassidesse. Nende viskoossus 100°C juures on 6...10 cSt ja<br />
temperatuuri alanedes ei suurene see nii kiiresti kui tavalistel talve- ja suveõlidel. Aastaringsetel<br />
õlidel normeeritakse viskoossus ka -18°C juures ja viskoossuse klass tähistatakse murdarvuga.<br />
Kvaliteedi järgi jagatakse mootoriõlid viide gruppi:<br />
A - erimanusteta õli forsseerimata mootoritele. Б - vähesel määral pesevaid või kompleksmanuseid<br />
sisaldav õli vähe forsseeritud mootoritele. Manuste hulk 3...5 %. B - kompleksmanuseid sisaldav<br />
õli keskmiselt forsseeritud mootorites. Manuseid 4...7 %. Γ - kompleksmanuseid sisaldav kõrge<br />
stabiilsusega Õli kõrgelt forsseeritud mootoritele. Manuste hulk 7...12 %. Д- kõrge efektiivsusega<br />
kompleksmanuseid sisaldav pika kasutuseaga õli rasketes tingimustes töötavatele diiselmootoritele.<br />
Manuseid kokku 18...25 %. E - aeglasekäigulistele diiselmootoritele, mis töötavad väävlirikkal<br />
(kuni 3,5 %} kütusel. Б -. B- ja Γ -grupi õlisid toodetakse:<br />
• universaalsetena;<br />
• ottomootoritele;<br />
• diiselmootoritele.
Nii erinevatesse kvaliteedigruppidesse kui ka eri tüüpi mootoritele ettenähtud õlid erinevad<br />
üksteisest manuste koostise ja vahekorra poolest.<br />
SRÜ mootoriõlide tähistus<br />
Mootoriõlid tähistatakse tähega M. Järgneb arv, mis tähistab viskoossusklassi. Aastaringsetel õlidel<br />
on see murdarv: lugejas 4 või 6, mis tähistab viskoossust -18°C juures. 4 tähendab viskoossust<br />
1300...2600 cSt, 6 tähendab viskoossust 2600...10400 cSt. Nimetajas olev arv näitab viskoossust<br />
100°C juures. Täht 3 märgib, et õli sisaldab tihkestit. Viskoossusklassi tähisele järgnev täht (A, Б,<br />
B, Г, Д , E) tähistab õli kvaliteedigruppi. Indeks l selle järel näitab, et õli on karburaator-mootoreile,<br />
indeks 2 - diiselmootoreile. Kui indeks puudub, on õli universaalne. Näiteks M-8B1; M-10 Г2;<br />
M-6 3 /l0B. tähistab õli kvaliteedigruppi. Indeks l selle järel näitab, et õli on ottomootorile, 2 -<br />
diiselmootoreile. Kui indeks puudub, on õli universaalne. Näiteks M-8B1; M-10 Г2; M-6 3 /l0B. Kui<br />
õli kuulub kahte erinevasse kvaliteedigruppi, kasutatakse kahetähelist tähistust. Näiteks õli M- 43 /<br />
8B2 Г1 on ette nähtud kasutada keskmiselt forsseeritud diiselmootorites ja kõrgelt forsseeritud<br />
karburaatormootorites aastaringselt.<br />
Ottomootorite õlid<br />
M-8B1 - selektiivselt puhastatud õli. Sisaldab alküülfenoolftalaatset kompleksmanust ja sellele<br />
lisaks depressorit ning vahutamisvastast manust. Sobib kasutada SRÜ keskpiirkondades aastaringi ,<br />
välja arvatud kõrgelt forsseeritud sõiduautode mootorid. Leektemperatuur 200°C,<br />
hangumistemperatuur -25 "C. M-8B1 - baasõli on sama, mis M-8 B1 , kuid. sisaldab efektiivsemaid<br />
manuseid. On selle tõttu oksüdeerumiskindlam ja esialgsed omadused säilivad kauem. Sobib<br />
kasutada aastaringi kõikides ottomootorites va kõrgelt forseeritud mootorid. Leektemperatuur<br />
200°C, hangumistemperatuur -25°C. M-8 Г1 - baasõliks on kõrge puhastusastmega destillaatõli.<br />
Sisaldab leeliserikkaid kõrge efektiivsusega pesevaid manuseid (Ca - alküülsalitsülaati,<br />
merevaikhappe derivaate), antioksüdante (Zn-dialküülditiofosfaat) jt. Sobib kasutada talvel kõrgelt<br />
forsseeritud ottomootorites. Leektemperatuur 210°C, hangumistemperatuur -30°C. M-12 Г1 -<br />
manuste kompleks sama, mis eelmisel. Sobib kasutada samades mootorites suvel SRÜ<br />
lõunapiirkondades. Leektemperatuur 220°C, hangumistemperatuur -20°C. M- M-8 3 /l0 Г1 - baasõli<br />
ja manuste kompleks on põhimõtteliselt sama, mis M-8 Г1, kuid sisaldab täiendavalt veel tihkestit,<br />
so viskoossust tõstvat ja stabiliseerivat manust ja depressorit. Sobib kasutada kõrgelt forsseeritud<br />
ottomootoris aastaringi. Leektemperatuur 210°C, hangumistemperatuur -32°C.
Diiselmootorite õlid<br />
Diisliõlide baasõlid on samad, mis ottomootorite õlidelgi, kuid nad sisaldavad teistsuguseid<br />
manuseid. Põhiliseks seda tingivaks asjaoluks on diislikütuste suurem väävlisisaldus. M – 8 B2 -<br />
selektiivselt puhastatud väävlirikkast naftast toodetud destillaatõli, mis sisaldab alküülfenoolseid<br />
kompleksmanuseid, sulfonaatseid pesevaid manuseid antioksüdante, depressorit ja vahuvastast<br />
manust. Ette nähtud kasutada keskmiselt forsseeritud diiselmootoreis talvel. Leektemperatuur 190 °<br />
C, hangumistemperatuur -25°C. M – l0 B2 - selektiivselt puhastatud destillaat- ja jääkõlide segu.<br />
Manused samad, mis eelmisel. Ei sisalda depressorit. Ette nähtud kasutada keskmiselt forsseeritud<br />
diiselmootoreis suvel. Leektemperatuur 200°C, hangumistemperatuur -15°C. M – 8 Г2 - baasõli<br />
sama, mis M-8 B2, kuid kompleks- ja pesevmanuste hulk märksa suurem. Sisaldab depressorit. Ette<br />
nähtud kõrgelt forsseeritud diiselmootoreile talvel. Leektemperatuur 200°C, hangumistemperatuur<br />
-25°C. M – l0 Г2 - baasõli sama, mis M-l0 B2, kuid kompleks- ja pesevaid manuseid märgatavalt<br />
rohkem. Ettenähtud kõrgelt forsseeritud diiselmootoreile suvel. Leektemperatuur 200°C,<br />
hangumistemperatuur -15°C. M-8 Г2K - talvine õli diiselmootoritele ,M-10 Г2'K - suvine õli<br />
diiselmootorites kasutamiseks. M-I0ДM - kõrgelt forsseeritud rasketes tingimustes töötavatele<br />
turbodiislitele ettenähtud õli. Sisaldab 15 % kompleksmanust , 6 % pesevaid manuseid ning<br />
kulumisvastaseid manuseid. Б -grupi õlisid kaasaegsetes diiselmootorites ei soovitata kasutada.<br />
Universaalõli M-6 3 /10B - olenevalt baasõlist valmistatakse hangumistemperatuuridega -30°C ja<br />
-40°C. Manustena kasutatakse alküülsalitsülaate, sulfonaate, polüisobutüleeni jt. Õli sobib kõikidele<br />
väheforseeritud mootoritele aastaringi. Tänu kõrgele stabiilsusele on tema kasutusiga ottomootoris<br />
märksa pikem kui teistel sama kvaliteediga ottomootori õlidel.<br />
Euroopa ja Ameerika klassifikatsiooni järgi mootoriõlide liigitus<br />
Mootoriõlisid liigitatakse lääne pool samuti viskoossuse ja kvaliteedi järgi, kuid tähistus on<br />
teistsugune. Enamuses maades kasutatakse USA-st pärit viskoossuse järgi liigituse süsteemi.<br />
SAE klassifikatsioonis liigitatakse mootoriõlid 11-nesse klassi. Klasse tähistatakse arvudega 0,<br />
5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60. Talveõlidele lisatakse W täht 0W, 5W, 10W, 15W, 20W. Seega SAE<br />
0W on talveõli, SAE 30 on suveõli, SAE 10W 40 aga aastaringne õli. Aastaringne õli peab<br />
üheaegselt vastama ühe talvise ja ühe suvise mootoriõli nõuetele. Mida suurem on viskoossuse<br />
klassi tähistav number seda viskoossem on õli ja vastupidi. Igale klassinumbrile vastab teatud<br />
viskoossusega õli. Mootoriõlide viskoossus määratakse 100°C ja ühe klassi õlil on määratud max ja<br />
min viskoossus selle temperatuuri juures. Mootoriõlide valikul tuleb lähtuda mootori valmistanud
firma nõuetest. Soovitatakse kasutada poolsünteetilisi ja sünteetilisi mootoriõlisid.<br />
Enamkasutatavad mootoriõlid meie kliimas on aastaringsed mineraalõlid SAE 10W 40, SAE 10W<br />
30, SAE !5W 30, SAE 15W 40. Poolsünteetilised mootoriõlid on SAE 5W 30, SAE 5W 40.<br />
Sünteetilised mootoriõlid on SAE 5W 50, SAE 0W 40, SAE 10W 50. Viskoossuse seisukohalt<br />
parem mootoriõli on alati see, millel on väiksem viskoossus. Kuna viskoossuse klassid seonduvad<br />
viskoossusega, siis on nii käivitamise kui ka mootori kulumise ja kütusekulu seisukohalt alati<br />
paremad need õlid, mille tähistuses esimene arv on 0, 5, 10. Mida suurem on tähistuse teine arv ,<br />
seda suurem on mootoriõli võime töötada kuumades tingimustes ( 20W 50, 10W 60 ). Samuti<br />
aurustub selline mootoriõli vähem, seega õlikulu on väiksem. Heade viskoossusomadustega<br />
mootoriõli ei pruugi veel igakülgselt hea mootoriõli. Väga oluline on mootoriõlide kasutamisel<br />
peale viskoossuse veel kvaliteet st kasutusomadused. Selleks, et erinevate omaduste ja kvaliteediga<br />
mootoriõlid oleksid kõigile kättesaadavad, on maailmas kasutusel mootoriõlide kindlad standardid.<br />
Nende põhjal saab kontrollida teatud kindla mootoriõli kvaliteeti. Samuti saab õlitootja kindlaks<br />
määrata, millistele nõuetele mootoriõli vastab. Euroopas kasutatakse mitmeid klassifikatsioone.<br />
API klassifikatsioon eeldab, et õli on enne klassi kinnitamist läbinud täpselt kindlaks määratud<br />
testi. Klassifikatsioon on avatud ja sinna saab lisada uusi klasse endisi muutmata. Esimene täht<br />
tähistuses näitab mootori tüüpi ja teine õli kvaliteeti.<br />
S – ottomootor , C – diiselmootor, T – 2-taktiline ottomootor. Teine täht on alates A-st A, B, C, D,<br />
E, F, G, H, I, J,K,L jne. Seega SA, SB, SC, SD, jne on ottomootori õlid, CA, CB, CC, CD jne<br />
diiselmootoriõlid ja TA, TB, TC, TD on 2-taktilise ottomootori õlid.<br />
Kui tähistuses on SE/CC siis see mootoriõli on universaalne ja sobib kasutamiseks nii ottomootoris<br />
kui ka diiselmootoris. Täielik tähistus API SE/CC.<br />
API SF mootoriõli toodetakse aastast 1980 ja sobib keskmistes tingimustes töötavale ottomootorile<br />
mida toodeti aastatel 1980…1989.<br />
API SH mootoriõli toodetakse aastast 1993 ja on mõeldud kasutamiseks sõidu- ja kauba-autode<br />
ottomootorites. See õli on kõrgema kvaliteediga kui SG klassi mootoriõli<br />
API CC mootoriõli on kasutuses aastast 1961 ja sobib diiselmootoritele, mis töötavad rasketes<br />
tingimustes ning keskmiselt või kõrgelt forseeritud.<br />
API CE mootoriõli toodetakse aastast 1983 ja sobib ülelaadimisega diiselmootoritele milledel suur<br />
võimsus ning rasked töötingimused. See õli on kõrgema kvaliteediga kui CD klassi mootoriõli.
API CF mootoriõli toodetakse aastast 1994 ja sobib diiselmootoritele milledes kasutatakse kõrge<br />
väävlisisaldusega kütust (0,4%).<br />
API SF-4 mootoriõli toodetakse aastast 1991 ja sobib kasutada alates 1991 aastast toodetud<br />
kiirekäigulistes neljataktilistes diiselmootorites.<br />
API CF-2 on kahetaktiliste diiselmootorite õli, mis töötavad rasketes tingimustes.<br />
API CG-4 mootoriõli on kastusel aastast 1995 ja asendab CF-4 mootoriõli.<br />
API SE/CC on mootoriõli, mis sobib kasutamiseks nii otto-kui diiselmootorites.<br />
API TA keskmiselt koormatud 2-taktilistele ottomootorites.<br />
API TB väikese võimsusega 2-taktilistele ottomootorites (mopeed, mootorsaag, skuuter)<br />
API TC asendab eelmisi ja sobib siis kui need mootorid töötavad rasketes tingimustes<br />
API TD 2- taktilistele paadimootoritele<br />
Aastast 1993 kasutatakse Ameerikas tähistust API ILSAC. Euroopas seda tähistust kasutatakse<br />
vähe. CCMC ja ACEA on Euroopas kasutatav tähistus.<br />
CCMC klassifikatsioon<br />
See võeti kasutusele 1983 aastal ja see on järgmise tähistusega.<br />
G – ottomootoriõli<br />
D – diiselmootoriõli<br />
PD – kiirekäigulise diiselmootori õli<br />
Nendele tähtedele järgneb number. Mida suurem on number seda kvaliteetsem ja paremate<br />
omadustega on õli. Praegu on kasutusel arvud 2 kuni 6, alates 1990 aastast 1 ei kasutata.<br />
G4 mootoriõli kasutatakse ottomootorites, mida toodetakse aastast 1989 ja asendab G3.<br />
D3 mootoriõli kasutatakse ülelaadimisega diiselmootoritest ja vastab API CD õlile.
ACEA klassifikatsioon<br />
See on Euroopa mootoriõlide klassifikatsioon mida juurutatakse aastast 1994. Selle klassifikatsiooni<br />
järgi:<br />
A1, A2, A3,A4,A5 ottomootoriõli,<br />
B1, B2, B3, B4,B5 diiselmootoriõli,<br />
E1,E2, E3, E4, E5 raskelt koormatud diiselmootorisse sobiv õli.<br />
Tähistus on järgmine ACEA E4, ACEA A3 või ACEA E3/B3.<br />
Näiteks Teiboil Gold õlil on järgmine tähistus: SAE 5W 40 ; API SJ/CF ; ACEA A3/B3. See õli on<br />
täissünteetiline mootoriõli. See mootoriõli sobib ottomootoritesse ja sõiduautode diiselmootoritesse,<br />
mis võivad olla ka ülelaadimisega.<br />
Suurte firmade mootoriõlid<br />
Lisaks API, CCMC ja ACEA klassifikatsioonidele on mitmed mootoreid tootvad firmad<br />
kehtestanud mootoriõlidele oma nõuded. Neid nõudeid tuleb arvestada uute mootorite juures. Vale<br />
õli kasutamine jätab mootorikasutaja ilma firmapoolsest garantiist. Euroopas arvestatavamad<br />
tähistused on:<br />
MB (Mercedes-Benz)<br />
VW (Volkswagen / Audi /Seat)<br />
MAN (Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg)<br />
PSA (Peugeot / Citröen / Talbot)<br />
MIL-L (USA ja GB kaitsejõudude klassifikatsioon)<br />
Universaalõlid<br />
Universaalõlisid kasutatakse põllu-ja metsamajandusmasinates. Sobib see õli mootorisse,<br />
hüdrosüsteemi ja jõuülekande seadmete karteritesse. STOU ( Super Traktor Oil Universal) on õli<br />
tähistus ja vastab see õli SAE 10W 30, SAE 10W 40 ja SAE 15W 40 klasside viskoossuse nõuetele
ning API CD/SF nõuetele. Selline süsteem, kus kasutatakse ühte õli väldib valede õlide kasutuse ja<br />
õlide segunemise.<br />
Õli vananemine ja vahetamine<br />
Kvaliteedi muutused ja seda mõjutavad tegurid<br />
Õli tööiga peaks olema võimalikult pikk. Kiire vananemine põhjustab suure õlikulu ja teeb masinate<br />
hoolduse mahukaks. See muudab masinate ekspluatatsiooni kallimaks ja kulutab asjatult<br />
naftavarusid. Õli kvaliteedi püsivus sõltub sellistest asjaoludest nagu õli koostisest, tootmisviisist,<br />
manustest, aga ka mootori õlitussüsteemi ehitusest ja masina töötingimustest. Peamine muutus<br />
mootoriõlides on nende oksüdeerumine. Seda kiirendab oli kõrge temperatuur, kokkupuutumine<br />
kuumade detailide ja gaasidega ning metallide katalüütiline toime. Oksüdeerumisproduktid - tagi,<br />
lakk, šlamm - takistavad detailide jahutamist, tekitavad ummistust ja kiirendavad õli mustumist.<br />
Oluliseks oksüdatsiooni kiirendavaks asjaoluks on veel see, et töö käigus õli segatakse ja paisatakse<br />
piiskadena laiali, mille tõttu õli kokkupuute pind õhuga on väga suur. Samuti sõltub õli<br />
oksüdeerumise kiirus mootori koormusest - mida suurem koormus, seda kiiremini kulgeb see<br />
protsess. Oksüdeerumisprotsessiga on seotud õli korrosiivsuse tõus mootori töö käigus, sest mitmed<br />
oksüdatsiooniproduktid on happelise reaktsiooniga ning korrodeerivad metalle. Ka mõned õlisse<br />
sattunud põlemisproduktid põhjustavad õli happesuse tõusu. Olulist mõju avaldab siin kütuse<br />
kvaliteet ja väävlisisaldus. Madalakvaliteediline väävlirikas kütus muudab õli kiiresti<br />
kasutuskõlbmatuks. Õlisse kogunenud hapendumisproduktid reageerivad õlis leiduvate manustega,<br />
mille tõttu viimaste aktiivsus langeb ning pikemaajalisel kasutamisel kaob täiesti, manus "kulub<br />
ära". Manuste aktiivsuse vähenemist õli kasutusaja jooksul iseloomustab leelisarvu ja<br />
baariumisisalduse vähenemine. Sellega kiireneb õli oksüdeerumine ja tema korrosiivsus tõuseb<br />
järsult. Peale õlis toimuvate keemiliste protsesside kutsub õli kvaliteedi languse esile õli<br />
mustumine. Seda põhjustab tahkete põlemisproduktide, tolmu, mootori kulumisproduktide ning<br />
niiskuse kogunemine õlisse. Tahked lisandid kiirendavad kulumist, vesi aga kiirendab korrosiooni<br />
ning võib põhjustada mõnede manuste eraldumise õlist. Õli mustumise kiirus sõltub suurel määral<br />
mootori ehitusest (karteri maht, puhastite tüüp), selle tehnoseisundist ning õlifiltrite hooldamisest.<br />
Mida väiksem on õli hulk karteris, seda kiiremini ta mustub. Kulunud kolvigrupi korral kiireneb<br />
samuti mustumine. Kergete fraktsioonide väljaauramine ja ärapõlemine põhjustab viskoossuse<br />
tõusu. Põlemata kütuse sattumine õlisse aga vähendab õli viskoosust.
Spektraalanalüüs<br />
Välise vaatlusega ei ole võimalik otsustada õli koostises toimunud muutuste ning esialgsete<br />
omaduste säilimise üle. Seda saab teha üksnes laboritingimustes. Üks õli omaduste hindamise<br />
meetodeid on spektraalanalüüs. See põhineb asjaolul, et iga keemiline element annab spektris kindla<br />
asukohaga jooned. See meetod võimaldab määrata õlis leiduvad keemilised elemendid. Kui<br />
võrrelda oli proovi ja etaloni spektrijoonte intensiivsust, saab hinnata ka elementide kogust. Ca, Ba,<br />
P, Zn ja Mg hulga järgi saab otsustada manuste olemasolu üle, seega hinnata õli koostise vastavust<br />
etalonile. Si ja K sisaldumine aga näitab, et õlisse on väljast sattunud mustust. Fe, Pb, Cu ja Al<br />
sisaldumine õlis osutab mootori detailide kulumisproduktide kogunemisele. Selle järgi omakorda<br />
saab anda hinnangu ka mootori tehnoseisundile. Nende metallide ebanormaalselt suur hulk õlis<br />
viitab mootori avariilisele kulumisele. Spektraalanalüüs on kiire ja piisavalt täpne. Selle alusel saab<br />
otsustada, millal on vaja õli vahetada ning millal suunata mootor remonti.<br />
Õli vahetusvälb<br />
Enamikus ettevõtetes ei ole võimalik täpseid analüüse teha ja sellepärast on masinaid tootvates<br />
tehastes katsetulemuste põhjal määratud keskmised õli kasutusajad. Nendest lähtudes tulebki õli<br />
vahetada. Autode puhul lähtutakse läbisõidetud kilomeetreist, traktoritel - töötundidest. Enamikul<br />
mootoreist on mineraalõli vahetusvälb 5000...10 000 km. Sõiduautodel on mineraalõli vahetus ette<br />
nähtud 10000…15 000 km järel. Teistest sagedamini tuleb õli vahetada neil autodel, millede<br />
mootorid töötavad seisuajal (paakautod, kallurid, kraanad jt,). Sünteetilistel ja poolsünteetilistel<br />
õlidel on vahetusvälb pikem ja võib sõiduautodel ulatuda 15000….20 000 km-ni. Traktorite<br />
diiselmootorites tuleb õli vahetada 250 töötunni järel. Kui kasutatakse ettenähtust madalama<br />
kvaliteediga õli, lüheneb õli vahetusvälb 125 tunnile. Sünteetiliste õlide kasutamise korral võib õli<br />
vahetada 500 töötunni järel. Õli esialgsed omadused püsivad kauem, kui karterisse valatakse värsket<br />
õli juurde. Ei tohi erineva kvaliteediga õlisid omavahel segada, õlide segu kvaliteet võrdub segusse<br />
kuuluva kõige madalama õli omaga.<br />
Jõuülekandeõlid<br />
Jõuülekandeõlideks nimetatakse õlisid, mis on ette nähtud kasutamiseks autode, traktorite ja muude<br />
liikurmasinate mehhaaniliste jõuülekannete määrimissüsteemides (käigu- ja jaotuskastides, vedava<br />
silla pea- ja lõppülekannetes, roolimehhanismides). Need õlid peavad õlitama ning jahutama<br />
hammasrataste tööpindasid ja veerelaagreid. Jõuülekandeõlid valmistatakse jääkõlidest või<br />
destillaat- ja jääkõlide segust, milledele lisatakse juurde veel erimanuseid. Jõuülekandeõlide tihedus
on 910...940 kg/m³ ning viskoossus 100°C juures vahemikus 10...30 cSt.<br />
Nõuded jõuülekandeõlidele<br />
Õlide töötingimused jõuülekande agregaatides on võrreldes mootoritega märgatavalt erinevad.<br />
Nende õlide töötemperatuur ei tõuse kunagi nii kõrgeks kui mootoris, kuid survejõud detailide<br />
kontaktpindadel võivad olla väga suured. Samuti segatakse ja pihustatakse õlisid seal vähem. Selle<br />
tõttu on nõuded jõuülekandeõlidele mootoriõlidest erinevad.. Selleks, et kindlustada jõuülekannete<br />
pikaajaline häireteta töö, peavad jõuülekandeõlid vastama järgmistele nõuetele:<br />
• vähendama hõõrdepindade kulumist ja vältima sööbimist;<br />
• vähendama energiakulu hõõrdumise ületamiseks;<br />
• kaitsma detaile korrosiooni eest;<br />
• säilitama määrimisomadused nii madalatel kui ka kõrgetel temperatuuridel;<br />
• ei tohi vahutada;<br />
• ei tohi oksüdeeruda.<br />
Määrimisomaduste parandamiseks ning kulumise ja pindade sööbimise vähendamiseks lisatakse<br />
jõuülekandeõlidesse väävlit, fosforit ja kloori sisaldavaid manuseid kuni 5 % . Manused,<br />
adsorbeerudes metalli pinnale, on ühtlasi korrosioonivastase toimega. Temperatuuri langemisel alla<br />
0°C suureneb jõuülekandeõlide viskoossus järsult. See põhjustab suure energiakao ja suurendab ka<br />
kulumist. Hangumistemperatuuri alandamiseks lisatakse kaasaegsetele jõuülekandeõlidele 0,2...O,5<br />
% depressorit. Suure viskoossuse tõttu kalduvad jõuülekandeõlid vahutama. Vahu tekkimine<br />
jõuülekandes suurendab järsult kulumist ja sellepärast lisatakse jõuülekandeõlidele<br />
vahutamisvastaseid manuseid. Kuna õli temperatuur jõuülekannetes on alla 100°C, siis<br />
oksüdeerumisprotsess on aeglane ning õlide esialgsed omadused püsivad palju pikema aja vältel kui<br />
mootoriõlidel. Sellepärast kõikidele jõuülekandeõlidele antioksüdante ei lisatagi.<br />
Jõuülekandeõlide liigitus ja kasutamine<br />
SRÜ riikides liigitatakse jõuülekandeõlisid kasutusala järgi järgmiselt:<br />
1. grupp - manusteta õlid, kasutamiseks hammas- ja tiguülekannetes keskmistel koormustel, õli<br />
temperatuur alla 90°C. Neid ei sobi kasutada autode ja traktorite jõuülekannetes;<br />
2. grupp - kulumisvastaste manustega õli raskelt koormatud hammas-ja tiguülekannetele, õli<br />
temperatuur kuni 150°C;
3. grupp - sööbimisvastaste manustega õli raskelt koormatud hammas- ja tiguülekannetele, ka<br />
hüpoidülekannetele, õli temperatuur kuni 150°C;<br />
4. grupp - efektiivsete sööbimisvastaste manustega õli eriti raskelt koormatud hammas- ja<br />
tiguülekannetele, ka hüpoidülekannetele. õli temperatuur kuni 150°C;<br />
5. grupp - efektiivsete sööbimisvastaste ja kompleksmanustega õlid raskelt koormatud ning<br />
löökkoormustega töötavatele hüpoidülekannetele. õli temperatuur kuni 150°C.<br />
Jõuülekandeõlisid toodetakse nelja erineva viskoossusega: 9, 12, 18 ja 34 cSt mõõdetuna 100°C<br />
juures. Eesti tingimustes sobivad kasutada peamiselt 12...18 cSt viskoossusega õlisid.<br />
Õli tähistatakse tähtedega TM, millele järgnevad kasutusgrupi number ja viskoossus. Näiteks<br />
TM-5-18. Kui õli sisaldab tihkestit, on margis veel indeks 3. Autodel ja traktoritel on ette nähtud<br />
kasutada järgmisi õlisid: TM-2-18- õlide fenoolpuhastuse ekstrakti ja tööstusõli segu. Lisatud<br />
kulumisvastast manust ja depressorit. Aastaringne õli traktorite jõuülekannetele. TM-3-18- naftast<br />
toodetava fenoolpuhastuse õli , millele lisatud sööbimisvastaseid manuseid ja depressorit.<br />
Aastaringne õli veoautode jõuülekannetele (välja arvatud hüpoidülekanded). Sobib kasutada ka<br />
traktorites . TM-3-18- destillaat- ja jääkõlide segu, millele manustatud sööbimisvastaseid manuseid<br />
ja depressorit. Kasutusala sama, mis TM-2-18, kuid kulumisvastased omadused paremad. TM-3-9-<br />
jääkõlide ja vedelate destillaatõlide (trafoõli, velosiit) segu. sisaldab sööbimisvastast manust,<br />
depressorit ja vahutamisvastast manust. Aastaringne õli põhjapiirkondadele .TM-3-18- selektiivselt<br />
puhastatud õli. Sisaldab sööbimisvastaseid ja kompleksmanuseid, tihkestit, antioksüdanti ja<br />
depressorit. Ette nähtud sõiduautode jõuülekannetele, sealhulgas ka hüpoidülekannetele. TM-4-18-<br />
destillaat- ja jääkõlide segu, millele manustatud efektiivseid sööbimis-ja vahutamisvastaseid<br />
manuseid ning depressorit. Ette nähtud veoautode hüpoidülekannetele.<br />
Euroopa ja Ameerika päritoluga jõuülekandeõlid<br />
Enamuses Euroopa riikides kasutatakse jõuülekandeõlide liigituseks SAE ja API klassifikatsiooni.<br />
SAE klassifikatsioonis liigitatakse jõuülekandeõlid viskoossuse järgi klassidesse ja klasse<br />
tähistatakse numbritega 70, 75, 80, 85, 90, 100, 140, 200, 250. Süsteem on sama, mis mootoriõlidel<br />
st, et on suveõlid ( SAE 90), talveõlid (SAE 75) ja aastaringsed õlid (SAE 80W 140).<br />
API klassifikatsioonis liigitatakse jõuülekandeõlid kvaliteedi järgi kuude rühma ja rühmasid<br />
tähistatakse arvudega 1…6. Jõuülekandeõli tähis on GL.<br />
GL-1 – mineraalõli, oksüdeerumis ja vahutamisvastaste lisanditega, silinder- ja koonushammasratas
ning tiguülekannetes kasutamiseks, väikestel kiirustel ja koormustel.<br />
GL-4 – poolsünteetiline või mineraalne jõuülekandeõli, sööbimisvastaste lisanditega, sobib<br />
hüpoidülekannetesse, kus üks kahest, kas kiirus või jõumoment on väikene.<br />
GL-6 – sünteetiline või poolsünteetiline jõuülekandeõli, sisaldab lisandeid, mis võimaldavad seda<br />
õli kasutada suurtel kiirustel ja koormustel.<br />
Jõuülekannetes kasutatakse tihti ka mootoriõlisid, sest need vastavad GL-1 ja GL-2 nõuetele.<br />
Hüpoidülekannete õli ei sobi kasutada seal , kus on vaske sisaldavast sulamist detailid. Kui<br />
jõuülekandeõlid sisaldavad sööbimisvastaseid lisandeid, lisatakse tähistusse tähed EP, HD.<br />
Tööstusõlid<br />
Tööstusõlideks nimetatakse selliseid õlisid, mis on ette nähtud kasutamiseks metallilõikepinkides,<br />
hüdraulilistes pressides jm. tööstusseadmetes. Nad peavad määrima hammasrattaid, laagreid,<br />
kandma üle survejõudu ning jahutama hõõrdumise tõttu kuumenevaid detaile. Tööstusõlid on<br />
põhiliselt destillaatõlid. Vähese väävlisisaldusega naftast saadud tööstusõlid läbivad<br />
happepuhastuse, väävlirikkast naftast saadud õlid aga selektiivpuhastuse. Nende viskoossus 50°C<br />
juures on 5...100 cSt. Tööstusõlide töötingimused on suhteliselt kerged. Nende temperatuur on<br />
vähemuutuv ja ei ületa 50°C, detailidevahelised survejõud on väiksemad kui autode või traktorite<br />
jõuülekandeis. Tööstusõlidelt nõutakse kõrget stabiilsust ja töötingimustele vastavat viskoossust.<br />
Viimane ongi õli valikul põhiline näitaja.<br />
Tööstusõlide liigutus ja kasutamine<br />
Kaasajal toodetakse ja kasutatakse üle 70 eri nimetusega tööstusõli, nende täpne liigitus puudub.<br />
Tööstusõlid jaotatakse kolme põhiliiki:<br />
• kerged;<br />
• keskmised;<br />
• rasked.<br />
Erinevad nad üksteisest viskoossuse, tiheduse, puhastusviisi jm. näitajate poolest.<br />
Kerged õlid on väikese viskoossusega ja ette nähtud kiirekäiguliste mehhanismide õlitamiseks. Siia<br />
liiki kuuluvad aparaadiõlid (vaseliinõli) ja separaatoriõli.<br />
Keskmised õlid on üldotstarbelised ja kõige levinum liik. Nende viskoossus 50°C juures on 4...118<br />
cSt, leektemperatuur 100...210°C ja hangumistemperatuur -10...-50°C.<br />
Rasked õlid on suure viskoossusega õlid, milledel viskoossus üle 118 cSt.
Tänu suhteliselt madalale töötemperatuurile säilitavad tööstusõlid oma esialgsed omadused pika aja<br />
jooksul ning vajavad vahetamist harva. Suurem osa tööstusõlisid on oksüdeerumiskindlad,<br />
korrosioonivastaste lisanditega ning neid kasutatakse keskmistel rõhkudel ja koormustel.<br />
Muud õlid<br />
Õlide tähistus ISO järgi<br />
ISO standardi ISO 3448 järgi jaotatakse õlid 18–nesse klassi.<br />
Õlide viskoossust mõõdetakse 40°C ja 100°C juures. Igale klassile vastab kindla viskoossusega õli.<br />
Õlide tähistus on järgmine: ISO VG 2 ja selle õli viskoossus 40°C juures 2,2 cSt või 2,2 mm ²/ s.<br />
Klasside numbrid on järgmised: 2, 3, 5, 7, 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150, 220, 320, 460, 680,<br />
1000, 1500.<br />
Hüdroõlid<br />
Hüdroõlideks nimetatakse niisuguseid õlisid, mida kasutatakse jõu ülekandmiseks - hüdromootorite<br />
või jõusilindrite käitamiseks, samuti hüdrotransformaatorites.<br />
Nõuded hüdroõlidele<br />
Hüdroõlid peavad olema madala hangumistemperatuuri ja sobiva viskoossusega. Liiga suure<br />
viskoossuse korral on masinas suur võimsuskadu, pealegi rõhu tõustes viskoossus suureneb veelgi.<br />
Liiga väikese viskoossuse korral halveneb õli määriv toime ning võivad esineda lekked.<br />
Hüdroõlidelt nõutakse ka oksüdatsioonikindlust, sest õli võib kuumeneda 100°C või enam. Õli<br />
hüdrosüsteemis on kõrge rõhu all ja voolab suure kiirusega. Sellistes tingimustes on vahu tekkimise<br />
oht suur. Õli ei tohi vahutada, sest siis jõuülekanne katkeb, kuna vaht on kokkusurutav.<br />
Hüdroõlidele lisatakse vahustamisvastaseid ja oksüdeerumiskindlust tõstvaid lisandeid.<br />
Hüdroõlide liigitus ja kasutamine<br />
Hüdrosüsteemides kasutamiseks sobivad mõned üldotstarbelised tööstusõlid ja mootoriõlid.<br />
Enamikul traktoritel ja põllutöömasinatel tulebki kasutada hüdraulilises süsteemis sama oli, mis<br />
mootori karteris. Toodetakse ka eriõlisid hüdrosüsteemidele. SRÜ riikides liigitatakse hüdroõlid 10<br />
viskoossuse klassi. Kasutamistingimuste järgi jagatakse hüdroõlid kolme gruppi: A - manusteta<br />
mineraalõli hammasratas- ja kolbpumpadega hüdrosüsteemidele, mis töötavad rõhul kuni 15 MPa ja
temperatuuril kuni 80°C; Б - antioksüdanti ja korrosioonivastast manust sisaldavad hüdroõlid igat<br />
tüüpi hüdrosüsteemidele, mis töötavad rõhul kuni 25 MPa ja temperatuuril üle 80°C; B -<br />
hapendumis-, korrosiooni- ja kulumisvastast manust sisaldav õli igat tüüpi hüdrosüsteemidele, mis<br />
töötavad rõhul üle 25 MPa ja temperatuuril üle 90°C. Hüdroõlid tähistatakse tähtedega MГ, millele<br />
järgnev arv näitab viskoossuseklassi ning selle järel olev täht kasutusgruppi (näiteks MГ-22-A).<br />
Väikese viskoossusega hüdroõlisid kasutatakse automaatjuhtimissüsteemides ja Arktikas. SRÜ<br />
keskvöötmes kasutamiseks sobivad 15...30 cSt viskoossusega õlid. Enamkasutatavad hüdroõlid on<br />
järgmised : MГ-22-A (Värtnaõli ) Valmistatakse madala hangumistemperatuuriga naftast kas<br />
peenpuhastuse või selektiivpuhastuse teel. Kasutatakse ka deparafiniseerimist. Viskoossus (50°C)<br />
12...14 cSt. Hangub temp. -45°C. Leektemperatuur 165°C. Lubatud töötemperatuur -35°...60°C<br />
lühiajaliselt kuni 90°C. Sobib kasutada külmal ajal traktorite, autode ja ekskavaatorite<br />
hüdrosüsteemides. MГ-20 Valmistatud tööstusõli ГC-20 baasil manuste (antioksüdant, depressor,<br />
vahuvastane lisand) lisamise teel. Otstarve sama, mis eelmisel. Viskoossus 17...35 cSt,<br />
hangumistemperatuur -40°C. MГ -30 Suure viskoossusega hüdroõli. Aluseks tööstusõli, lisatud<br />
samu manuseid, mis MГ- 20-le. Viskoossus 27...30 cSt. Ette nähtud ehitusmasinatele ja<br />
tõsteseadmetele lõunarajoonides. Keskvöötmes võib kasutada suvel. Peale nimetatud õlide leiab<br />
kasutamist veel lennukite hüdroõli AMГ -10. See on madala hangumistemperatuuriga (-60°C) ja<br />
temperatuurist vähesõltuva viskoossusega õli. Töö käigus hüdroõlid oksüdeeruvad ja mustuvad,<br />
mistõttu vajavad vahetamist. Traktori hüdrosüsteemis on hüdroõlide tööiga umbes 1000 töötundi.<br />
Euroopa ja Ameerika hüdroõlid<br />
Kasutatakse ISO ühist tähistussüsteemi ja see on sama, mis teistel õlidel. Riigiti kehtivad kohalikud<br />
standardid. Saksamaal kehtiva riikliku standardi DIN järgi tähistatakse hüdroõlisid tähtedega HL ja<br />
lisatakse tähti vastavalt lisanditele ja viskoossuseklassi tähis on sama, mis ISO-l ( 10, 15, 22, 32, 46,<br />
68, 100). Näiteks HLPD sisaldab korrosioonivastaseid lisandeid ja detergente. ATF õlid on<br />
kasutusel automaatjuhtimisega hüdraulilistes käigukastides.<br />
Eraldi tähistatakse erihüdroõlisid:<br />
HEES 46 – sünteetiline hüdroõli, mis looduses laguneb, kasutamistemperatuur -25….+90°C.<br />
HETG 32-68 – rapsiõli baasil valmistatud hüdroõli, mis looduses laguneb<br />
HLP 46S – spetsiaalne hüdroõli sõjatehnika hüdrosüsteemide tarvis<br />
HVLP 15T spetsiaalne hüdroõli kasutamiseks madalate temperatuuride korral (kuni - 55°C).
Näiteks 32 viskoossusklassi hüdroõli viskoossus 40°C juures on 32 cSt ja 100°C juures 6,9 cSt,<br />
viskoossusindeks 180 hangumistemperatuur – 54°C ja max kasutustemp.175°C. Hüdrosüsteemides<br />
kasutatakse ka orgaanilise päritoluga õlisid – sagedamini rapsiõli.<br />
Kompressoriõlid<br />
Nende õlide ülesandeks on kompressori survekambri tihendamine, detailide õlitamine ja<br />
jahutamine. Nõutav on kõrge stabiilsus, sest näiteks kolbkompressorites võib töötemperatuur tõusta<br />
üle 200° C. Samuti peab kompressoriõlidel olema hea pesemisvõime, nad ei tohi vahutada ega<br />
tekitada korrosiooni. Toodetavate kompressoriõlide viskoossus on 7...30 cSt, leektemperatuur<br />
200...275°C. Kompressoriõlid tähistatakse SRÜ-s tähega K, järgnev arv tähistab viskoossust<br />
( K-12). Saksamaal tähistatakse kompressoriõlisid tähega V ja lisatakse kvaliteeditähis A, B, C, D,<br />
E jne. Aastaringseid õlisid tähistatakse VB/VC , VBL/VCL , täht L näitab, et õli sobib ka veere-ja<br />
liugelaagritele. Külmutusmasinate õlid on sisuliselt kompressoriõlide eriliik. Nõutav on madal<br />
hangumistemperatuur ja väga kõrge stabiilsus, sest neid õlisid ei vahetata paljude aastate jooksul.<br />
Eri tingimus on see, et nad ei tohi reageerida ammoniaagi ja klooriühenditega (freoonidega), mida<br />
kasutatakse külmutusmasinais soojuskandjana. Külmutusmasinate õlidel on viskoossus 12...52 cSt,<br />
leektemperatuur 160...225°C, hangumistemperatuur -40... ...-60°C.<br />
Õli tähis SRÜ-s on täht X. Sellele järgnev täht Ф tähistab freoonil töötavate külmutute õlisid, täht A<br />
aga ammoniaagil või süsihappegaasil töötavate külmutite õlisid. Järgnev arv näitab viskoossust<br />
(näiteks XA-30 XФ – 12 – 18).<br />
Rahvusvahelises liigituses tähistatakse viskoossuseklasse ISO järgi ja need on 22, 32, 68, 100, 150.<br />
Saksamaal tähistatakse kompressoriõlisid tähtedega XK ja lisatakse viskoossuse tähis. Näiteks<br />
XKH 46 on poolsünteetiline külmutuskompressoriõli agensi ammoniaak korral. XK 100 ja XK 250<br />
on soojuspumpade kompressoriõlid.<br />
Isolatsiooniõlid<br />
Nende õlide põhiülesanne on tõsta elektriseadmetes isolatsiooni takistust ja jahutada neid. Nõutav<br />
on niiskuse ja mehhaaniliste lisandite täielik puudumine, madal hangumistemperatuur, väike<br />
viskoossus ning kõrge leektemperatuur. Nad jagunevad kolme põhiliiki:<br />
• trafoõlid;<br />
• kondensaatoriõlid;<br />
• kaabliõlid.
Trafoõli kasutatakse elektrialajaamade transformaatorites (autode süütepoolid) ja lülitites,<br />
kondensaatoriõli fooliumkondensaatorites ja kaabliõli madal- ja kõrgepingekaablites isolatsiooni<br />
immutusvahendina. Isolatsiooniõlid ei ole teistega asendatavad. Teboil SL 200 on isolatsioonõli<br />
mille läbilöögipinge on 30 kV, viskoossus 40°C juures 7,5 cSt, viskoossusindeks 40,<br />
külmumistemperatuur - 51°C.<br />
Amortisaatoriõlid<br />
Need õlid on ette nähtud kasutamiseks autode jt. liikurmasinate amortisaatorites. Peavad olema<br />
võimalikult madala hangumistemperatuuriga, väikese viskoossusega ja heade määrimisomadustega.<br />
Nad ei tohi tekitada korrosiooni ja peavad olema väga oksüdatsioonikindlad, sest üldreeglina ei ole<br />
ette nähtud neid ekspluatatsiooni käigus vahetada. SRÜ-s toodetakse kahte põhimarki: AЖ-12T -<br />
selektiivselt puhastatud väävlirikka õli ja polüetüülsiloksaani segu. Sisaldab ka antioksüdanti ja<br />
kulumisvastast manust. Viskoossus 50°C juures 12 cSt, hangumistemperatuur -52°C. MГП-10 -<br />
trafoõli ja polüetüülsiloksaani segu. Sisaldab antioksüdanti, vahutamisvastast manust ja vaalarasva.<br />
Viskoossus 50°C juures 10 cSt, hangumistemperatuur -40°C.<br />
Kasutatud õlid<br />
Masinaist väljalastud õlid tuleb kokku koguda, sest nende ümbertöötlemisega on võimalik<br />
määrimisomadusi taastada. Naftatooteid turustav organisatsioon ostab neid tagasi. Kasutatud õlid ei<br />
tohi sisaldada mehhaanilisi lisandeid ja vett üle 5 %. Need naftasaadused, mida tagasi ei osteta,<br />
tuleb utiliseerida kooskõlas looduskaitseeeskirjadega või kasutada katlakütusena koos masuudiga.<br />
Tavalistes kergekütteõlikateldes õli põletada ei saa ja ei tohi, sest õli põlemistemperatuur on kõrge<br />
üle 600°C.<br />
Plastsed määrded<br />
Peale õlide on masinate juures kasutusel veel plastsed ehk paksud määrded. Nende ülesanded on<br />
samad, mis õlidelgi - hõõrdumise ja kulumise vähendamine, tihendamine ja korrosiooni<br />
ärahoidmine ning neid kasutatakse seal, kuhu pole võimalik õli juhtida või kus ebapiisava tihenduse<br />
tõttu õli ei püsi sees. Plastsed määrded valmistatakse õlist (80...90 %), paksendist (10...20 %) ja<br />
lisanditest. Paksendina kasutatakse peamiselt seepe, mis on saadud mitmesuguste orgaaniliste<br />
hapete (nafteenhapete) ja hüdroksiidide keemilise reaktsiooni tulemusena. Kasutusel on liitium-,<br />
kaltsium-, alumiinium- või naatriumseebid. Mõnedes määretes võib paksendiks olla ka parafiin või<br />
tseresiin. Lisanditena kasutatakse sulfiide ja grafiiti.
Nõuded plastsetele määretele<br />
Plastsed määrded peavad vastama järgmistele nõudmistele:<br />
• ei tohi kergesti vedelduda.( Määrde vedeldumist iseloomustab tilktemperatuur);<br />
• peavad olema koostiselt homogeensed (ühtlased), s t, et määrdes ei tohi olla lahustumata<br />
paksendi tükke või vedelat õli;<br />
• peavad olema töötingimustele vastava paksusega. Kui määre on liiga paks, liigub ta<br />
määrdekanaleis halvasti. Liiga pehme määre valgub kergesti hõõrde sõlmest välja.(Määrde<br />
paksuse iseloomustajaks on penetratsiooniarv);<br />
• peavad olema nii keemiliselt kui ka kolloidselt stabiilsed. Määre ei tohi oksüdeeruda<br />
hapniku mõjul ning oli ei tohi seismisel paksendis t eralduda ;<br />
• peavad kaitsma detaile korrosiooni eest;<br />
• ei tohi sisaldada mehhaanilisi lisandeid, mis suurendavad kulumiste<br />
• ei tohi lahustuda vees.<br />
Määrete kvaliteedinäitajad<br />
Tilktemperatuur näitab, millisel temperatuuril langeb katseseadmes määrdeproovist esimene<br />
määrdetilk. Penetratsiooniarv näitab, kui sügavale määrdekihti tungib standardne katsekoonus 5 s<br />
jooksul +25°C juures. Mida suurem arv, seda pehmem on määre. Penetratsiooniarvu järgi saab<br />
otsustada, kas määret kasutada soojal või külmal aastaajal, aga samuti seda, kui kergesti on ta<br />
määrdesõlme pressitav. Tugevuspiir iseloomustab minimaalset nihkepinget, mille juures määre<br />
hakkab deformeeruma. See näitab määrde püsivust ebatihedates sõlmedes, kaldpinnal ja pöörlevatel<br />
detailidel. Tavaliselt antakse tugevuspiir 50°C juures grammides cm kohta. Korrosiivsus määratakse<br />
metallplaadi abil (vask, teras vm.), mida hoitakse 3 tundi 100°C kuumutatud määrdes. Kvaliteetne<br />
määre ei tohi esile kutsuda plaadi värvuse muutumist või muid korrosiooni tunnuseid. Kolloidne<br />
stabiilsus. See näitaja iseloomustab, kui kergesti õli on määrdest välja pressitav. Seda kontrollitakse<br />
erilises katseaparaadis. Stabiilsust iseloomustab ka auruvus. Kontrollitakse, kui palju väheneb<br />
määrde mass kuumutamisel.<br />
Määrete liigitus<br />
Plastseid määrdeid toodetakse erinevaks otstarbeks ja neid on üle 100 nimetuse. Otstarbe järgi<br />
jagunevad nad:<br />
1) antifriktsioonmäärded; 2) kaitsemäärded; 3) tihendusmäärded.
Paksendi päritolu järgi jagunevad määrded:<br />
• rasvased;<br />
• poolsünteetilised;<br />
• sünteetilised.<br />
Rasvasteks nimetatakse neid määrdeid, mille paksendi (seebi) lähteaineks on taimsed või loomsed<br />
rasvad. Sünteetiliste ja poolsünteetiliste määrete paksendi on valmistatud sünteetilistest rasvhapetest<br />
(nafteenhapetest). Sünteetilistel määretel on õli samuti sünteetiline. Enamik kasutatavatest<br />
määretest on tänapäeval poolsünteetilised või sünteetilised. Antifriktsioon plastsed määrded<br />
jagatakse kasutusala järgi:<br />
• universaalsed;<br />
• spetsiaalsed (erimäärded).<br />
Esimesi on võimalik kasutada paljudes eri masinates, teisi on ette nähtud kasutada ainult ühes<br />
kindlas masinas või sõlmes. Autode, traktorite ja muude liikurmasinate juures kasutatakse peamiselt<br />
universaalseid määrdeid. Plastsete määrete jagunemine tilktemperatuuri järgi:<br />
• kergesti sulavad (tilktemperatuur alla 65°C);<br />
• keskmiselt sulavad (tilktemperatuur 65...100°C);<br />
• raskesti sulavad (tilktemperatuur üle 100°C).<br />
Tilktemperatuur peab olema 15...20°C kõrgem nende masinaosade temperatuurist, millega määre<br />
kokku puutub.<br />
Plastsete määrete tähistus<br />
Rahvusvaheliselt kindel tähistussüsteem puudub. Osad firmad tähistavad määrdeid numbritega,<br />
osad kasutavad numbrile lisaks määrde väljatöötanud asutuse nimelühendit või nime. SRÜ-s<br />
kasutatakse tähekombinatsioone, kus tähtedel on järgmine tähendus : Y - universaalne määre; T -<br />
raskesti sulav; C - keskmiselt sulav; H - kergesti sulav, B – veekindel; M – külmakindel; K –<br />
happekindel; A - aktiveeritud, (suurtele koormustele). Erimääretes tähendab A aga automääret (AM)<br />
; c – sünteetilised määrded. Erimäärete tähistuses võib esineda veel ka muid tähti. Solidool<br />
(sünteetiline) on sünteetilise kaltsiumseebiga paksendatud universaalne määre. Vees praktiliselt<br />
lahustumatu. Ette nähtud traktorite, põllutöömasinate, farmiseadmete ja mitmesuguste tööpinkide<br />
laagrite, hammas- ja kettajamite määrimiseks. Toodetakse kahte marki, mis erinevad tugevuspiiri ja
tilktemperatuuri poolest: 1) solidool Cc, tilktemperatuur 85...105°C, kasutustemperatuur -20...65°C,<br />
tugevuspiir 200...700 g/cm²; 2) presssolidool Cc, tilktemperatuur 85...95 C, kasutustemperatuur<br />
-30...50°C, tugevuspiir 100...200 g/cm². Mõlemad on vastastikku vahetatavad, heade<br />
korrosioonivastaste omadustega. Grafiitmääre - solidool, mis sisaldab grafiiti (kuni 10 %).<br />
Ettenähtud vedrulehtede, trosside, kruviülekannete ja teiste aeglasekäiguliste lahtiste seadmete<br />
määrimiseks.<br />
ЛИTOЛ-24 - liitiumseebiga paksendatud määre, tilktemperatuur 180°C, töötemperatuur<br />
-40...130°C, tugevuspiir 400...600 g/cm² . Sobib kasutada kõikides autode, traktorite ning muude<br />
liikurmasinate hõõrdesõlmedes, kus ette nähtud plastne määre.<br />
ЦИATИM -201 - liitiumseebiga paksendatud määre. Tilktemperatuur 175°C, töötemperatuur<br />
-60...90°C. Ei ole eriti veekindel. Ette nähtud mitmesuguste laagrite, liigendite ja liugpindade<br />
määrimiseks masinate ja tappimismehhanismide sõlmedes. Külmades piirkondades sobib kasutada<br />
autodel ja traktoritel.<br />
Määre nr. 158 - pehme, sööbimisvastase toimega määre. Tilktemperatuur 130°C, töötemperatuur<br />
-30...100°C. Vähesel määral vees lahustuv. Ette nähtud elektrimasinate laagritele ja kardaaniliigendi<br />
nõellaagritele.<br />
ЩPБ - 4 - baariumseebiga paksendatud määre. Väga kõrge tilktemperatuuriga 230°C, vees<br />
praktiliselt lahustumatu. Töötemperatuur -40...130°C. Väga kõrge stabiilsusega. Ette nähtud eeskätt<br />
rooliajami liigenditele. Ekspluatatsiooni käigus vahetamist ei vaja. Asendatav ЛИTOЛ-24-ga.<br />
Määre 1-13c - sünteetilise naatriumseebiga paksendatud määre, kõrge tilktemperatuuriga (120°C).<br />
Ette nähtud kasutamiseks eeskätt autode rattalaagreis ja veepumpade laagreis. Sama otstarbega on<br />
veel määre ЯH3-2.<br />
Kardaanimääre AM - pehme erimääre vedava esisilla püsikiirusega kardaanliigendeile.<br />
Tilktemperatuur 115 C, töötemperatuur -10...100°C. Ei ole veekindel. Asendatav määrdega ЛИTOЛ<br />
-24.<br />
Määrete liigitus Euroopas ja Ameerikas<br />
Enamuses lääneriikides liigitatakse plastseid määrdeid penetratsiooniarvu järgi. NLGI süsteemis<br />
jaotatakse määrded klassidesse ja klasse tähistatakse: 000, 00, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6. Klass 000 tähistab<br />
kõige pehmemat määret (katsekoonus vajub 0,45…0,475 mm sügavusele) ja 6 kõige paksemat ja
tihkemat (katsekoonus vajub 0,085…0,115 mm sügavusele). Universaalsed määrded kuuluvad<br />
klassi NLGI 2, Tsentraalsetes määrimissüsteemides kasutatakse määrdeid 000, 00,0 ja 1. Teboil<br />
Universal M määre on liitiumseebi baasil NLGI 2, tilktemperatuur 180°C, kasutustemperatuur – 30<br />
…+120°C, alusõli viskoossus +40°C juures 110 cSt.<br />
Kaitsemäärded<br />
Kaitsemäärete ülesandeks on metallide kaitsmine korrosiooni eest. Nad peavad olema vees<br />
lahustumatud, väga vastupidavad hapniku toimele ning küllalt paksud, et detailidelt mitte maha<br />
valguda. Toodetakse mitut eri koostisega kaitsemääret.<br />
YH - tehniline vaseliin. Parafiiniga paksendatud määre. Madala tilktemperatuuriga.<br />
ПBK - petrolaatumiga (parafiini ja tseresiini segu) paksendatud määre. Ette nähtud põllutööriistade<br />
ja masinate konserveerimiseks lahtistel hoiuplatsidel. Määrde pealekandmiseks tuleb teda<br />
kuumutada 80...100°C. Eemaldamiseks tuleb pesta petrooli või diislikütusega. Määre on täiesti<br />
ilmastikukindel ning püsib vähemalt aasta. AMC - määre on saadud silindriõli (vapoori)<br />
paksendamisel alumiiniumseebiga. Ette nähtud veega, eriti mereveega kokkupuutuvate metallosade<br />
kaitseks. HГ-216 - (maspliin) on kilekaitsemääre, mis koosneb kergesti aurustuvast lahustist ja<br />
tahkest määrdest. Määre kantakse masinaile või detailidele pihustiga. Lahusti aurub ning jätab järgi<br />
poolpehme 100...500 μm paksuse kile, mis NSV Liidu keskvöötmes peab ilmastikule vastu kuni 5<br />
aastat. Peale nimetatud määrete võib konserveerimiseks kasutada edukalt ka plastseid määrdeid.<br />
Kõvad määrded<br />
Need määrded on ette nähtud kasutamiseks, kas väga kõrgete või madalate temperatuuride ning<br />
suurte erisurvete korral, samuti vaakuumis. Kõva määre on kas grafiidi või molübdeensulfiidi<br />
(MoS2) suspensioon kergesti lenduvas lahustis. Määrimine toimub detailide kastmisega määrdesse<br />
või määrde pihustamisega hõõrdepindadele. Lahusti aurub ning hõõrdepind kattub kõva<br />
määrdekilega, mille paksus on ligikaudu 20μm. Määrdekihi vastupidavus sõltub temperatuurist.<br />
Selle tõustes vastupidavus väheneb. Samuti vähendab määrdekihi vastupidavust vesi. Et kõva<br />
määrde kiht püsiks hästi detaili pinnal, peab see olema eelnevalt ette valmistatud, puhastatud õlist ja<br />
rasvast. Terasdetailide pind peab olema eelnevalt fosfaaditud, alumiiniumdetailid pind anodeeritud.<br />
Peale grafiidi ja molübdeendisulfiidi on heade määrimisomadustega veel talk, vilgukivi, boornitrid,<br />
hõbesulfaat ning mitmesugused sulfiidid (titaansulfiid, volframsulfiid).
Jahutusvedelikud<br />
Mootori normaalse töö kindlustamiseks on vaja detaile pidevalt jahutada. Olenevalt mootori tüübist,<br />
tuleb välja juhtida 25...35 % küttesegu põlemisel vabanenud soojusest. Kui seda ei tehtaks, kiiluksid<br />
detailid kinni ja võiksid puruneda. Enamik mootoreid on vedelikjahutus-süsteemiga.<br />
Nõuded jahutusvedelikele<br />
• Jahutusvedelikud peavad olema võimalikult väikese viskoossusega, hästi voolavad;<br />
• nende külmumistemperatuur peab olema madalam keskkonna temperatuurist;<br />
• keemistemperatuur peab olema kõrge, auruvus võimalikult väike;<br />
• jahutusvedelikud ei tohi tekitada korrosiooni ega katlakivi;<br />
• nad ei tohi kahjustada kummi ega plastmassi;<br />
• peavad olema ohutud käsitsemisel, ei tohi olla tuleohtlikud;<br />
• peavad olema võimalikult odavad ja kättesaadavad. Kõikidele esitatud nõudmistele vastavat<br />
jahutus vedelikku ei ole.<br />
Enamikule nõudmistele (välja arvatud külmumistemperatuur ja auruvus) vastab vesi. Peale vee on<br />
kasutusel veel külmakindlad jahutusvedelikud - antifriisid.<br />
Vesi<br />
Vesi on hea soojusjuhtivuse ning küllalt suure soojusmahutavusega. Tema puuduseks on kõrge<br />
külmumistemperatuur, madal keemistemperatuur ning katlakivi tekkimise oht. Katlakivi tekib<br />
karedast veest. Vee karedus on tingitud mitmesuguste soolade sisaldusest. Eristatakse karbonaatset<br />
(mööduvat) karedust ja mittekarbonaatset (jäävat) karedust.<br />
Karbonaatse kareduse põhjustavad vees lahustunud kaltsium- ja magneesium vesinikkarbonaadid<br />
[ Ca (HCO3)]2 ja [Mg(HCO3)2]. Temperatuuri tõustes üle 80°C need soolad lagunevad..<br />
Magneesiumkarbonaat ühineb omakorda veega ja annab väga kõva ning raskesti lahustuva<br />
hüdroksiidi. Tekkinud sade juhib väga halvasti sooja ning ummistab jahutusvee kanaleid.<br />
Mittekarbonaatse kareduse põhjustavad vees lahustunud sulfaadid (CaSO4, MgSO4), silikaadid<br />
(CaSiO3, Mg SiO,), kloriidid (CaCl2, MgCl2) jt. Need soolad ei sadestu vee kuumenemisel, kuid<br />
kloriide sisaldav vesi põhjustab metallide korrosiooni. Jahutusveena tuleb eelistada võimalikult<br />
pehmet vett, vajaduse korral tuleb seda pehmendada. Merevee kasutamine jahutussüsteemis on<br />
keelatud.
Vee pehmendamine<br />
Vee pehmendamise mooduseid on mitu. Lihtsaim on vee keetmine. Otstarbekas on süsteemist<br />
väljalastud vett kasutada korduvalt. Levinud on vee pehmendamine kemikaalidega. Kasutatakse nii<br />
katlakivi sadestamist vältivate kemikaalide lisamist jahutusveele kui ka vee pehmendamist enne<br />
jahutussüsteemi valamist. Üheks katlakivi sadestumist vältivaks kemikaaliks on kaaliumkromaat<br />
(K2Cr2O7), mida tuleb lisada 10 g l l vee kohta. Samuti võib kasutada naatriumfosfaate (Na3PO4;<br />
NaPO3), naatriumkromaati (Na2Cr2O7) koos NaNO2 ja Na OH- ga. Need ühendid muudavad<br />
kaltsiumi ja magneesiumi soolad urbseks massiks, mis ringleb süsteemis koos veega ja on kergesti<br />
väljapestav. Need ühendid kaitsevad metalle ka korrosiooni eest. Enne jahutussüsteemi<br />
sissevalamist on võimalik vett pehmendada naatriumfosfaadiga. Selleks valmistatakse esmalt<br />
küllastunud lahus (3 kg Na3PO4 10 l vee kohta). Saadud lahust lisatakse umbes l liiter 200 liitri<br />
pehmendatava vee kohta ja pärast settimist valatakse vesi süsteemi.<br />
Katlakivi eemaldamine<br />
Kui süsteemi on tekkinud katlakivi, halveneb järsult mootori jahutamine. Katlakivi tuleb<br />
jahutussüsteemist eemaldada. Selleks kasutatakse mitmesuguseid lahusteid.<br />
1. Võetakse 50...60 g NaOH ja 25 g petrooleumi l l vee kohta. Saadud lahusega täidetakse<br />
jahutussüsteem ning töötatakse 10...12 tundi. Seejärel lastakse lahus välja ning süsteem pestakse<br />
läbi puhta veega. NaOH asemel võib kasutada ka Na2CO3, seda tuleb võtta rohkem (100...150 g).<br />
2. Valmistatakse 2 % HC1 lahus. Jahutussüsteemi valatavale veele lisatakse seda lahust 53 ml ühe<br />
liitri vee kohta. Algab intensiivne süsihappegaasi eraldumine. Kui see lõpeb, lasta lahus süsteemist<br />
välja ning täita süsteem l tunniks 2% sooda lahusega. Pärast loputada süsteem läbi puhta veega.<br />
Mootoreis, kus jahutussüsteemi detailid on alumiiniumist, ei tohi kasutada happelisi ega leeliselisi<br />
lahuseid, vaid kaltsineeritud sooda lahust. Katlakivi eemaldamiseks kasutatavatele lahustele<br />
lisatakse inhibiitorit (näiteks urotropiini), et vähendada lahuste korrosiivsust.<br />
Antifriisid<br />
Külmakindlad jahutusvedelikud, antifriisid, koosnevad kahest põhikomponendist: destilleeritud<br />
veest ja madala külmumistemperatuuriga vedelikust. Külmumiskindlate vedelikena on võimalik<br />
kasutada alkohole, glükoole või propaantriooli (glütseriini). Tänapäeval kasutatakse<br />
jahutusvedelikes külmumiskindla vedelikuna peamiselt 1,2-etaandiooli e. etüleenglükooli
C2H4(OH2). Metallide korrosiooni vältimiseks lisatakse veel korrosioonivastaseid manuseid:<br />
• dekstriini tina, plii, vase ja alumiiniumi kaitseks;<br />
• dinaatriumfosfaati terase kaitseks;<br />
• molübdeenhapu naatriumi tsingi kaitseks.<br />
SRÜ- s toodetavad antifriisid jagunevad kahte gruppi:<br />
• lihtantifriis, mark 40 (40 M) ja 65 (65 M);<br />
• mitmekomponendiline antifriis, TOCOJI-A 40 ja TOCOJI-A 65. sisaldavad vahuvastast<br />
manust ja värvainet. TOCOJI-A 40 on sinine, TOCOJI-A 65 punane. Lihtantifriis 40 on<br />
helekollane, 65 oranž.<br />
Arv margis tähistab kristalliseerumistemperatuuri. Täht M lihtantifriisi margis või A - TOCOJI -<br />
tüüpi antifriisi margis näitab erimanuse sisaldust tsingi kaitseks. Teistes antifriisides see puudub.<br />
Antifriiside kasutamisel peab meeles pidama, et antifriisil on veega võrreldes suurem paisumistegur,<br />
mille tõttu ei tohi süsteemi täielikult täita. Mootori töötamise ajal aurab antifriisist vesi välja.<br />
Taseme alanemisel tuleb süsteemi juurde valada destilleeritud vett. Tehnilise hoolduse ajal on vaja<br />
kontrollida jahutusvedeliku tihedust, sest puhta 1,2-etaantiooli külmumistemperatuur on kõrgem kui<br />
lahusel. Pikemaajalisel kasutamisel antifriisis olevate manuste aktiivsus väheneb märgatavalt ning<br />
seetõttu tuleb 3 aasta möödudes jahutusvedelikke vahetada.<br />
Antifriiside käsitsemisel tuleb arvestada ka seda, et 1,2-etaantiool on surmavalt mürgine<br />
vedelik.<br />
Kui 1,2- etaandiooli on 10% ja destilleeritud vett 90% , siis tihedus on 1021 kG/m³ ning<br />
külmumistemperatuur - 3°C<br />
Kui 1,2- etaandiooli on 52% ja destilleeritud vett 48% , siis tihedus on 1071 kG/m³ ning<br />
külmumistemperatuur - 40°C<br />
Kui 1,2- etaandiooli on 100% ja destilleeritud vett 0% , siis tihedus on 1113 kG/m³ ning<br />
külmumistemperatuur – 15°C
Pidurivedelikud<br />
Nõuded pidurivedelikele<br />
Pidurivedelikke kasutatakse hüdraulilistes pidurisüsteemides ja sidurite juhtimismehhanis-mides jõu<br />
ülekandmiseks. Arvestades töötingimusi, peavad nad vastama järgmistele tingimustele:<br />
• peavad hästi voolavad;<br />
• peavad olema võimalikult madal hangumistemperatuur ja kõrge keemistemperatuur;<br />
• peavad olema hea määrimisvõimega;<br />
• peavad olema stabiilsed, ei tohi reageerida hapnikuga;<br />
• ei tohi reageerida metallidega ega põhjustada korrosiooni;<br />
• ei tohi kahjustada kummi;<br />
• ei tohi sisaldada mehhaanilisi lisandeid, vett ega imada niiskust.<br />
Täielikult kõikidele tingimustele vastavat pidurivedelikku ei ole. Samuti ei ole ka olemas<br />
universaalset, kõikidele masinatele ühtset pidurivedelikku. See on tingitud sellest, et<br />
pidurisüsteemides kasutatakse erineva koostisega kummi-ja plastdetaile. Pidurivedelikud<br />
koosnevad mitmest komponendist:<br />
• külmumiskindel vedelik ( butanool või etanool, 1,2-etaandiool, polüglükool );<br />
• määrdeaine (kastoorõli, propaantriool e glütseriin, vm heade määrimisomadustega vedelik);<br />
• antioksüdant ning muud manused metalli ja kummi kaitseks.<br />
SRÜ-s toodetavad pidurivedelikud on БCK - butanooli ja kastoorõli segu vahekorras 1:1.<br />
Hangumistemperatuur -15°C, keemistemperatuur mitte alla 115°C. Sobib kasutamiseks kõikidel<br />
autodel peale nende, millel on ketaspidurid. Kõrge külmumistemperatuuri ja suhteliselt madala<br />
keemistemperatuuri tõttu ei sobi kasutada ei külmal aastaajal ega kuumas kliimas ja eriti neis<br />
oludes, kus on vaja sageli ning tugevasti pidurdada. "Heвa" - polüglükoolist, glükoolestreist ja<br />
erimanustest koostatud pidurivedelik. Hangumistemperatuur alla -60°C ja keemistemperatuur mitte<br />
alla 190°C. Sobib kasutada kõikides kliimavöötmetes aastaringi enamikul autodel. Mõne<br />
kummiliigi suhtes agressiivne ja imab niiskust. Viimatinimetatud omaduse tõttu niiskes kliimas<br />
tema keemistemperatuur langeb ning kui see langeb alla 140°C vajab vedelik 2...3 aasta tagant<br />
vahetamist. Uuemad pidurivedelikud sõiduautode jaoks SRÜ-s on "TOM6" ja "Poca".Need on<br />
valmistatud polüglükooli baasil, keemistemperatuuridega vastavalt 205°C ja 260°C.
Euroopas toodetakse samuti polüglükooli baasil valmistatud pidurivedelikke TOD3(keemistemp.<br />
205°C), TOD4(230°C) ja TOD5(260°C). Need pidurivedelikud ei ole SRÜ-st pärit vedelikega<br />
lisandite pärast segatavad. TOD3 ja TOD4 on polüglükooli baasil valmistatud pidurivedelikud.<br />
TOD5 on sünteetiline pidurivedelik ja ei ole eelmistega segatav. Niiskes kliimas niiskuse imamise<br />
tõttu pidurivedelike keemistemperatuur langeb ning kui see langeb alla 140...180°C vajab vedelik<br />
1...2 aasta tagant vahetamist. TOD4 tuleb eelistada TOD3 kuna niiskus imendub aeglasemalt. Enne<br />
pidurisüsteemi täitmist uue pidurivedelikuga on vaja süsteem läbi pesta mõne lahustiga näit.<br />
tehnilise piirituse või atsetooniga ja seejärel täita pidurivedelikuga. Erineva koostisega<br />
pidurivedelikke ei tohi omavahel segada. Keelatud on kasutada pidurivedelikke, mis ei ole sellele<br />
automudelile valmistaja tehase poolt ette nähtud.<br />
Konserveerimisvedelikud<br />
Need on ette nähtud masinate või üksikute masinaosade katmiseks pika-ajalisel hoidmisel. Nende<br />
vedelike põhiülesanne on luua detailide pinnale ühtlane, mitte mahavalguv kaitsekile.<br />
Konserveerimisvedelikud peavad olema väga stabiilsed. Õlilisand AKOP-1 on ette nähtud,<br />
komplektsete agregaatide (mootorid., käigukastid, hüdrosüsteemid) sisemuse konserveerimiseks.<br />
See on nitreeritud ja steariiniga rikastatud mineraalõli. Enne masina konserveerimist tuleb<br />
valmistada vastav segu ettenähtud mootori-, jõuülekande- või hüdrosüsteemi õlist ja manusest<br />
AKOP-1. Mootorite ja käigukastide konserveerimisel lisatakse põhiõlile 5 %, põllutööriistade<br />
konserveerimisel 15...30 % manust. Saadud seguga täidetakse vanast õlist tühjendatud karterid<br />
vajaliku tasemeni ning käivitatakse masin mõneks minutiks. Masina töölerakendamise eel pärast<br />
hoiuperioodi ei ole vaja konserveerimis-õli välja lasta. Sellega võib töötada järgmise õlivahetuse<br />
tähtajani. Õlilisand K-17 on valmistatud liitiummäärdest, lennuki- ja trafoõli segust ning<br />
mitmesugustest manustest (petrolaatum, kautšuk, kompleksmanus ЦИATИM-339 jm.). Ette nähtud<br />
mootorite ja üksikdetailide pikaajaliseks (5 a. ja enam) konserveerimiseks. Soovitatakse kasutada ka<br />
põllumajandustehnika hoiustamiseks. kasutatakse veel konserveerimisvedelikke HГ-205 A ja<br />
HГ-204 y. Need on valmistatud õlidest petrolaatumi ning mitmesuguste õlimanuste lisamisega.<br />
Lõike- ja jahutusvedelikud<br />
Lõike- ja jahutusvedelikud on ette nähtud metallide lõiketöötlemisel detaili ja lõiketera<br />
jahutamiseks. Peale jahutamise lõikevedelike ülesandeks:<br />
• lõikepinna määrimine ja lõiketera kulumise vähendamine;<br />
• laastu, metallipuru ja tolmu kõrvaldamine;
• pinnakonaruste vähendamine ja täpsuse suurendamine;<br />
• detailide ja tööpinkide kaitsmine korrosiooni eest.<br />
Lõike- ja jahutusvedeliku määrdeaine koostis sõltub töötlemisviisist, režiimist ja detailide ning<br />
lõiketerade materjalist. Kergesti töödeldavate materjalide puhul sobivad erimanusteta tööstusõlid.<br />
Määrde- ja jahutusvedelikeks on emulsioonid, mis koosnevad masinaõlist, seebikivist, 1,2-<br />
etaandioolist jt. ainetest. Emulsioonid segatakse teatud vahekorras veega. Teboil Cutting Oil A32 on<br />
lõiketöötlusõli, mis sobib tavaliste teraste, roostevaba- ja kuumuskindlate teraste lõikamiseks ei sobi<br />
vase töötlemiseks.<br />
Abrasiivmaterjalid<br />
Metallide, puidu, klaasi, kivimite ja plastide mehaanilisel töötlemisel kasutatakse abrasiive.<br />
(abrasiiv ladina k – abrasio – mahakraapimine) Abrasiiv koosneb peeneteralisest, tavaliselt<br />
kristallilisest ainest, mille teravad servad kraabivad töödeldava materjali pinnalt väikesi osiseid.<br />
Treimisega võrreldes ühe tera asemel töötab siin sadu väikesi terasid. Terakesed küll kuluvad, kuid<br />
nende asemele asuvad kohe uued. Abrasiivtöötlusel tekib palju tolmu ja see tolm sisaldab nii<br />
töödeldava materjali kui abrasiivi osakesi. Looduslikust abrasiivist valmistatakse käiasid, luiske.<br />
Abrasiivi kasutatakse pulbrina, sellest valmistatakse erineva kujuga käiasid ja luiske ning<br />
abrasiivipulbrit liimitakse veel paberile ja riidele. Kõigi abrasiivide tähtsaim omadus on kõvadus.<br />
Looduslikud abrasiivid<br />
Kvarts(Si02) on üks vanemaid ja odavamaid abrasiive. Kvartsi leidub peaaegu kõikjal liivana ja<br />
kivimite koostises. Kõvadus Mohsi skaalal on 7. Kvartsi tolm on tervisele kahjulik ja seda sisse<br />
hingata ei tohi (põhjustab silikoosi). Kvartsi kasutatakse nii kuivalt kui märjalt. Märjalt kasutamine<br />
on sobilikum kuna siis tekib vähem tolmu.<br />
Granaadid on suur rühm ühesuguse struktuuri ja kristallvormiga, erineva koostise ja värvusega<br />
mineraale (läbipaistvad granaadid on pool vääriskivid). Mohsi skaalal on kõvadus 6…8. Enamasti<br />
on granaadid punase värvusega ja Eestis leidub neid sageli ränikivis(tüki läbimõõt võib olla paar<br />
sentimeetrit) jaenamasti läbipistmatu kristallikobarana. Parima abrasiivigranaati leukohad asuvad<br />
USA-s. Selle granaati koostises on 3FeO; Al2O3; 3SiO2. Granaatide tolm on tervisele ohutum kuna<br />
ei sisalda teravate servadega osiseid.<br />
Korund on looduslik kristalliline Al2O3 , mis üks paremaid abrasiive. Tööstuses kasutatakse<br />
tehiskorundi, kuna looduses leiduvad korundid on vääriskivimid ja kallid. Näiteks rubiin, safiir.
Korundi kõvadus Mohsi skaalal on 9. Looduslikku abrasiivi korundi saadakse Aafrikast.<br />
Smirgel on abrasiivide segu ja sisaldab korundi, kvartsi ja rauaühendeid. Kuna smirgel on<br />
vääriskivimitest odavam, siis tööstuses kasutatakse abrasiivmaterjalide valmistamiseks palju<br />
smirglit. Smirgli kõvadus Mohsi skaalal on 7…8.<br />
Teemant, mida looduses leidub on suure kõvadusega Mohsi skaalal on 10. Teemant on väga kallis<br />
vääriskivi aga riketega kivimi tükid on tööstuses laialdlast kasutust leidnud. Bort-teemant on<br />
kasutusel abrasiivina. Sellega lihvitakse teemante ja ülikõvasid materjale. Tööstuse tarbeks<br />
toodetakse bort-teemantit Aafrikas, Austraalias ja ka Venemaal.<br />
Tehisabrasiivid<br />
Kuna looduslikud abrasiivid on kallid, siis tööstuse tarbeks valmistatakse tehisabrasiive ja<br />
sünteetilisi abrasiive. Sünteetilise korundi lähteaineks on boksiit (Al2O3*nH20) , mis sisaldab veel<br />
SiO2, Fe2O3,TiO2 ja igaüht mitu protsenti. Sünteetilist korundi tehakse temperatuuril üle 2000 o C.<br />
Kui sulaabrasiivi jahutatakse, siis teralisus sõltub jahutamise kiirusest st mida kiiremini jahutatakse<br />
seda peenemad kristallid. Sünteetilise korundi kõvadus Mohsi skaalal on 8…9. Väga hea korund<br />
saadakse, kui lisatakse tsirkooniumi 25…40%. Hea lõike- ja lihvketaste materjal. Kõvadus Mohsi<br />
skaalal on 8,6.<br />
Karborund e ränikarbiid on üks vanemaid abrasiive. Kvarsliiva kuumutamisel 2000 o C juures tekib<br />
ränikarbiid, mis on rabe ja kõva materjal. Ränikarbiid on keemiliselt vastupidav materjal ja seda<br />
saab kasutada kõrgete temperatuuride juures. Kõvadus Mohsi skaalal on 9…9,7.<br />
Tehisteemanti püüti pikka aega teha grafiidist aga edutult. Arvati, et põhjus on temperatuuris.<br />
Pärast katseid selgus, et temperatuur peab olema 1200…200 o C. Selleks, et muuta grafiit teematiks<br />
on vaja ülisuurt rõhku 50000…100000 bar. Tänapäeval suurem osa tehnilisi teemante on<br />
sünteetilised. Toodetakse väikese läbimõõduga kristall (kuni 1 mm). Perspektiivne on<br />
süsinikühendite kristallide suuremaks kasvatamine vaakumis ja temperatuuril 1000…1200 o C.<br />
Boornitriidi ülikõva materjali tootmisele pani aluse teemanti tootmine. Boornitriidi töödeldakse<br />
samade seadmetega mis teemanti ja saadakse ülikõva abrasiiv kõvadus Mohsi skaalal on kuni 9,7.<br />
Abrasiivi omadused ja kasutamine<br />
Abrasiivi tähtsaim omadus on kõvadus. Mohsi skaala järgi võrreldakse erinevaid abrasiive. Millise<br />
kõvadusega abrasiiv valida sõltub kasutusviisist ja töödeldavast materjalist. Abrasiiv on teraline
materjal ja abrasiivi vastupidavuse määrab seega tera tugevus. Tera tugevus sõltub tera kujust, tera<br />
suurusest ja tera materjalist. Mida sitkem ja kulumiskindlam on abrasiiv seda kauem saab kasutada.<br />
Vahel võib kõva abrasiiv muutuda nüriks hõõrdumisel tekkiva kuumuse tõttu. Abrasiivile<br />
märgitakse alati peale kus ja kuidas seda kasutada.<br />
Pulbriline abrasiiv on kasutusel suruõhu- ja veejoaga töötlemisel. Abrasiiviks on siis tihti<br />
kvartliiv ja kõvemate kivimite töötlemisel korund ja karborund. Abrasiivide segusid vee, õlide,<br />
rasvade ja vahaga kasutatakse pindade lihvimisel. Pasta määritakse pinnale ja pinda hõõrutakse<br />
viltmaterjaliga või pehme riidega. Hõõrumiseks kasutatakse ka abrasiiviga vahapulkasid.<br />
Abrasiivliitmaterjale valmistatakse abrasiivist ja alusmaterjalist silikaadist, plastist või metallist.<br />
Need tooted on enamasti ketta või luisu kujulised. Lõike- ja lihvkettaid kasutatakse materjalide<br />
masintöötlemisel, luiske aga põhiliselt käsitöötlusel. Loodusliku materjalina on kasutusel olnud<br />
Gotlandi liivakivi. Silikaatse materjali (klaas, savi) sisse abrasiiv viiakse sulas olekus või<br />
paagutamise teel. Silikaadi alusel abrasiive saab kasutada kuni 1200 o C juures ja kui abrasiiviks on<br />
teemant siis 800 o C. Kui alusmaterjaliks on plast saab seda abrasiivketast kasutada temperatuuril alla<br />
200 o C juures. Kasutatakse alusmaterjalina põhiliselt reaktoplaste aga ka kummisid ja termoplaste.<br />
Metalli sisse viiakse abrasiivid metallipulbriga segamisel seejärel segu paagutatakse või pressitakse<br />
kokku. Metalliteks kasutatakse pronksi, teraseid ja niklisulameid. Valmistatakse ka selliseid tooteid<br />
millede metallsüdamik on kaetud õhukese abrasiivi kihiga. Abrasiivkattega materjalid koosnevad<br />
alusmaterjalist, abrasiivist ja liimist. Alusmaterjalina kasutatakse tugevat paberit, puvillkangast või<br />
polüesterkangast. Liimidest on kasutusel karbamiid-formaldehüüdliimid, polüuretaanliimid ja<br />
epoksiidliimid. Liimidele lisatakse plastifikaatoreid ja täiteainet.<br />
Tuleohutuse alused<br />
Tuleohtlikkuse astme järgi jagunevad naftasaadused plahvatusohtlikeks ja tuleohtlikeks.<br />
Plahvatusohtlikud on madala leektemperatuuriga kütused (bensiin) ja mitmesugused lahustid<br />
(atsetoon). Nende aurud koos õhuga moodustavad segu, mis plahvatab ka kõige väiksemast<br />
sädemest. Suure tihedusega kütused (diislikütus) ja õlid kuuluvad teise liiki, mis soojenedes teatud<br />
temperatuurini süttivad.<br />
Tuleohutuse nõuded hoidlate territooriumil<br />
Et vältida kõrvaliste isikute pääsu hoidlasse, peavad need olema piiratud taraga. Naftahoidlates ja<br />
ladudes peavad olema esmased tulekustutusvahendid ja need peavad paiknema projektis ettenähtud<br />
kohtades. Suitsetamine ning lahtise tule kasutamine lao või hoidla territooriumil on keelatud. Hästi
nähtaval kohal peavad olema tahvlid pealkirjadega "Suitsetamine keelatud", "Tuleoht". Hoidla<br />
territoorium tuleb hoida puhas. On keelatud maha visata pabereid, kaltse jm. Aegajalt on vaja<br />
territoorium puhastada kuivanud rohust, puulehtedest ja muust prahist. Elektriseadmed peavad<br />
vastama projektile ning korras olema. Rikete korral (kuumenemine, sädelemine) tuleb seadmed<br />
viivitamatult võrgust välja lülitada. Naftasaadusi ei tohi hoida lahtiselt. Mahutid, torustik jm.<br />
seadmed ei tohi lekkida. Lekke avastamisel tuleb see viivitamatult kõrvaldada. Mahutid peavad<br />
olema varustatud piksekaitsega ning maandatud. Ka torustikud peavad olema maandatud.<br />
Remont- ning hooldustööde ajal kohtades, kus on gaaside kogunemise oht, ei tohi kasutada<br />
jalanõusid, mille taldades on terasnaelu ega tohi kasutada löögiriistu (vasaraid, meisleid), mis<br />
tekitaksid sädemeid. Kui neid on vaja tingimata kasutada, tuleb näiteks meisli tera ning löögipinnad<br />
määrida plastse määrdega. Süttinud naftasaadusi ei tohi kustutada veega.<br />
Tuleohutuse nõuded transpordil ja ümberpumpamisel<br />
Transpordivahendid peavad olema tehniliselt korras, varustatud tulekustutitega ning kindlalt<br />
maandatud. Ei ole lubatud mahuteid täita ääreni ning üle valada. Kui kütust või õli kogemata maha<br />
loksub, tuleb see katta liiva või kuiva saepuruga ning seejärel eemaldatakse hoidla territooriumilt.<br />
Autotsisternide täitmise või tühjendamise ajal peab juht olema juures ja jälgima töö käiku. Kütuseid<br />
ei tohi ümber pumbata vabalt langeva joana, vaid vooliku ots peab olema täidetavas mahutis allpool<br />
kütuse taset. Mahutite täitmine või kütuste ümberpumpamine äikese ajal on keelatud.<br />
Tuleohutuse nõuded tankimisel<br />
Tankimisel peavad autode mootorid seisma, traktorite mootorid võivad töötada tühikäigul.<br />
Mootorrattad ja motorollerid tuleb tankuri juurde lükata käekõrval. Neid ei tohi käivitada lähemal<br />
kui 15 m tankurist. Juht peab viibima juures ja jälgima tankimise käiku. Veoauto kastist ja bussist<br />
peavad sõitjad välja minema. Järjekorras seisvate masinate vahe peab olema vähemalt l m, vahe<br />
tangitava masinani peab olema vähemalt 3 m. Tankimise lõpetamisel tuleb jälgida, et voolik oleks<br />
täielikult tühi. Kui mootor rikke tõttu ei käivitu, tuleb masin pukseerida tankimiskohast ohutusse<br />
kaugusesse. Masinate remont tanklas on keelatud.<br />
Ohutusnõuded naftasaaduste käsitlemisel<br />
Kõik naftasaadused on suuremal või vähemal määral mürgised ning võivad ohustada inimeste elu ja<br />
tervist. Sissehingatavad kütuste ja õlide aurud kahjustavad kesknärvisüsteemi tööd. Nende mõjul<br />
tekib kergematel juhtudel peavalu ja joove, raskematel juhtudel südame pekslemine, oksendamine
ja üldine nõrkus. Võivad tekkida krambid ja teadvuse kaotus. Suures koguses bensiiniaurude<br />
sissehingamisele võib järgneda surm.<br />
Õhk loetakse ohutuks, kui seal on kütuse auru vähem kui 0,3 mg/l. Nahale sattunud kütused ja<br />
määrdeained imenduvad nahasse ja võivad sealt sattuda organismi, bensiin imendub isegi läbi terve<br />
naha. Võib tekkida nahapõletik, mis aja jooksul võib muutuda krooniliseks. Eriti tundlik on<br />
vigastatud nahk. Rasked mürgistused, ka surmaga lõppevad, võivad tekkida siis, kui naftasaadusi<br />
kogemata alla neelatakse. Kõige ohtlikum on bensiin, eriti aga etüülbensiin, sest tetraetüülplii on<br />
surmavalt mürgine. Pliiühendeil on veel omadus ladestuda organismi luukudedesse ja sellepärast ka<br />
väga väikeste pliikoguste pideval sattumisel organismi järgneb teatud aja möödudes krooniline<br />
pliimürgistus.<br />
Töötervishoiu ja ohutustehnika nõuded<br />
Isikud, kes töötavad naftasaaduste hoidlais ja tanklais, peavad läbima arstliku läbivaatuse. Töötada<br />
tuleb ettenähtud eririietuses ja jalanõudes ning vajaduse korral kasutada kaitsevahendeid. Mahutite<br />
kontrollimisel või proovide võtmisel ei ole lubatud kummarduda mahuti luukide kohale ja sisse<br />
vaadata. Ei ole lubatud töötada ruumides, kus hoitakse naftasaadusi või nende taarat, kui puudub<br />
ventilatsioon. Enne niisugusesse ruumi sisenemist tuleb ruum tuulutada. Naftasaaduste aurud on<br />
õhust raskemad, sellepärast tuleb keldritesse, süvenditesse ja kanalitesse, kuhu aurud kogunevad,<br />
minna väga ettevaatlikult, vajalik on gaasimask. Suurte mahutite ülevaatamisel ja puhastamisel<br />
peab töötama 3-liikmeline brigaad. Mahutisse võib siseneda üksnes gaasimaskis ning seal ei tohi<br />
viibida üle 15 minuti. Mahutid, kus hoitakse etüülbensiini, peavad olema tähistatud pealkirjaga<br />
"Etüülbensiin. Mürk". Etüülbensiini võib kasutada ainult mootorikütuseks. Selle sattumisel nahale<br />
tuleb saastatud kohta pesta sooja vee ja seebiga. Etüülbensiinist läbiimbunud riideid ei tohi kasutada<br />
enne, kui nad on degaseeritud. Etüülbensiiniga saastatud masinaosad tuleb puhastada 3 %<br />
klooramiini lahusega petrooleumis või 1,5 % diklooramiini lahusega bensiinis. On keelatud imeda<br />
kütuseid, eriti aga bensiine, suuga. Enne söömist tuleb eririided ära võtta ning käed ja nägu pesta<br />
sooja vee ja seebiga. Mürgistuste korral tuleb kannatanu esmalt viia värskesse õhku ning kutsuda<br />
arst. Hingamise katkemisel teha kunstlikku hingamist.<br />
Naftasaadused ja keskkond<br />
Käesoleval ajal on eriti aktuaalne keskkonnakaitse, sest nii tööstus- kui ka põllumajandusettevõtted<br />
ja transpordivahendid paiskavad loodusesse mitmesuguseid aineid, mis häirivad taimede ja loomade<br />
elutegevust ning võivad esile kutsuda nende huku. Keskkonda saastavaist aineist on enam levinud
naftasaadused. Millist mõju nad avaldavad taimedes toimuvatele protsessidele, pole lõplikult veel<br />
selge. Vette sattunud õlid ja kütused muudavad selle kasutus kõlbmatuks ning põhjustavad kalade,<br />
veeloomade ja -lindude hukkumist. Õhku sattunud kütuseaurud, eriti aga põlemisproduktid on<br />
mürgised ning võivad inimestel ja loomadel esile kutsuda tõsiseid tervisehäireid, haigusi ning<br />
üksikjuhtudel ka surma. Seoses auto- ja traktoripargi kiire kasvu ning naftasaaduste tarbimise<br />
pideva laienemisega suureneb keskkonna - pinnase, veekogude ja õhu saastamise oht. Elava<br />
liiklusega teede ääres saastub taimestik. Suurenenud mürkainete, eriti plii, sisaldust täheldatakse<br />
taimedes, mis kasvavad teest 10...30 m kaugusel.<br />
Saasteallikad<br />
Naftasaadused võivad sattuda pinnasesse ja vette kogu nende kasutustsükli jooksul: transportimisel,<br />
hoidmisel, tankimisel, masinate kasutamisel ning tehnilisel hooldamisel. Suuremateks<br />
saasteallikateks on:<br />
• nõuetele mittevastavad masinate pesuplatsid;<br />
• lekkivad mahutid ning torustikud hoidlates;<br />
• töökojad ja tehnohoolduspunktid, kus on korraldamata kasutatud õlide ja naftasaaduste<br />
jääkide kogumine;<br />
• töökojad, tehnohoolduspunktid, kütusehoidlad ja tanklad, mille juures kas puuduvad heitvete<br />
puhastusseadmed või need ei ole töökoras;<br />
• tehniliselt mittekorras transpordivahendid;<br />
• tehniliselt mittekorras traktorid, põllutöö- ning maaparandusmasinad.<br />
Keskkonna saastumise põhjuseks võib olla ka kütuse ja määrdeainete ebasihipärane kasutamine,<br />
nende lohakas ja hoolimatu käsitsemine ning transportimisel ja hoidmisel esinevad avariid.