20.3.8. Корродирующее действие топлив

Коррозию резервуаров, цистерн, топливных баков, трубопроводов, деталей двигателя вызывают содержащиеся в топливе минеральные (водорастворимые) кислоты или щелочи, органические кислоты, сернистые соединения, вода.

Углеводороды, образующие основной состав топлива, – это нейтральные соединения, не вызывающие коррозии.

Наиболее коррозийно активны минеральные кислоты и щелочи. Эти соединения, как в карбюраторных топливах, так и в любых других нефтепродуктах не допускаются. При недостаточном контроле за процессами очистки топлива в нем обнаруживаются остатки серной кислоты, сульфосоединения, едкий натр и другие вещества.

Органические кислоты обладают меньшим корродирующим действием, чем минеральные. Они действуют на цветные металлы (свинец, цинк), на черные непосредственно не действуют. Наиболее агрессивны низкомолекулярные кислоты (особенно в присутствии воды), активность их увеличивается при повышении температуры. С увеличением молекулярной массы действие кислот снижается. Органические кислоты имеются во всех нефтепродуктах, наиболее часто они содержатся в виде нафтеновых кислот.

Допустимое количество кислот для каждого вида топлив строго нормируется ГОСТом.

Кислотность топлива – это количество щелочи (едкого кали) в мг, необходимое для нейтрализации кислот, содержащихся в 100 мл топлива. Органических кислот допускается в автомобильных бензинах 2–3 мг/100 мл, а в керосинах – до 4 мг/100 мл.

Сернистые соединения в нефтепродуктах бывают активными (непосредственно действующими на металл) и неактивными, нейтральными (не вызывающими коррозии при контакте с металлом). Наличие активных сернистых соединений выявляется потемнением пластинки из электролитической меди и в топливах не допускается.

В нефтепродуктах могут находиться неактивные сернистые соединения. При сгорании топлива сера, входящая в их состав, сгорает, образуя сернистый ангидрид ( ), а при дальнейшем окислении серный ангидрид ( ). Пары воды, находящиеся в сгоревших продуктах, соединяясь с окислами серы, дают сернистую и серную кислоты, которые разрушают камеру сгорания и выхлопную систему двигателя. Следовательно, при применении топлива любые сернистые соединения в нем становятся активными, а деление на активные и неактивные имеет значение лишь при транспортировке и хранении топлива.

При перегонке топлива основная масса сернистых соединений перегоняется с высококипящими фракциями от 200° и выше. В бензиновых погонах, полученных из сернистых нефтей, количество серы сравнительно невелико, в товарных бензинах содержание серы нормиру­ется ГОСТом не более 0,15%. Керосины, имеющие более тяжелый фракционный состав, содержат больше сернистых соединений. Если керосин вырабатывается из сернистых нефтей, то в нем серы может содержаться до 1,0%, а если из мало сернистых – не более 0,2%.

При сжигании топлива наблюдается не только газовая коррозия за счет взаимодействия ангидридов серы с металлом, но также и жидкостная. Тяжелые погоны полностью не испаряются, частично они конденсируются. Конденсат выбрасывается вместе с выхлопным газом, а часть его по стенкам цилиндра проникает в картер двигателя и смешивается с маслом. В этом конденсате находится серная кислота, образовавшаяся при сгорании серы топлива. Кроме того, в продуктах сгорания, прорывающихся в картер двигателя, тем в больших количествах, чем больше износ поршневой группы, содержатся окислы серы и пары воды. Последние конденсируются и растворяют окислы серы, что также ведет к накоплению серной кислоты. Конденса­ция паров воды наиболее интенсивна в период пуска и прогрева двигателя, особенно в холодное время года. Масло, поступающее на смазку деталей двигателя, постепенно становится все более и более агрессивным. Следовательно, при использовании сернистых топлив нужны специальные меры защиты от коррозии.

Сильную коррозию топливной системы вызывает вода, находящаяся в топливе в растворенном состоянии или в свободном – механические взвеси или эмульсии.

Вода в растворенном состоянии в карбюраторных топливах содержится в очень небольшом количестве – тысячные доли процента. Гигроскопичность возрастает при повышении температуры и в основном зависит от фракционного и химического состава топлив и влажности окружающего воздуха. Наибольшее количество воды растворяется в ароматических углеводородах, наименьшее – в метановых; непредельные и нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение.

Основная масса воды в топливе находится в свободном состоянии. Поскольку плотность воды значительно больше, чем бензина, то вода с топливом не смешивается, а оседает на дне емкости.

Вода в топливе нежелательна в любом виде не только потому, что вызывает коррозию деталей топливных систем и, накапливаясь на дне резервуаров, разрушает металл, но также и потому, что при отрицательных температурах выкристаллизовывается из топлива. Мельчайшие кристаллики льда могут длительное время оставаться в топливе во взвешенном состоянии, нарушая нормальную работу двигателя, так как могут забиваться топливопроводы, топливные насосы, фильтры, жиклеры.