Трансформаторное масло (стр. 25 )

а)высокомолекулярные радикалы;

б)вещества, образующие неактивные радикалы большого молекулярного веса.

Показана эффективность действия высокомолекулярных радикалов, некоторых перекисей, хинонов, азобензола, динитрофенола, дибензоила и других веществ. В этих условиях ароматические углеводороды практически не повышают газостойкость.

В тех условиях, когда поле меньшей напряженности действует как на масло, так и на газовую среду, указанные выше присадки не оказывают действия. Это можно понять, если учесть, что при наличии относительно большого объема газового пространства скорость образования низкомолекулярных радикалов значительно превышает скорость реакции взаимодействия их с такого рода присадками. В этих условиях активно повышают газостойкость масел ароматические углеводороды и в первую очередь низшие гомологи бензольного ряда.

По мнению большинства исследователей, действие присадок связано с расходом водорода на их гидрирование.

В работе [Л. 5-76] испытана эффективность действия 25 различных присадок, в основном ароматических углеводородов. Показано, что бензол и толуол весьма активно понижают газовыделение масел. Тетралин также повышает газостойкость, но в большой концентрации. То же относится к этилбензолу, ксилолу, нафталину и метил-нафталину.

В [Л. 5-41] в других условиях (макет конденсатора) также показано, что бензол, будучи добавлен к трансформаторному маслу, снижает газовыделение сильнее, чем толуол, этилбензол и нафталин.

Изучение в приборе Пирелли в среде водорода при 85° С газостойкости 37 индивидуальных ароматических углеводородов, выкипающих при температурах в пределах ПО—435° С, показало, что для производных бензола характерно минимальное газовыделение. В гомологах ряда нафталина, а также полифенилах газовыделение соответственно больше [Л. 5-77]. Имеются указания [Л. 5-78], что добавление к маловязкому изоляционному маслу 10% третичного бутилбензола, триизопропилбензола или смеси алкилбензолов благоприятно сказывается на снижении скорости газовыделения.

В [Л. 5-79] .продукт алкилирования бензола тетрамером пропилена предложен в качестве присадки, повышающей газостойкость масел.

В [Л. 5-71] описано исследование влияния концентрации ароматических углеводородов (производных бензола) на газостойкость белого деароматизированного масла в принятых условиях испытания (см. рис. 5-18).

Все исследованные добавки (бензол, толуол, этилбензол, изопропилбензол и др.) в небольшой концентрации резко повышают газостойкость белого масла, превращая его из выделяющего газа в поглощающий.

Из характерных кривых зависимости газостойкости бинарной смеси (белое масло — ароматический углеводород) от концентрации компонентов (рис. 5-18) видно, что для каждого ароматического углеводорода имеется своя оптимальная концентрация, при которой способность добавки увеличивать газостойкость масла проявляется в максимальной степени. Этот максимальный эффект проявляется соответственно при добавлении около 0,5% бензола, 4% толуола или 5% этилбензол а. Следовательно, с увеличением молекулярного веса таких добавок потребное количество их повышается.

Снижение молекулярного веса добавки ведет одновременно к абсолютному повышению газостойкости масла. При добавлении оптимального количества бензола масло поглотило 4 мл водорода, с толуолом — около 3,3 мл и с этилбензолом — около 3,1 мл.

Показано, что фракция 160—180° бензина платформинга в количестве 1% эффективно повышает газостойкость масел; при этом наблюдается значительно меньшее снижение температуры вспышки, чем при добавлении бензола и толуола.

Увеличение концентрации добавки свыше оптимальной существенно снижает эффективность ее действия. Совершенно неожиданно бензол в чистом виде не поглощает газ, а выделяет его в количестве даже большем, чем белое деароматизированное масло. В то же время опыты по испытанию паров бензола в отсутствие жидкой фазы показали, что в этих же условиях при 20 и 40° С пары бензола под воздействием поля поглощают 1водород (насыщение реак­ционной камеры парами бензола достигалось заранее путем проду­вания водорода через дрексель, заполненный бензолом, при температуре опыта).

Эти факты не могут быть полностью объяснены гипотезой, по которой механизм действия летучих ароматических углеводородов сводится к гидрированию их имеющимся и образующимся водородом, поскольку сам бензол в чистом виде (в обычных условиях опыта и при наличии жидкой фазы) выделяет, а не поглощает газы. В связи с этим представлялось интересным в обычных принятых условиях изучить зависимость газостойкость индивидуальных ароматических углеводородов в более широком интервале температур (рис. 5-19).

Рис. 5-18. Влияние ароматических углеводородов на газостойкость белого - масла.

1— бензол; 2 — толуол; 3 — этилбензол.

Оказалось, что все исследованные углеводороды выше какой-то характерной для каждого из них температуры выделяют газ, причем с повышением температуры кипения углеводорода возрастает эта критическая температура (36° С для бензола, 45° С для толуола и 60° С для этилбензола). При одной и той же температуре наименьшей газостойкостью обладает бензол, наибольшей (из испытанных) —этилбензол.

Рис. 5-19. Зависимость газостойкости ароматических углеводородов от температуры опыта (среда — водород; напряжение 10 кв).

1 — бензол; 2 — толуол; 3— этилбензол

Рис. 5-20. Зависимость газостойкости ароматических углеводородов от давления их насыщенных паров (среда — водород; напряжение 10 кв).

1 — бензол; 2 — толуол; 3 — этилбензол.

Возникает вопрос: не является ли причиной различной газостойкости ароматических углеводородов и их воздействия на белое масло упругость их паров, т. е. не определяется ли газостойкость этих летучих углеводородов количеством молекул в единице объема ионизируемого газового пространства. На рис. 5-20 представлена зависимость газостойкости этих углеводородов от упругости паров (при одинаковой температуре). Если кривые этой зависимости для толуола и этилбензола весьма близки, то кривая для бензола находится на другом, более высоком (по упругости паров) уровне.

Следовательно, при одной и той же температуре наименьшей газостойкостью обладает бензол, а при одной и той же упругости паров, наоборот, наиболее газостойким является бензол. Не имеется прямой связи между упругостью паров и газостойкостью испытанных ароматических углеводородов и их способностью повышать газостойкость масел.

При проведении этих опытов был отмечен интересный, с нашей точки зрения, факт. После снятия напряжения с прибора для определения газостойкости (через 100 мин после начала опыта) объем газа уменьшается, достигая постоянного значения через определенный промежуток времени, обычно через 30 мин.

Оказалось, что это уменьшение объема после снятия напряжения различно для разных углеводородов. На рис. 5-21 и 5-22 показано это уменьшение объема газа для бензола, толуола и этилбензола при различных температурах или упругостях паров. При одинаковой температуре опыта или одной и той же упругости паров максимальное уменьшение объема газа после снятия напряжения имеет место у бензола, минимальное — у этилбензола. Более того, при одном и том же количестве выделившегося газа (при разных упругостях паров и температурах опыта) сохраняется та же закономерность. Укажем, что абсолютная величина уменьшения объема газа достаточно велика, в особенности для бензола. Это выражается следующими цифрами в опытах при 40°С (за 100 мин):

Указанное различное уменьшение объема газа после снятия напряжения можно объяснять (различной концентрацией в газах веществ, способных легко полимеризогааться или конденсироваться в отсутствие поля. Исходя из этой позиции, таких веществ больше всего образуется в опытах с бензолом. В связи с этим, а также для выяснения механизма реакций, протекающих при коронном разряде, и действия присадок исследовался состав образующегося газа (табл. 5-10).

Рис. 5-21. Уменьшение объема газа после снятия напряжения в зависимости от температуры.

1 — бензол; 2 — толуол; 3 — этил-бензол.

Рис. 5-22. Уменьшение объема газа после снятия напряжения в зависимости от давления их насыщенных паров.

1— бензол; 2 — толуол; 3 — этил бензол.

Газостойкость
Наименование углеводорода	Выделилось газа, мл	Поглотилось газа, мл	Уменьшение объема газа после снятия напряжения
Бензол	1,48	_	0,78
Толуол	—	—	0,26
Этилбензол	—	1,01	0,19
Бутилбензол	—	2,18	0,10

Таблица 5-10

Состав газа, образующегося при определении газостойкости масел и присадок (условия опыта: напряжение 10 кв, температура 40° С, продолжительность 100 мин)

Характеристика жидкой и газовой фаз	Газостойкость: выделилось (+), поглотилось (-) газа, мл	Уменьшение объема, после снятия напряжения, мл	Состав газа, % объемн.
Водород	Метан	Этан	Этилен	Ацетилен	Пропан
Масло деароматизированное—водород	+ 1,08	0,14	98,2	1,3	0,4		0,01	0,06
Масло—азот	+1,40	0,16	4,1	0,85	0,31	—	—	0,06
Бензол—водород	+ 1,48	0,78	98,97	0,12	0,03	0,07	0,83	—
Бензол—азот	+1,96	0,64	3,5	—	—	0,02	0,73	—
Масло+0,5% бензола—водород	—4,0	0,14	97,92	1,63	0,29		0,01	0,08
Маслр+0,5% бензола—азот	+0,56	0,12	4,2	0,85	—		—	—

Наибольший интерес представляют результаты опытов с бензолом как в среде азота, так и в среде водорода. В опыте с азотом основными газообразными продуктами реакций являются водород, ацетилен и немного этилена. Практически отсутствуют метан, этан и пропан. Исходя из этого состава газов, можно предположить следующие реакции: