Трансформаторное масло (стр. 3 )

Происхождение масла	Очистка дистилята	Вязкость кинематическая при +20° С, сст	Плотность	Коэффициент преломления	Структурно-групповой анализ
%Са	%Сн	%Сп	Ка	Кн
Из сернистых нефтсй восточных районов СССР	Фенолом (200%)	25,3	0,8610	1,4750	5,1	34,6	60,3	0,14	1,65
То же	Гидрированием и перколяцией	21,8	0,8865	1,4975	23,7	25,3	51,0	0,73	0,83
Из смеси бакинских нефтей (балаханской, бузовнинской и раманинской)	Серной кислотой и щелочью	21,2	0,8832	1,4869	11,3	42,7	46,0	0,34	1,72
Из бузовнинской нефти	Адсорбцией	28,9	0,8839	1,4893	14,2	38,3	47,5	0,44	1,55
Из смеси эмбенских нефтей	Серной кислотой и щелочью	22,7	0,8903	1,4950	13,2	45,4	41,4	0,38	1,77
Из смеси эмбенских нефтей	Газообразные серным ангидридом	18,9	0,8559	1,4702	0	39,5	60,5	0	1,70
Из анастасиевской нефти	Серной кислотой и щелочью	22,0	0,900	1,4998	20,8	39,8	39,4	0,52	1,47
Импортное английское по BS 148-49	Неизвестна	27,6	0,8793	1,4810	8,0	45,0	47,0	0,24	1,85
Импортное (французское фирмы ESSO)	Неизвестна	36,0	0,8756	1,4836	9,2	38,5	52,3	0,30	1,67

Наиболее подробные данные об углеводородном составе масел приводятся в [Л. 1-10]. На рис. 1-3 показаны соотношения между количествами различных типов углеводородов во фракции 300-400 °С, соответствующей по пределам кипения обычному трансформаторному маслу.

Интересные сведения по химическому составу трансформаторных масел были получены с помощью спектрального анализа, осуществляемого в инфракрасной области спектра [Л. 1-16]. На рис. 1-4 приведены характерные спектры таких масел и образца белого масла (практически не содержащего ароматических соединений). Отклонения в относительном содержании углеводородов различных групп обусловливают соответствующие сдвиги в спектрограмме. Характерные полосы поглощения наблюдаются для парафиновых структур в области волновых чисел 720 см-1, для ароматических структур в области волновых чисел 813 и I610 см-1.

На основании измерения интенсивности соответствующих полос поглощения при наличии калибровочных кривых можно количественно оценить содержание различных групп углеводородов в масле.

Долгое время не удавалось установить связь между инфракрасными спектрами и строением углеводородов нафтенового типа, которая помогла бы выявить их присутствие. Поэтому содержание нафтенов чаще всего вычисляли из выражения

В последнее время опубликованы данные, свидетельствующие о возможности прямого определения содер-

Рис. 1-3. Относительные количества различных типов углеводородов во фракции одной нефти, выкипающей в пределах температур 300-400° С [Л. 1-10].

жания в масле углеводородов с нафтеновыми кольцами методом инфракрасной спектроскопии. Определение ведется по измерению поглощения в области волновых чисел 970 см-1 [Л. 1-17].

В табл. 1-2 приведены результаты анализа девяти масел методом инфракрасной спектроскопии [Л. 1-16].

Спектрограммы поглощения, снятые в инфракрасной области спектра, могут служить для контроля технологического процесса (очистка и пр.) при производстве трансформаторных масел, количественного и качественного определения содержания продуктов окисления (табл. 1-3), а также ингибирующих присадок различных типов [Л. 1-18]. В последнем случае характерные полосы наблюдаются в области волновых чисел 3650, 1231 и 1156 см-1.

Рис. 1-4. Инфракрасные спектры различных трансформаторных масел и белого масла -волновое число, см;-длина волны; -интенсивность поглощения

Не меньший интерес для характеристики химического строения масел представляют спектрограммы, снятые в ультрафиолетовой области спектра. Если инфракрасные спектры возникают благодаря изменениям колебательных уровней энергии и поэтому связаны с колебаниями основных ядер молекул, то ультрафиолетовые спектры обусловлены изменениями электронной конфигурации молекул. Эти спектры характерны для ароматических углеводородов, и поэтому имеется возможность классифицировать последние по степени конденсации их колец, т. е. определять содержание нафталиновых, антраценовых, фенантреновых и других ядер (рис. 1-5).

Результаты анализа масел в инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра дополняют друг друга.

Таблица 1-2

Химический состав некоторых трансформаторных масел [Л. 1-16], спектры которых даны на рис. 1-4 и 1-5

Наименование показателей масла	Единица измерения	Номер масел
VI	IX	III	VIII	VII	II	IV	V	I
Плотность при +20° С	г/см3	0.8658	0.8511	0.8728	0.8746	0.8569	0.8758	0.8818	0.8903	0.8917
Вязкость кинематическая при +20° С	сст	34.5	20	32	34.5	32	39	28	29.5	30
Коэффициент преломления	-	1.4769	1.4729	1.4804	1.4820	1.4773	1.4840	1.4862	1.4950	1.4909
Содержание структурных групп (по данным спектрального анализа в инфракрасной области):
а) ароматических	%Са	4	6	7	8	11	12	13	16	17
б) парафиновых	%Сп	50	51	53	57	78	51	48	47	46
в) нафтеновых	%Сн	46	43	40	35	11	37	39	37	37
Фурфурольное число	-	0	1	0	2	2.5	1	1.9	6.4	4

Таблица 1-3

Полосы поглощения и инфракрасной области спектра некоторых продуктов окисления трансформаторного масла [Л. 1-19]

Химическая группа	Полоса поглощения, соответствующая волновому числу, см-1	Тип соединения
	3400	Спирты, кислоты
	1610	Органические соли
	1700-1720	Насыщенные кислоты
	1720-1740	Альдегиды
	1750-1725	Кетоны
	1735-1750	Насыщенные сложные эфиры
	1727-1775	Лактоны различных типов

Сравнительно недавно, но достаточно успешно для более детального определения группового углеводородного состава стали применять масс-спектрометрию. С по - мощью масс-спектрометрии типы углеводородов могут быть определены в масляных фракциях вплоть до [Л. 1-1, 1-20]. Для получения более подробных данных необходимо предварительно произвести разделение масляной фракции.