ГЛАВА 9. КРИМИНАЛИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ И ГОРЮЧЕ-СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Нефтью называют горючую маслянистую на ощупь жидкость с характерным запахом, распространенную в осадочной оболочке Земли, являющуюся важнейшим полезным ископаемым. Нефть, образование которой происходит в присутствии газообразных углеводородов, как правило, на глубинах равных1,2–2 км, залегает на глубинах от десятка метров до 5–6 км, на глубине более 4,5–5 км доминируют газообразные и газоконденсатные залежи, характеризующиеся малым содержанием в них фракций легкой нефти. Залежи нефти в болшом количестве располагаются на глубинах от 1 до 3 км. Ближе к поверхности Земли залежи нефти превращаются в мальту, отличающуюся густотой, в твердо-жидкий асфальт.

Добывают нефть, извлекая её из недр Земли через буровые скважины. В современных условиях поиск, разведка и разработка нефтей ведется в Мировом океане, на шельфе морей окраин и внутри них, сегодня разведано более 1 700 месторождений нефти.

Выдвинутые теории, поясняющие происхождение нефтей[1], многочислены: основная из них – теория органического (биогенного) происхождения, другая – неорганического (абиогенного) происхождения нефти.

Нефть представляет собой жидкость, цвета которой изменяются от светло-коричневого (от бесцветного) до темно-бурого (до черного). Среднюю молекулярную массу нефть имеет 220–300 (иногда до 450–470). Плотность от  0,65 до 1,05 (чаще всего 0,82–0,95) г/см3. Нефть, имеющая плотность ниже 0,83 г/см3, называют легкой, равной 0,831–0,860 г/см3 – средней нефтью, а более 0,860 г/см3 считают тяжелой.

Нефть включает в себя многочисленные и разные органические вещества, поэтому для неё характерна не температура кипения, а температура начала кипения жидкой фракции углеводородов (как правило выше 28 °С, очень редко не ниже 100 °С в случае тяжелой нефти) и компонентным составом фракций (выход отдельной фракции, перегоняющейся при нормальном давлении в атмосферах, в условиях вакуума и определенного диапазона температур, обычно до 450–500 °С (в описанных условиях испаряется почти 80 % об. пробы), редко 560–580 °С (выкипает до 90-95% об.). Температуру застывания нефти находят в пределах от «минус» 60 до + 30 °С, т.к. она прямо взаимосвязана с концентрацией в нефти парафиновых углеводородов (чем их больше, тем застывание нефти будет происходить при высокой температуре) и присутствия легкой фракции (чем она больше по объему, тем температура застывания будет ближе к низкой отметке). От фракционного состава нефти и температуры (чем выше температура и объем легкой фракции, тем вязкость меньше) зависит её вязкость, которая изменяется в широком диапазоне, на вязкость также влияет и содержание смолисто-асфальтеновых углеводородные соединения (возрастает их доля, растет вязкость нефти). Удельную теплоемкость «черного золота» находят в диапазоне от 1,7 до 2,1 кДж/(кг·К), удельную теплоту её сгорания (низшую) – от 43,7 до 46,2 МДж/кг, диэлектрическую проницаемость исчисляют 2,0–2,5; электрическую проводимость 2·10-10-0,3 х 10-18 Ом-1.см-1.

Нефть является легковоспламеняющейся жидкостью, температура воспламенения которой колеблется в пределах от «минус» 35 до + 120 °С (температура воспламенения взаимосвязана с фракционным составом и содержанием в ней растворенных газов), легко растворяется органическими растворителями, в нормальных условиях не разбавляется водой, образует с водой эмульсии, характеризующейся устойчивостью.

По химическому составу нефть является смесью, в состав которой входят более 1 000 индивидуальных веществ, из которых основная часть представляют собой углеводороды, которые отличаются жидким агрегатным состоянием (> 500 компонентов, как-правило, 80– 90% масс.), и гетероатомные оргсоединения (4–5%), в большинстве серосодержащие (не менее 250 компонентов), азотсодержащие (более 30 компонентов) и кислорсодержащие (не менее 85 компонентов), металлосодержащие оргсоединения (в болшинстве соединения ванадия и никеля), и прочие компоненты, среди которых доля растворенных углеводородных газов (С1–С4, от десятых долей до 4%), воды (от микроследов до 10 % об.), минеральных солей (в основном, хлоридов, 0,1–4000 мг/л и больше), растворов солей оргкислот, механических примесей (микрочастиц глин, песка, известняка).

Состав углеводородов нефти[2]: в основном парафины (как правило, не более 30–35, редко 40–50% об.) и нафтены (25–75% об.), в малой степени – ароматические углеводороды (10–20, редко 35% об.) и смешанные, или гибридные углеводороды по своему строения (парафино-нафтеновые, нафтено-ароматические углеводороды). К гетероатомным компонентам относят сернистые – Н2S, меркаптан, моно- и дисульфид, тиофен и тиофан, а также полициклические углеводороды и т.п. (70–90% содержатся в остаточном продукте – мазут или гудрон); азотистые – в большинстве производные пиридина, хинолиновые производные, гомологи индола, карбазольные, пиррольные, а также порфириновые производные (максимальная часть содержится в высококипящих фракциях); кислородные – нафтеновые кислоты, фенолы, смолисто-асфальтеновые вещества (обнаруживаются, как правило, в тяжелых фракциях нефти).

Элементный состав (%) нефти:

углерод (С) – 82–87,

водород (H) – 11–14,5,

сера (S) – 0,01–6 (редко до 8),

азот (N) – 0,001–1,8,

кислород (О) – 0,005–0,35 (редко до 1,2) и другие.

В нефти находят больше 50 макроэлементов и микроэлементов. Наряду с перечисленными элементами в ней обнаружены V (10-5–10-2% масс.), Ni (10-4–10-3% масс.), Cl (от микроследов до 2×10-2% масс.) и т.п. Концентрация описанных соединений и примесей в сырой нефти различных нефтепромыслов изменяется в широком диапазоне, поэтому средний химический состав нефтей считается условным.

В СССР главенствовала (с 1981 г.) классификация нефтей по технологии, или индексировалась (качественный состав получаемых продуктов из нефти) в соответствии со следущими показателями, по которым каждому образцу нефти присваиваются индексы, включающие пять цифр:

  • по содержанию серы нефти делятся на несколько классов:

1 класс – не более 0,5%;

2 класс – 0,51–2,0%;

3 класс – более 2,0%.

  • по содержанию фракций, выкипающих до 350°С нефть делят на типы:

1 тип – не менее 55%;

2 тип – 45,0–54,9%;

3 тип – не более 45%.

  • по суммарному содержанию базовых масел в расчете на нефть делят на группы:

1 тип – не менее 25%;

2 тип – 15,0–24,9%;

3 тип – не более 15,0%.

  • по индексу вязкости базовых масел нефть делят на подгруппы:

1 подгруппа – 95;

2 подгруппа – 90–95;

3 подгруппа – 85,0–89,9;

4 подгруппа – менее 85.

  • по содержанию твердых парафинов различают следующие виды нефти:

1 вид – не более 1,5%;

2 вид – 1,51–6,00;

3 вид – более 6,00.

Используемая классификация позволяет индексировать любую промышленную нефть. Например: туймазинскую нефть характеризует индекс 2.2.3.3.2, узенскую – индекс 1.3.3.1.3. Описываемая классификация применяется для сортирования нефтей перед направлением ее на нефтепереработку по одной из схем (топливная или масляная), учет качественного состава для планирования добычи, транспортировки, хранения и нефтепереработки, для проектирования перерабатывающих нефть преприятий. За рубеж экспортируют нефть, которая  классифицируется, как правило, по следующим показателям: плотность и концентрация серы. При поступлениии минеральной нефти с месторождений на нефтеперерабатывающий завод или преприятие из нее удаляются пластовая вода и минеральная соль. Для уменьшения потери легкой, самой  ценной, углеводородной фракции при транспортировке, а также с целью обеспечить постоянное давление паров нефти при загрузке на нефтеперерабатывающее преприятие она стабилизируется, т.е. отгоняется пропан-бутановая, и реже пентановая фракции углеводородных соединений.

Первичную переработку нефти осуществляют её перегонкой – отбор так называемых светлых (бензин, керосин, реактивное и дизельное топливо) и темных (мазуты, вакуумный дистиллят, гудроны) нефтепродуктов. Увеличение выхода и повышение качества получаемых нефтепродуктов, а также получение сырья нефтехимии, требует направления нефти на повторную переработку, в результате которой измененяется структура входящих в состав нефти углеводородных соединений. Для удаления лишних компонентов (серосодержащие, смолистые и кислородные соединения, металлосодержащие органические, полициклические ароматические углеводороды) применяют очистку продуктов нефтепереработки. Дальнейшее повышение качества получаемых продуктов (топливо и масло) проводят добавлением специальных веществ (присадок к смазочному материалу, присадок к топливу).

Перегонку нефти проводят на специальных установках, состоящих из трубчатой печи, ректификационной колонны и теплообменной аппаратуры. В процессе перегонки смесь нагретых паров направляют в ректификационную колонну, из которой отбирают отдельные фракции, различающиеся по температурам кипения. При атмосферном давлении и повышении температуры из нефти испаряются последовательно различные индивидуальные углеводороды.

Нефтепродукты группируются в различные фракции в зависимости от температурного интервала, в котором они выкипают. Следовательно, фракцией называется группа углеводородов, выкипающая в определенном интервале температур. В табл. 1 приведены интервалы температуры (оС), в которых выкипают общепринятые фракции нефти.

Таблица 1

Интервалы температур, в которых выкипают общепринятые фракции нефти

Фракция нефти Интервал температур, оС
Бензин 35–205
Топливо для реактивных двигателей 120–315
Керосин 150–350
Дизельное топливо 180–360

Среди методов переработки нефти выделяют[3]:

  • первичные процессы (атмосферно-вакуумная перегонка – углеводороды нефти не подвергаются химическим превращениям);
  • вторичные процессы (протекают химические реакции, приводящие к изменению структуры природных углеводородов, содержащихся в нефти).

При атмосферно-вакуумной перегонке на установках из нефти выделяют ее составные части путем последовательного или одновременного их испарения с последующим разделением паров на фракции. Разделение нефти на фракции основано на том, что различные углеводороды, входящие в ее состав, кипят при разной температуре.

Существуют три основные фракций нефти – бензиновая, керосиновая, мазут. Температура кипения бензиновой фракции 35–205°С, керосиновой – 150–350°С, мазута – более 350°С. Из бензиновой фракции в результате последующей перегонки выделяют различные сорта бензинов:

легкий бензин – петролейный эфир с температурой кипения 40–75°С;

средний бензин – собственно бензин с температурой кипения 70–120°С;

тяжелый бензин – лигроин с температурой кипения 120–140°С.

На различных заводах (или даже на одном и том же), но на разных перегонных установках из одной и той же нефти получают разное количество товарных продуктов.

С ростом автомобильного и тракторного парков, с развитием реактивной авиации потребности в количестве и качестве топлива резко возросли. В связи с этим широкое распространение получили так называемые методы деструктивной переработки нефти, при которых путем расщепления крупных углеводородных молекул, входящих в состав тяжелых (темных) нефтяных фракций, образуются более мелкие, входящие в состав топлива. Это позволило увеличить количество светлых нефтепродуктов, отбираемых из нефти, за счет повышения в целом глубины ее переработки.

Наиболее ценная бензиновая фракция при перегонке нефти составляет всего лишь 5–20% от общей массы нефти. Для увеличения выхода бензина применяют более сложный технологический процесс, называемый крекингом нефти.

В процессе крекинга происходит расщепление молекул углеводородов с большим числом углеродных атомов на более мелкие молекулы предельных и непредельных углеводородов, составляющих в основном фракцию бензинов. Помимо деструкции в процессе крекинга происходит изомеризация молекул, их уплотнение и т.д. Существует несколько разновидностей крекинга нефти:

Термический крекинг протекает при высоких температурах и давлении (t=450–500°C, давление 20–70 кгс/см2). Сырьем служат нефтяные фракции от керосина до гудрона. В результате процесса получают более легкие по сравнению с исходными углеводороды – газы, компоненты бензина, керосина, бензол, толуол и др. Разновидностями процесса термического крекинга являются пиролиз (при низком давлении) (t=550–600°C, давление 3-5 кгс/см2) и коксование, направленное на получение кокса, идущего на производство электродов.

Каталитический крекинг (t=450°C, атмосферное давление, катализатором служат активированные алюмосиликаты) – процесс, способствующий образованию в составе получаемого бензина наиболее желательных углеводородов. Сырьем служат дизельные фракции, вакуумный дистиллят, газойль коксования и др. Протекает при высокой температуре в присутствии алюмосиликатного катализатора. В результате получают компоненты высокооктанового бензина, керосино-газойлевые фракции и непредельные углеводороды, сырье для других нефтехимических процессов.

Риформинг – процесс переработки преимущественно прямогонного бензина и лигроиновых фракций нефти для получения высокооктанового бензина, ароматических углеводородов и технического водорода. Проводят при высоких температурах и давлении в присутствии водорода и катализатора. В зависимости от типа применяемого катализатора различают платформинг (платиносодержащий  катализатор) и гидроформинг (молибденсодержащий катализатор).

Алкилирование и изомеризацию применяют для получения высокооктановых компонентов авиационного керосина и автомобильного бензина. Товарный автомобильный бензин и авиационный керосин – это смесь компонентов, полученных в результате многих процессов. Содержание прямогонных бензиновых фракций в высокооктановом бензине невелико либо отсутствует вовсе.

Для улучшения качества светлых нефтепродуктов, снижения в них содержания серы широко применяют гидроочистку – процесс воздействия водорода на углеводородное сырье при высоких температурах, давлении и в присутствии катализатора.

Классификацию нефтепродуктов и ГСМ можно проводить по нескольким основаниям.

По назначению нефтепродукты подразделяются:

  • горюче-смазочные материалы, применяемые в технике, которые делят на топливо и масла;
  • продукты нефтеперерабатывающей промышленности иного назначения (парафин, битум, мазуты, асфальты, озокериты и т.п.).

По цвету делят нефтепродукты:

  • светлые (бензины, керосины, очищенное масло);
  • темные (гудроны, битумы, большинство масел).

По летучести нефтепродукты подразделяются:

  • легколетучие (бензины, уайт-спирит и др.), характеризующиеся температурой кипения ниже 200°С;
  • малолетучие (керосины, печные топлива, мазуты и др.), имющие температуру кипения болше 200°С, но меньше 300 °С;
  • практически нелетучие (масло, автомобильная пластичная смазка и др.), температура кипения которых более 300°С.

Ассортимент нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов очень широкий и представлен многочисленными наименованиями.

Условно их разделяют на 4 огромных класса: класс топлив, класс масел, класс смазок, класс прочих нефтепродуктов.

В качестве объектов криминалистической экспертизы и исследований наиболеечасто выступают класс топлив, класс масел и класс смазок –  товарные нефтепродукты и горюче-смазочные материалы. Топливо подразделяется на бензин, соляровое масло (дизтопливо), керосин и топливо, используемое в реактивных двигателях.[4]

Бензины предназначены для работы поршневых двигателей с принудительным воспламенением от искры. При изготовлении современных товарных бензинов используют смешивание (компаундирование) продуктов прямой перегонки нефти различного фракционного состава, каталитического крекинга (расщепление в присутствии катализаторов), гидрокрекинга (перегонка с водяным паром), пиролиза (глубокое расщепление жидких и твердых углеводородов сложного состава до простейших углеводородов – предельных, непредельных и пр.). В состав бензинов также входят технический бутан, пентан, гексан и т.д.

В бензины, не отвечающие требованиям стандартов по детонационной стойкости, добавляют высокооктановые компоненты (до 30%), в качестве которых используют ароматические углеводороды. В состав отдельных марок бензинов входят присадки: вещества различного химического состава, добавляемые в малых количествах для повышения эксплуатационных характеристик. Содержание присадок в жидких видах топлива не превышает сотых или десятых долей по массе. Присадки к топливам улучшают процессы сгорания, способствуют сохранению первоначальных свойств топлива при хранении, транспортировке, использовании, снижают вредное воздействие топлива на механизмы и аппаратуру, облегчают использование топлива при низких температурах. Наибольшее применение получили следующие присадки к бензинам:

  • антиокислители (параоксидифениламин, альфа-нафтол), ингибиторы химические, дезактиваторы металла (препятствуют протеканию нежелательных химических реакций);
  • стабилизаторы (способствуют сохранению устойчивости смеси);
  • противонагарные (противодействуют отложению нагара на цилиндрах и поршнях двигателя).

Основной характеристикой бензинов является детонационная стойкость, показателем которой служит октановое число, равное содержанию (% об.) изооктана в смеси с n-гептаном. Данная смесь по детонационной стойкости должна быть эквивалентна топливу, испытываемому в стандартных условиях. Так, топливо с октановым числом 92 по своей детонационной стойкости эквивалентно смеси, состоящей из 92% об. изооктана и 8% об. n-гептана. В настоящее время выпускают следующие марки автомобильных бензинов – АИ-80, АИ-92, АИ-95, АИ-98. Буква «А» обозначает, что бензин автомобильный, «И» – значение октанового числа определено исследовательским методом (в другом случае – моторный метод). Автомобильный бензин А-72 в настоящее время почти не вырабатывают в связи с отсутствием техники, для эксплуатации которой он требуется. Цифры соответствуют минимальному октановому числу. Следует помнить, что топлива в Российской Федерации вырабатываются по ГОСТ

2084-77, ГОСТ Р 51105-97, ТУ 38.001165-97, ТУ 38.401-58-122-95, ТУ 38.401-58-127-95, ТУ 38.401-58-171-96, ТУ 38.301-25-41-97 и др.

Наибольшую потребность, существующую на бензин АИ-92, который вырабатывают по ТУ 38.001165-97, несмотря на это бензин А-76 в общем объеме получения нефтепродуктов остается большой. Поименованные ТУ диктуют производство марок бензина АИ-80 и АИ-96, октановые числа которых, определенные по исследовательскому методу, соответственно равны 80 и 96. Эти автобензины изготавливаются в большом количестве и для экспорта. Бензин АИ-98, октановое число которого равно 98 (исследовательский метод определения октанового числа) производят по ТУ 38.401-58-122-95 и ТУ 38.401-58-127-95. Технические условия на автобензины марок А-76, АИ-80, АИ-91, АИ-92 и АИ-96 допускают выработку их с добавкой этиловой жидкости. При получении бензина АИ-95 и АИ-98 разрешено примененять антидетонаторы (кроме тетраэтилсвинца – ТЭС).

Автобензин, получаемый по ГОСТ 2084-77, по показателю испаряемости подразделяют на летний и зимний. Зимний автобензин предназначен для использования в северных, северо-восточных регионах страны на протяжении всего года, а в других регионах в период с 01 октября по 01 апреля. Летний автобензин примененяют во всех регионах, исключая северные и северо-восточные области страны, весной (с 01 апреля), летом и осенью (до 01 октября), в южных регинах страны допускают использование летнего автобензина на протяжении всего года.

С целью увеличения конкурентоспособности отечественных автобензинов и поднятия их качественных показателей до стандартов Евро вступил в действие  разработанный ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия». Настоящий стандарт не является заменой ГОСТ 2084-77, который предусматривает производство и этилированного, и неэтилированного автобензинов. По ГОСТ Р 51105-97 вырабатывают исключительно неэтилированный автобензины (концентрация свинца не превышает 0,01 г/дм3).

По октановому числу, определяемому исследовательским методом, в нашей стране установлены следующие марки автобензина – «Нормаль-80», «Регуляр-92», «Премиум-95» и «Супер-98».

Автобензин «Нормаль-80», предназначенный для применения на грузовом автотранспорте, в котором используют автобензин А-76. Неэтилированный автобензин «Регуляр-92» используют для эксплуатирования автотранспорта вместо этилированного автобензина А-93. Автобензины «Премиум-95» и «Супер-98» в основном соответствуют стандартам Евро, используются в большинстве случаев в иностранных автомобилях, изготавливаемых за рубежом и в России.

Для того, чтобы обеспечить нормальную эксплуатацию автотранспортных средств и целесообразного применения автобензинов введены пять классов топлив, различающихся по показаталю испаряемость, для использования в районах, различных по климатическим условиям ( ГОСТ 16350-80).

С целью обеспечить мегаполисы, плотность автотранспорта в которых нарастает, экологически чистым топливом разработаны технические условия, по которым изготавливают неэтилированные автобензины с высокими характеристиками по экологии[5]: «Городские» (ТУ 38.401-58-171-96); «ЯрМарка» (ТУ 38.301-25-41-97) и др. ТУ 38.401-58-171-96 предусматривают производство автобензинов, вырабатываемых ОАО «Московский нефтеперерабатывающий завод», ТУ 38.401-58-329-2003 – производство автобензинов, вырабатываемых ОАО «Славнефть-Ярославнефтеоргсинтез». В сравнении с ГОСТ Р 51105-97 новые технические условия устанавливают самые строгие показатели содержания бензола, предусмотривающие нормировку содержания ароматических углеводородов и разрешающие применять моющие присадки.

Базовый компонент для получения автобензинов это обычные топлива (бензин), производимый каталитическим риформингом или каталитическим крекингом. Бензин, изготовленный способом каталитического риформинга, имеет низкое содержание серы, в его компонентном составе не входят алкены (олефиновые углеводороды), он характеризуется высокой стабильностью при длительном хранении. Высокое содержание в нем ароматических углеводородов с точки зрения экологии является нежелательным фактором. К недостаткам можно отнести неравномерности в распределении детонационной стойкости между фракциями. Бензин, получаемый каталитическим крекингом, отличается низким содержанием (% масс.) серы, октановым числом, определяемым исследовательским методом, колеблющимся в узком диапазоне от 90 до 93 единиц. Концентрация углеводородов ароматики в таком автобензине изменяется в пределах от 30 до 40 %, олефиновых углеводородов – 25–35 %. В его состав не входят диеновые углеводородные соединения, поэтому он характеризуется химической стабильностью в высшей степени (период индукции от 800 до 900 мин). В сравнении с бензином, полученным каталитическим риформингом, у бензина, изготовленного каталитическим крекингом, детонационная стойкость между фракциями распределяется равномерно. Для получения современных автобензинов активно используются смеси компонентов, полученных и каталитическим риформингом, и каталитическим крекингом.

Автобензины такого термического процесса, каким является крекинг (коксование происходи замедлено), характеризуются низкой детонационной стойкостью и химической стабильностью, высоким содержанием серы и применяются в производстве низкооктановых автобензинов в не больших объемах. Производство автобензинов, отличающихся высоким октановым числом, предусматривает применение алкилбензола, изооктана, изопентана и толуола. Автобензины АИ-95 и АИ-98, как правило, вырабатывают с добавками кислородных соединений (метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ),  смеси МТБЭ и трет-бутанола, известная под названием фэтерол). Введение метил-трет-бутилового эфира в автобензин повышает несколько показателей его качества (полнота сгорания и равномерное распределение стойкости к детонации между фракциями). Допускается содержание метил-трет-бутилового эфира в товарном автобензине не более 15 % об., т.к. МТБЭ имеет относительно низкую теплоту сгорания и высокую агрессивность в отношении резин.

Ранее для того, чтобы поддерживать требуемый уровень стойкости к детонации в этилированные бензины добавляли этиловую жидкость, содержащую до 0,15 г свинца/дм3 автобензина. К автобензинам, получаемых за счет протекания вторичных процессов, характеризующимся высоким содержанием непредельных углеводородов, чтобы их стабилизировать и обеспечить строгие требования по периоду индукции разрешено прибавлять к ним антиокислитель Агидол-1 или антиокислитель Агидол-12. С целью обеспечить безопасность при их использовании и маркирования этилированных автобензинов производили их окрашевание. Бензины А-76 окрашиваются жирорастворимыми желтыми красителями К в цвет с желтым оттенком, автобензин АИ-92 – с оттенком оранжево-красного цвета жирорастворимыми темно-красными красителями Ж. Этилированный автобензин, предназначенный для экспортных целей, вовсе не окрашивают.

Все автобензины, вырабатываемые по ТУ, обязаны соответствовать ГОСТ Р 51313-99 «Бензины автомобильные. Общие технические требования», введенному в действие с 01.07.2000 г. Проверка соответствия автобензинов, вырабатываемых по ТУ, жестких условиям ГОСТ Р 51313-99 производится в рамках их сертифицирования обязательно.

Кроме автомобильных бензинов, отечественной промышленностью выпускаются авиационные бензины, в обозначении которых присутствует буква Б, например, Б-100/130; Б-95/130; Б-91/115 (ГОСТ 1012-72). Числитель в дроби показывает минимальное октановое число, определенное по моторному методу. Знаменатель дроби указывает сортность на богатой смеси. В настоящее время выпускаются также бензин-растворитель для резиновой промышленности (ГОСТ 443-76), бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности (ГОСТ 3134-78) и прочие.

Дизельные топлива (ДТ) предназначены для работы дизельных и газотурбинных двигателей наземной и судовой техники и представляют собой прямогонные фракции нефти, выкипающие при температуре 150–360°С. Их изготавливают компаундированием (смешиванием) дистиллятных фракций, получаемых в процессе перегонки нефти и подвергнутых затем гидроочистке и депарафинизации (удалению парафиновых фракций). В зависимости от условий применения установлены три вида дизельного топлива по ГОСТ 305-82:

Л – летнее для эксплуатации при температуре от 0°С и выше;

З – зимнее для эксплуатации в температурном режиме до –35°С;

А – арктическое по условиям применения до –50°С и ниже.

По содержанию серы ДТ подразделяется на два вида: для первого массовая доля серы не превышает 0,2 %, для второго – 0,5 %. Для марки А массовая доля серы составляет не более 0,4 %. В условное обозначение дизельных топлив марки Л входят массовая доля серы и температура вспышки. Температура вспышки – это минимальная температура, при которой происходит кратковременное воспламенение паров нефтепродуктов от пламени в условиях испытания; закрытом или открытом тигле. Например, дизельное топливо летнее с массовой долей серы 0,2% и температурой вспышки 40°С обозначают как Л–0,2–40 ГОСТ 305-82. У зимнего топлива в обозначении  присутствует температура застывания: З–0,2– минус 3 ГОСТ 305-82. У арктического дизельного топлива указывается только массовая доля серы, например, А–0,4 ГОСТ 305-82.[6]

Важные свойства дизельных топлив – испаряемость, воспламеняемость (цетановое число), низкотемпературная текучесть.

Испаряемость различных марок дизельных топлив варьируется в узких пределах, зависит от плотности, фракционного состава (температуры выкипания 50 и 90 % об. в условиях перегонки, осуществляемой в соответствии с ГОСТ 2177-99 и по методу ASTM D 286), и мало влияет на работу дизеля.

Цетановое число, влияющее на легкость пуска, длительность «белого дымления» после пуска, приемистость до прогрева и жесткость работы дизеля в условиях холостого хода. Воспламеняемость обуславливает концентрацию опасных компонентов (СО и СН) в отработанных газах выбросов (при уменьшении задержки воспламенения процессы сгорания возникают и протекают быстро, концентрация опасных компонентов в отработанных газах резко понижается). Задержку воспламенения измеряют при проведения испытания на цетановое число – ГОСТ 3122-67, для реализации которого используют одноцилиндровый двигатель, оснащенный устройством регулиротвания степени сжатия, на аналогичном двигателе определяют октановое число автобензина. Задержка воспламенения измеряется в условиях сжатия до фиксированной степени, и результат сопоставляется с показателем для стандартного эталонного топлива, состоящего из смеси с н-цетаном и α-метилнафталином. Цетановое число показывает концентрацию н-цетана в смеси, позволяющую воспроизвести такую же задержку воспламенения, что и исследуемое топливо. Дизельный двигатель зависит от требований к цетановому числу. Быстроходный дизель (средняя скорость больше 10 м/сек) предъявляет самые строгие требования к цетановому числу, чем дизель со средней скоростью меньше 10 м/сек. Крупный судовый дизель работает нормально, при использовании топлива с цетановым числом равным 20 у.е., в то время как изготовитель современного высокооборотного дизеля легкового автотранспорта требует применять топливо, характеризующееся цетановым числом больше 55 единиц. Для российских быстроходных дизелей оптимальное цетановое число должно находится в диапазоне от 40 до 50 единиц (летом применяют топливо с цетановым числом больше 40, для того, чтобы обеспечить гарантированный зимний пуска двигателя цетановое число не должно быть меньше 45 единиц).

В европейских странах оценку воспламеняемости дизтоплива производят с помощью и цетанового индекса, и расчетного дизельного индекса. Цетановый индекс рассчитывают использую номограмму (ASTM D 976). Величину дизельного индекса для определенного топлива вычисляют по значению плотности при температуре 15оС и значению температуры выкипания 50 % об. дизтоплива. Последнюю характеристику нормируют и для российских топлив, если они подлежат экспорту.

Низкотемпературные свойства дизельных топлив оцениваются величинами температур их застывания, помутнения и предельной температуры фильтруемости топлива. Температура застывания определяется условиями, при которых осуществляют складское хранение топлива, температурой помутнения и предела фильтруемости – условиями применения топлив в изделиях техники.

Существуют несколько способов производства дизтоплив, имеющих низкую температуру застывания:

  1. Уменьшение концентрации высококипящих углеводородных фракций (снижается температура конца кипения топлива) и/или обогащение топлива за счет добавления самых легких фракций углеводородов. Недостаток описанного способа состоит в снижении объема получаемого моторного топлива и снижение показателя, отвечающего за температуру вспышки дизтоплива.
  2. Использование депрессорных присадок, позволяющее выработку топлива не снижать, хотя депрессанты заметно снижают величину температуры застывания и почти не оказывают влияния на величину температуры помутнения, что резко снижает возможность их использования.
  3. Изменение углеводородного состава топлива (вовлечение дополнительного количества тяжелых фракций в ДТ) позволяет снизить температуры застывания, помутнения и фильтруемости. Таким образом, этот способ помогает увеличивать производство ДТ.

Керосины используют в бытовых нагревательных и осветительных приборах. Отличительная особенность керосинов – ограничение содержания тяжелых углеводородных фракций, ухудшающих процесс горения. С уменьшением содержания ароматических углеводородов возрастает интенсивность свечения и теплотворная способность, поэтому марки керосина различают в зависимости от высоты некоптящего пламени – показателя, зависящего от содержания ароматических углеводородов. Существенным требованием, предъявляемым к керосинам, является минимальное содержание в них смол и нафтеновых кислот, засоряющих поры фитилей. В связи с этим керосиновые дистилляты подвергаются сернокислотной очистке, а керосин, полученный из сернистых нефтей (ГОСТ 11128-65) – гидроочистке.

Характеристики осветительных керосинов приведены в табл. 2.

К этой же группе продуктов относится лигроин приборный (ОСТ 38 01423 – 87), представляющий фракцию прямой перегонки нефти (применяется в приборостроении в качестве наполнителя жидкостных приборов).

Лигроин – легковоспламеняющаяся прозрачная бесцветная или слабо-желтая жидкость, выкипающая в пределах 120–240°С; температура самовоспламенения – 380 °С, вспышки – 10 °С.

Таблица 2

Характеристика керосина (ОСТ 38 01407-86)

Показатель КО-30 КО-25 КО-20
Плотность при 20 °С, кг/м3, не более 790 795 830
Фракционный состав:
до 200 (270) °С перегоняется %, не менее 25 50 (80)
98 % (об.) перегоняется при t °С, не выше 310
конец кипения при t °С 280 290 320
Высота некоптящего пламени, мм, не менее 30 25 20
Температура помутнения, °С, не выше –15 –15 –12
Кислотность, мг КОН/100 см3, не выше 1,0 1,0 1,3
Зольность, %, не выше 0,002 0,002 0,005

Авиационный керосин (топливо для реактивных двигателей). Основными марками топлива для авиационных двигателей с дозвуковой скоростью поле­та являются ТС-1, РТ, Т-1, Т-1С. Температура кипения указанных топлив лежит в пределах от 130 до 280°С, температура самовоспла­менения – 220°С. Топливо марок РТ и ТС-1 получают прямой перегонкой с применением дополнительной очистки и смешиванием прямогонного и гидроочищенного компонентов. Для сверхзвуковой авиации выпускается топливо марок Т-6 и Т-8В, которое получают путем гидрокрекинга вакуумного дистиллята, а также из прямогонного сырья с применением процессов очистки и уменьшением количества ароматических соединений. В топливо РТ, Т-6 и Т-8В добавляют антиокислительную присадку ионол (0,003–0,004%), а также противоизносную присадку «К» (0,002–0,004%).

На основе бензиновой фракции прямой перегонки изготовляет­ся уайт-спирит – растворитель для лакокрасочной промышлен­ности, пределы кипения 165–200 °С, содержание ароматических углеводородов достигает в нем 16 %. По фракционному составу уайт-спирит заметно отличается от других растворителей нефтяного происхождения.

Главный принцип и предназначение любого смазочного масла – образовывать тончайшую и прочнейшую пленку на поверхности трущихся деталей и предотвращать прямой контакт их микронеровностей друг с другом. Именно так резко снижается трение и уменьшается вероятность возникновения зазоров. Для выполнения этих задач в двигателях и других агрегатах автомобиля смазочное масло должно обладать двумя противоположными свойствами:

– хорошо течь, проникать через систему тончайших каналов при любых температурах, в том числе зимой, после ночной стоянки при –30 или –40 оС, когда все «текучее» превращается в твердое. Наличие масла в двигателе во время холодного старта жизненно необходимо, так как после длительной стоянки оно может полностью стечь и вероятно появление разрушительных задиров в случае проворачивания двигателя «всухую»;

– прилипать к поверхности металла. В отличие от способности течь сохранение этого свойства особенно важно при сверхвысоких температурах во время пика нагрузок на двигатель, эксплуатируемый в летнюю жару. В данном случае разогретое до предела масло может перейти в жидкую и даже парообразную форму, теряя способность оставаться на поверхности трущихся деталей в виде микропленки. Поэтому смазочное масло должно быть максимально жидким, и одновременно с этим максимально густым. Решение проблемы заключается либо в использовании различных по свойствам «зимнего» и «летнего» масел, либо в применении загущающих присадок – модификаторов вязкости[7]. Именно последние позволили широко внедрить всесезонные композиции моторных и трансмиссионных масел. Суть их действия заключается в том, что они «не работают» при низких температурах, сохраняют первоначальную степень текучести масла, но загущают его при повышении температур, обеспечивая желанный компромисс. Трансмиссионные и моторные масла получают из той части нефти, которая остается после отгонки топливных фракций. Эта часть нефти называется мазутом.

В результате вакуумной перегонки получают базовые дистиллятные масла, а оставшиеся продукты (полугудрон и гудрон) используют для получения остаточных масел. Характерными особенностями дистиллятных масел являются хорошие вязкостно-температурные свойства и высокая термоокислительная стабильность. Но в этих маслах мало соединений, обладающих высокой маслянистостью, т. е. прочностью масляной пленки.

Остаточные масла, наоборот, обладают высокой естественной маслянистостью, но плохими низкотемпературными и вязкостно-температурными свойствами. Высокая маслянистость остаточных масел связана с находящимися в них продуктами окислительной полимеризации (нефтяными смолами).

Существуют две схемы переработки мазута – топливная и масляная. При топливной получают только одну фракцию (350–500 °С), используемую обычно как базовый продукт для каталитического крекинга или гидрокрекинга. При масляной переработке – три фракции: легкие дистиллятные масла (выкипающие при 300–400 °С); средние дистиллятные масла (выкипающие при 400–450 °С); тяжелые дистиллятные масла (выкипающие при 450–500 °С).

Для получения товарных марок масла подвергают сложным технологическим операциям. Для удаления нежелательных примесей масло очищают, удаляют продукты окислительной полимеризации, органические кислоты, нестабильные углеводороды, серу и ее соединения. Для улучшения низкотемпературных свойств масла подвергают депарафинизации и деасфальтизации. Очищенные продукты при необходимости смешивают для получения нужного уровня вязкости. Дистиллятные масла используют для приготовления масел, от которых не требуется особо высокой естественной прочности масляной пленки.

При очистке масел удаляются следующие основные примеси: соединения серы и органические кислоты; непредельные углеводороды; смолистые и асфальтеновые соединения; растворенные в масле твердые частицы; полициклические соединения.

Методы очистки:

  • селективная очистка, т.е. экстракция растворителями, позволяющая избавится от лишних компонентов (асфальтены, смола и ароматические углеводороды, полициклические ароматические соединения), основанная на формировании системы, состоящей из двух фаз, в которой происходит послойное разделение примесей с растворителем от чистого масла. После изоляции экстракционного слоя получают масло высокой чистоты. Экстракцию растворителем, как правило, проводят вслед за дистилляцией вакуумом;
  • депарафинизация растворителем, приводящая к удалению парафиновых углеводородов, повышающих величину температуры застывания масла. Масло смешивают с метилэтилкетоном и толуолом, полученную смесь охлаждают до температутуры «минус» 6, «минус» 12 °C, при которой происходит выпадение кристаллов парафина в осадок, от которых избавляются при фильтровании, растворители отгоняются от масла и в результате получают депарафинизированное масло, характеризующееся улучшенными характеристиками (низкая температура застывания, повышенный индекс вязкости, высокая текучесть в условиях низких температур). Продукт побочного осадочного процесса, представляющий собой кристаллы парафина, используют в качестве сырья в каталитическом гидрокрекинге, при протекании которого возможно получение высококачественных базовых масел;
  • чистка адсорбентами, в качестве которых применяют отбеливающую глину или кристаллы алюмосиликатов – цеолитов, характиризующихся однородной пористостью. В результате чистки масло получается светлым, из-за этого она получила название осветление масел;
  • гидрообработку и каталитический гидрокрекинг, процессы осуществляемые в результате протекающей реакции с водородом в условиях высокой температуры и давления с использованием катализатора.

Для производства масла применяют следующие процессы обработки водородом:

  • гидрообработка проводится отдельно или одновременно с обработкой растворителями. Гидрообработка базовых масел может быть проведена до разной глубины – от гидроочистки до гидрокрекинга. Как гидроочищенное базовое масло, так и базовое масло гидрокрекинга имеют больше предельных связей и меньше серы по сравнению с базовым маслом, экстрагированным с помощью растворителя;
  • гидроочистка осуществляется действием водорода на нефтяные фракции в присутствии катализатора. Ненасыщенные и ароматические молекулы базового масла превращаются в предельные. Одновременно протекает процесс обессеривания и удаления азотсодержащих соединений. Умеренная гидроочистка обычно используется и для снижения окраски и запаха масла;
  • гидроизомеризация – изомеризация парафинов или высокопарафиновых фракций. Линейные молекулы парафинов превращаются в разветвленные изопарафины, одновременно может иметь место и гидрокрекинг молекул. Сырьем для этого процесса служат продукты депарафинизации масел или производства парафинов. После гидроизомеризации проводится депарафинизация растворителем для снижения температуры застывания масла;
  • гидродепарафинизация – каталитическая депарафинизация является альтернативным процессом депарафинизации растворителем. Молекулы парафинов каталитически разрываются и изомеризуются до изопарафинов. Эта стадия обработки непосредственно следует либо после гидрокрекинга, либо после экстракции растворителем;
  • каталитический гидрокрекинг – получение базовых масел с высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к деформациям сдвига. Гидрокрекинг – один из самых перспективных методов улучшения свойств масла. В ходе гидрообработки одновременно или последовательно протекает ряд химических реакций, в результате которых удаляются соединения серы, азота, другие гетероатомные соединения, одновременно протекает гидрирование полициклических ароматических соединений, расщепление нафтеновых колец, деструкция длинных парафиновых цепей и изомеризация продуктов. Скорость и направление отдельных химических реакций (см. рис. 1) можно регулировать изменением параметров обработки (температуры, давления, соотношения реагентов, а также путем применения различных катализаторов). Поэтому разные компании при выполнении процесса глубокой переработки масла, могут получить отличающиеся по свойствам продукты.

Схема гидрокрекинга молекул масла

Рис. Схема гидрокрекинга молекул масла: а – исходная молекула масла; б – расщепление ароматических и нафтеновых колец; в – выпрямление цепи.[8]

Моторные масла предназначены для смазывания деталей двигателей внутреннего сгорания, представляют собой сложные смеси различных компонентов, каждый из которых выполняет свои функции.

Моторные масла подразделяются: на масла для дизелей, масла для карбюраторных двигателей; масла для авиационных двигателей.

Современные моторные масла по происхождению подразделяются на:

  • нефтяные (минеральные), которые производят по классическим технологиям путем смешивания базовых дистиллятных масел различной вязкости с остаточными маслами, и (или) смесями дистиллятных и остаточных компонентов;
  • синтетические, получаемые гидрокренингом (СН-синтез);
  • полусинтетические, получаемые путем смешивания минеральных и синтетических масел.

Полусинтетические моторные масла, в отличие от минеральных, обладают улучшенной вязкостно-температурной характеристикой, эффективнее защищают детали и узлы двигателя от износа и отложений ржавчины, нагаров, шлаков, влияют на экономию топлива, их можно использовать во всех типах двигателей.

Синтетические моторные масла производят с помощью сложных технологий. Они обладают высокими эксплуатационными характеристиками, могут применяться при различных температурных и эксплуатационных режимах в современных высокофорсированных двигателях (в т.ч. с турбонадувом).

К синтетическим моторным маслам относятся:

– углеводородные масла содержат в базовой части отдельные группы углеводородов, которые получают путем синтеза, а не выделением из нефти;

– диэфирные масла изготовляют на основе двойных эфиров алифатических спиртов изостроения и двухосновных кислот нормального строения. Они превосходят нефтяные масла по всем эксплуатационным свойствам (индекс вязкости, температура вспышки, смазочные свойства, стойкость к окис­лению), уступая им по более агрессивному воздействию на резиновые изделия. Отличаются высокой термической стабильностью и практическим отсутствием испарения, находят применение в авиации;

– полиалкиленгликолевые масла имеют и другие названия – полигликоли, полиэфиры, полиоксиалкиленгликоли. По структуре – это линейные полиэфиры с длинными цепями, молекула которых может содержать одну или несколько гидроксильных групп. Особенность полигликолей заключается в том, что они практически не оказывают коррозионного воздействия на металлы и совместимы с синтетической и натуральной резиной. Полигликоли смешиваются с водой во всех отношениях и не растворяются в углеводородах. Сырьем для их производства служат непредельные газообразные углеводороды (этилен и пропилен), получаемые из природного углеводородного газа и промышленных газов нефтеперерабатывающих заводов;

– полиэтиленовые масла и этилен-нефтяные сополимеры по эксплуатационным свойствам аналогичны синтетическим углеводородным маслам;

– фосфорорганические масла – сложные эфиры ортофосфорной кислоты, превосходящие нефтяные масла по смазочным свойствам, огнестойкости, антиокислительным и антикоррозионным свойствам;

– жировые масла – смазочные масла органического происхождения на основе растительных и животных жиров, как правило, нерастворимы в нефтяных маслах. Однако с помощью специальной обработки касторового масла получают продукт, растворимый в нефтяном масле. Такая смесь используется в высокофорсированных двигателях с относительно малым ресурсом (гоночные автомобили). Такие масла называют кастроли;

– к группе галогенуглеродных масел относятся фтор- и хлорсодержащие углеводородные масла, основой которых являются галогенопроизводные углеводородов. Их получают фторированием углеводородов различных нефтяных фракций;

– кремнийорганические масла – полимерные кремнийорганические соединения (полисилоксаны или силиконы). Из-за плохих смазывающих свойств их используют для получения  кремнийорганических фторэфиров.

К основным характеристикам моторных масел относятся следующие показатели:

  • плотность и удельный вес масла. Плотность масла – это соотношение его массы к объему (кг/м3), а удельный вес – соотношение массы определенного объема масла к массе соответствующего объема воды при 20°С. Плотность и удельный вес зависят от температуры;
  • вязкость – величина, характеризующая текучесть жидкости. Вязкость зависит от температуры. Кинематическую вязкость в т.н. технической системе единиц измеряют в Стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт), а в системе СИ (м2/с) или (мм2/с). Если величину кинематической вязкости умножают на показатель плотности масла в температуре измерения, получают динамическую вязкость, единицей которой в технической системе является Пуаз (П). В системе СИ динамическую вязкость измеряют в Паскаль-секундах (Па·с) или (Н·с/м2);
  • индекс вязкости характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Чем больше индекс вязкости, тем меньше вязкость масла изменяется при колебании температуры;
  • температура вспышки. При повышении температуры из масла выделяются пары, которые при поднесении открытого огня вспыхивают;
  • температура застывания – самая низкая температура, при которой масло еще полностью не потеряло текучесть. Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры, т. е. кристаллизация парафина происходит вместе с повышением вязкости, так что масло становится твердым;
  • число нейтрализации. В зависимости от базовых масел и присадок, а также эксплуатационных условий в результате окисления в них появляются кислотные и/или щелочные продукты. Общее щелочное число (TBN) или общее кислотное число (TAN) характеризуют количество тех щелочных/кислых продуктов, которое требуется для нейтрализации масла. Кислотное число измеряется в мг КОН/г (миллиграмм гидроокиси калия на грамм масла);
  • сульфатная зольность. При сгорании масла из солей и других минералов, находящихся в масле во взвешенном состоянии, образуется зола. При очистке базового масла зольность должна быть минимальной и составлять порядка 0,005 % и меньше. Однако при введении присадок в масло зольность его резко возрастает и достигает 1–1,5%. Базовые масла практически беззольны. Довольно высокая сульфатная зольность моторных масел обусловлена наличием в их составе моющих присадок, содержащих металлы;
  • моюще-диспергирующие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии. Чем выше моюще-диспергирующие свойства масла, тем больше нерастворимых веществ – продуктов старения – может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, тем меньше лакообразных отложений и нагаров образуется на горячих деталях, тем выше может быть допустимая температура деталей (степень форсирования двигателя);
  • антиокислительные свойства в значительной степени определяют стойкость масла к старению;
  • противоизносные свойства зависят от химического состава и полярности базового масла, состава композиции присадок и вязкостно-температурной характеристики масла с присадками, которая в основном предопределяет температурные пределы его применимости (защита деталей от износа при пуске двигателя, при максимальных нагрузках и температурах окружающей среды);
  • антикоррозийные свойства – свойства моторных масел, которые зависят от состава базовых компонентов, концентрации и эффективности антикоррозионных, антиокислительных присадок и деактиваторов металлов. В процессе старения коррозионность моторных масел возрастает.

Современные классификации моторных масел: по степени вязкости SAE (Society of Automotive Engineers); по назначению и уровням качества API, ILSAK, JASO, ССМС, АСEA и ГОСТ.

Вязкость моторного масла по SAE выражается в условных единицах – степенях вязкости. Численные значения степеней являются условными символами комплекса вязкостных свойств. Различают два ряда степеней вязкости: зимний ряд – с буквой «W» (Winter – англ.), и летний – без буквенного обозначения. Сезонные (моновязкие) масла зимнего ряда различаются по максимальным вязкостям низкотемпературной проворачиваемости, прокачиваемости и по минимальной кинематической вязкости при 100°С. Степень вязкости сезонных масел летнего ряда определяется по минимальной и максимальной кинематическим вязкостям при 100°С и по минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с-1.

Стандартные ряды вязкости моторных масел:

зимний ряд – SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W;

летний ряд – SAE 20, 30, 40, 50, 60.

Всесезонные масла состоят из комбинации зимнего и летнего ряда разделенные знаком «тире» (например, SAE 10W-40). При их производстве все большее применение находят синтетические и высокоочищенные гидрокрекинговые базовые масла с высокими индексами вязкости. Низкотемпературные вязкости таких масел каждый раз повышаются менее чем в два раза при понижении температуры измерения с шагом 5 °С.

Качество масла – это комплекс свойств, который необходим для выполнения работы масла по назначению. Вязкость – основное свойство для всех масел независимо от их назначения.

Ввиду некоторого различия в конструкциях и условиях эксплуатации, в настоящее время одновременно существуют несколько систем классификации моторных масел – API / ILSAC, JASO, ACEA и ГОСТ (для стран СНГ).

Военное ведомство США и наиболее крупные производители автомобилей выдвигают дополнительные требования к качеству моторных масел. Таким образом, наряду с общепринятыми системами классификаций, существуют и требования (спецификации) производителей автомобилей. По системе API (ASTM D 4485, SAE J183 APR96) установлены три эксплуатационные категории (три ряда) назначения и качества моторных масел:

1) API S состоит из категорий качества моторных масел для бензиновых двигателей, идущих в хронологическом порядке. Каждой новой генерации присваивается дополнительная буква по алфавиту: API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG, API SH и API SJ (категория SI намеренно пропущена API для исключения путаницы с Международной системой мер). Категории API SA, API SB, API SC, API SD, API SE, API SF, API SG на сегодняшний день признаны недействительными, устаревшими, однако в некоторых странах масла этих категорий еще выпускаются, категория API SH является «условно действующей» и может использоваться только как дополнительная, например API CG-4/SH;

2) API C состоит из категорий качества и назначения масел для дизельных двигателей. Каждой новой генерации присваивается дополнительная буква по алфавиту: API СA, API СB, API СC, API СD, API СD-2, API CE, API CF, API CF-2, API CF-4, API CG-4 и API CH-4. Категории API СA, API СB, API СC, API СD, API СD-2I на сегодняшний день признаны недействительными, устаревшими, однако в некоторых странах масла этих категорий еще выпускаются;

3) API EC – энергосберегающие масла (Energy Conserving). Новый ряд высококачественных масел, состоит из маловязких, легкотекучих масел, уменьшающих расход топлива по результатам тестов на бензиновых двигателях.

Универсальные масла для бензиновых и для дизельных двигателей обозначаются двумя символами соответствующих категорий: первый символ является основным, а второй указывает на возможность применения этого масла для двигателя другого типа. Например, API CG-4/SH – масло, оптимизированное для применения в дизельных двигателях, но его можно применять и в бензиновых двигателях, для которых предписывается масло категории API SH и ниже (SG, SF, SE и т.д.).

Масла, соответствующие требованиям действующих категорий качества и прошедшие официальные испытания API–SAE, имеют на своих этикетках графический круглый знак (donut mark) – «API символ обслуживания» (API Service Symbol), в котором указаны степень вязкости по SAE, категория качества и назначения по API и возможная степень энергосбережения (рис. 2).

API символ обслуживания: а) энергосберегающее масло высокого качества; б) масло высокого качества

Рис. 2. API символ обслуживания: а) энергосберегающее масло высокого качества; б) масло высокого качества

Новейшие категории масел, сертифицированные API, в случае соответствия требованиям ILSAC обозначаются «Символом Свидетельства сертификации API» (рис. 3), т. е. знаком «Звездного взрыва» («Starburst»). Этот знак может присваиваться только энергосберегающим, легкотекучим маслам наивысшего уровня качества с вязкостями SAE 0W-…, 5W-… и 10W-….

Сертификационный знак «Starburst»

Рис. 3. Сертификационный знак «Starburst»

Определяющие показатели категорий API масел:

  • комплекс физико-химических и эксплуатационных показателей качества, регламентируемых стандартом;
  • тип двигателя;
  • год выпуска;
  • назначение масла;
  • особенности режима работы двигателя и другие.

Система классификации ILSAC (International Lubricant Standardization and Approval Committee). От имени этого комитета издаются стандарты качества масел для бензиновых двигателей легковых автомобилей: ILSAC GF-1 (устарела), ILSAC GF-2, ILSAC GF-3.

Категория ILSAC GF-2 принята в 1996 году, масло должно соответствовать требованиям качества по категории API SJ. Категория ILSAC GF-3 введена в действие в 2001 г. и будет соответствовать новой категории API Sl (PS 06).

Основные отличия масел категории ILSAC:

  • низкая вязкость – 2,6–2,9 мПа/с при температуре 150°С и скорости сдвига 106 с-1;
  • малая летучесть (по ASTM);
  • хорошая фильтруемость при низких температурах (испытание «General Motors»);
  • низкая склонность к пенообразованию (испытание ASTM I-IV);
  • высокая стабильность к сдвигу (L-38 не менее 10 часов);
  • обязательная экономия топлива (испытание ASTM, Sequence VIA);
  • малое содержание фосфора (для предотвращения засорения катализатора).

Система классификации JASO. JASO DX-1 (проект) – новая спецификация на моторные масла для высоконагруженных дизельных двигателей японских автопроизводителей. Необходимость в отдельной спецификации объясняется несколькими причинами. Первая причина: высокая степень износа деталей клапанного механизма при применении масел с большим содержанием депрессантов (особенно в маслах API CG-4). Для измерения защиты от износа планируется проводить испытания на типичном японском двигателе Mitsubishi 4D34T. Вторая – высокотемпературные отложения на поршнях. Как правило, верхнее кольцо в современных японских двигателях располагается ниже, чем в европейских и североамериканских, в результате чего максимальные температуры в зоне верхних поршневых колец существенно ниже. Для максимального соответствия реальным температурным условиям измерения отложений на поршне планируется проводить на двигателе Nissan TD-25. Третьей причиной для принятия новой спецификации является все большее распространение японских двигателей с системой повторного сжигания отработанных газов – exhaust gas recirculation (EGR). EGR способствует увеличению количества кислот сгорания, что может значительно усилить коррозионный износ. По этой причине в спецификации JASO DX-1 включены требования по минимальному значению TBN (не менее 10 по методу ASTM D 4739, что приблизительно равно 11–12 TBN по методу ASTM D 2896).

Система классификации ССМС – Комитет производителей автомобилей Европейского общего рынка (Commitee of Common Market Automobile Constructiors) появилась в 1975 году и учитывала требования к качеству моторных масел, применяемых в двигателях европейской сборки. Первые спецификации имели много общего с американскими спецификациями API и MIL. До 1996 года качество европейских моторных масел регламентировалось спецификацией ССМС.

Система классификации АСЕА. В 1991 году была создана АСЕА (Association des Constructeurs Europeens d’Automobiles), которая взяла на себя функции ССМС, прекратившего свою деятельность в 1996 году. Оценка качества масел стала производиться в основном по европейским методам испытаний, разработанным Европейским координационным советом (СЕС).

Все моторные масла делят на три класса:

А – класс масел для бензиновых двигателей;

В – класс масел для дизельных двигателей малой мощности (Light Duty), устанавливаемых на легковые и грузовые автомобили малой грузоподъемности;

Е – класс масел для мощных дизельных двигателей (Heavy Duty).

Уровень качества в каждом классе обозначается цифрами. Дополнительно указывается ссылка на год утверждения или изменения спецификаций (например, АСЕА Е2-96 или АСЕА Е4-99). Требования европейских стандартов к качеству моторных масел – более строгие, чем американских. В Европе условия эксплуатации и конструкция двигателей отличаются от американских:

  • высокой степенью форсирования и максимальными оборотами;
  • меньшей массой двигателя;
  • большей удельной мощностью;
  • большими допустимыми скоростями передвижения;
  • более тяжелыми городскими режимами.

Европейская система классификации АСЕА предусматривает лабораторные и моторные (стендовые) испытания, при помощи которых проверяются показатели качества для обеспечения гарантированной и непрерывной смазки двигателей при любых эксплуатационных и температурных условиях с учетом европейских особенностей погоды. Особое внимание уделяется моющим свойствам, т.к. именно они обеспечивают надежную и бесперебойную работу двигателя.

Изменение требований к качеству масел в Европе можно пронаблюдать на примере масел следующих категорий.

Категория АСЕА А1-96: масла предназначены для двигателей, в которых допускают применение масел с низкой высокотемпературной вязкостью в условиях высоких скоростей сдвига (2,9–3,5 мПа·с), благодаря чему достигается достаточно высокая степень экономии топлива. Для таких двигателей масло обладает достаточно высокими противоизносными свойствами.

Моторные масла, производимые в странах СНГ, обозначают по ГОСТ 17479.1-85 «Обозначение нефтепродуктов. Масла моторные». Первая буква «М» означает, что масло является моторным. Основные показатели для классификации масел по ГОСТ 17479.1-85 – эксплуатационные условия, тип двигателя, форсирование двигателя – по которым масла разделяют на эксплуатационные группы, обозначенные заглавными буквами:

А – для нефорсированных двигателей;

Б – для малофорсированных двигателей;

В – для среднефорсированных двигателей;

Г – для сильнофорсированных двигателей;

Д – для сильнофорсированных дизельных двигателей, работающих в тяжелых условиях;

Е – для тихоходных дизельных двигателей, работающих на топливе с высоким содержанием серы (до 3,5%). Масла этой группы на тракторах и автомобилях не применяются.

Тип двигателя обозначается индексом, следующим за обозначением эксплуатационной группы: для бензинового двигателя – 1 (например, Г1), для дизельного – 2 (например, Г2); когда масло подходит и для бензинового, и для дизельного двигателя индекс опускается (например, Г). От эксплуатационной группы масла зависит количество присадок, в ведение которых улучшает его качество (см. табл. 3).

Таблица 3

Группы масел и содержание присадок

Группа масла Содержание присадок (%)
A 3,5
Б 5,5–6
В 7–10
Г 7–12,5
Д 15–22

Автомобильные и тракторные дизельные двигатели по условиям работы масла разделяются на три группы:

  • двигатели первой группы – режим работы легкий, рекомендуется применять масла группы В;
  • двигатели второй группы – режим работы средней тяжести, рекомендуется применять масла группы Г;
  • двигатели третьей группы – режим работы тяжелый, рекомендуется применять масла группы Д.

Бензиновые (карбюраторные) автомобильные двигатели разделяют на две группы:

1) двигатели с режимом работы средней тяжести, для них применяются масла группы Б;

2) двигатели с тяжелым режимом работы, для них применяются масла группы Г.

В маркировке масел после буквы назначения масла (М – моторное), следует цифровой символ класса вязкости, численное значение которого равно вязкости масла (в мм²/с или в сантистоксах /сСт/ при температуре 100°С) – 6, 8, 10 и т.д., или 3з)/8, 4з/6 и т.д. Буквенный индекс «з» указывает, что в масло введены загустители, увеличивающие индекс его вязкости либо уменьшающие зависимость вязкости масла от температуры – т.е. масло может применяться как всесезонное. Далее следует буква (А, Б, В и т.д.), обозначающая степень форсирования двигателя, с индексом (1 или 2), указывающим тип двигателя (1 – бензиновый, 2 – дизельный).

Полное обозначение масел стран СНГ:

  • масло М-10Г2 – моторное (буква «М») сезонное масло с вязкостью (при температуре 100°С) 10 сСт (цифра «10»), предназначенное для сильнофорсированных (буква «Г») дизельных (цифра «2») двигателей;
  • масло М-6з/10В – моторное (буква «М»), всесезонное (буквенно-цифровое обозначение «6з/10») масло, вязкость которого повышена (при температуре 100°С) с 6 сСт (цифра «6») введением загустителей (буква «з») до 10 сСт (цифра «10»), предназначенное для среднефорсированных (буква «В») бензиновых и дизельных двигателей (без индекса);
  • масло М-8-В2Г1 – моторное (буква «М») масло, вязкость которого (при температуре 100°C) 8сСт (цифра «8»), предназначенное для среднефорсированных (буква «В») дизельных (цифра «2») и сильнофорсированных (буква «Г») бензиновых (цифра «1») двигателей.

После обозначения марки масла в скобках могут быть приведены дополнительные индексы, характеризующие специальные свойства, состав или назначение масла. Например, М-8Г2(к) буква «к» указывает, что масло предназначено для сильнофорсированных дизельных двигателей автомобилей КамАЗ и тракторов К-701, в М-10Г1(и) буква «и» означает, что в масло введены импортные присадки; в М-8В2(т) буква «т» предполагает использование масла и для трансмиссии; в М-10Д(м) буква «м» обозначает, что масло малозольное. Масла М-8Д(м) и М-10Д(м) оптимизированы для применения в двигателях с турбонадувом.

Трансмиссионные масла применяют в коробках передач, мостах, в раздаточных коробках, механизмах рулевого управления – везде, где вращающий момент передается либо зубчатыми парами (тогда масло выполняет только функции смазки), либо посредством самого масла, как, например, в гидромеханических передачах (в них оно является рабочим телом). Как правило, зубчатые передачи и находящиеся внутри агрегатов подшипники смазываются путем погружения в масло и разбрызгивания. Однако есть конструкции, где такой смазки недостаточно, например тяжелонагруженные или механизмы с труднодоступными для капель и масляного тумана сопряжением требуют принудительного подвода масла, к ним смазку подают под давлением.

Для обеспечения работоспособности механизмов трансмиссионные масла должны выполнять следующие функции:

  • предотвращать износ поверхностей трения за счет образования стойкой масляной пленки между ними;
  • снижать потери на трение в зубчатых зацеплениях;
  • отводить тепло от поверхностей трения;
  • удалять продукты износа из зон трения;
  • защищать детали от коррозии;
  • снижать ударные нагрузки на шестерни, вибрацию и шум, уплотнять зазоры между поверхностями трения.

Доля трансмиссионных масел в общем объеме смазочных материалов, потребляемых автомобилем за весь срок эксплуатации, всего лишь 0,3–0,5 %.

Меняют их редко: или через 75–150 тыс. км, или, если автомобиль эксплуатируется нерегулярно, через каждые 3–7 лет независимо от пробега. Несмотря на то, что трансмиссионные масла работают в условиях, безусловно, более легких, чем моторные, они испытывают высокие нагрузки. Давление в зонах контакта цилиндрических, конических и червячных передач может составлять от 500 до 2 000 МПа, а гипоидных – до 4 000 МПа. Скорость скольжения зубьев друг относительно друга на входе в зацепление изменяется в диапазоне 1,5–12 м/с в конических и цилиндрических передачах, 20–25 м/с – в червячных, в гипоидных она может превышать 15 м/с. Рабочая температура масла в агрегатах трансмиссий изменяется от температуры окружающего воздуха до 200°С, однако в точках контакта зубьев часто возникает кратковременный местный перегрев до 300°С, а иногда и выше. В результате – износ, задиры, питтинг (точечное выкрашивание зубьев шестерен) и многое другое.

К трансмиссионным маслам предъявляют самые разнообразные эксплуатационные требования, подчас довольно противоречивые. Масла должны, с одной стороны, сохранять высокую вязкость при рабочих температурах, чтобы не разрушалась пленка и нормально уплотнялись зазоры, а с другой – не становиться слишком вязкими при низких температурах окружающей среды, чтобы в начале работы агрегата холодное масло не препятствовало свободному вращению шестерен.

Индекс вязкости отражает способность масла соответствовать предъявляемым требованиям. Чем он выше, тем меньше изменяется вязкость масла в зависимости от температуры. Кроме того, масла должны обладать высокими антикоррозионными, антиокислительными, противопенными и другими свойствами, а также иметь высокую термоокислительную стабильность (длительная стабильность характеристик в рабочих условиях и при хранении) и не быть агрессивными по отношению к резиновым уплотнениям и цветным металлам. К маслам, работающим в автоматических коробках передач, предъявляются гораздо более высокие требования по вязкости, антифрикционным, противоизносным и антиокислительным свойствам, чем к применяемым в других агрегатах. Поскольку автоматическая коробка передач включает несколько совершенно разнородных узлов – гидротрансформатор, шестеренчатую коробку передач, сложную систему управления, в связи с этим спектр функций масла весьма широк. Оно и смазывает, и охлаждает, и передает вращающий момент. Динамические нагрузки в таких передачах меньше, чем в обычных коробках передач из-за отсутствия жесткой связи между двигателем и трансмиссией.

Средняя рабочая температура масла в картере автоматической коробки составляет 80–95°С, в жаркую погоду при городском цикле движения может подниматься и до 150°С.

Рис. 4. Автоматическая коробка передач

Конструкция автоматической коробки такова, что если с двигателя снимается мощность большая, чем нужно для преодоления дорожного сопротивления, то ее избыток расходуется на внутреннее трение масла, которое еще больше нагревается. Высокие скорости движения потоков масла в гидротрансформаторе и температура вызывают интенсивную аэрацию, приводящую к вспениванию, что создает благоприятные условия, во-первых, для окисления самого масла, а во-вторых, для коррозии металлов. Разнообразие материалов в парах трения автоматической коробки (сталь–сталь, сталь–металлокерамика, сталь–бронза) затрудняет подбор антифрикционных присадок к маслам. К тому же разнородные по материалам детали, работая во вспененном и постепенно насыщающемся кислородом и водой масле, образуют электрохимические пары, активизирующие коррозионный износ. В таких условиях масло должно не только сохранять свои эксплуатационные свойства и защищать поверхности трения, но и как передающая вращающий момент среда обеспечивать высокий КПД трансмиссии. Требования к вязкости прямо противоположны тем, что предъявляются, когда речь идет только о смазке. Для смазки шестерен нужна высокая вязкость. Для нормальной работы гидротрансформатора – низкая (4–9 сСт при 100°С).

В основном трансмиссионные масла имеют минеральную (нефтяную) основу. Однако в последнее время появляется все большее количество синтетических и полусинтетических масел. Для придания маслам функциональных и специфических свойств в основу вводят различные присадки: противозадирные, загущающие, противокоррозионные и другие. Считается, что минеральные базовые масла во многом лучше синтетических, так как у них выше смазывающие качества. Способность образовывать прочную смазывающую пленку под высоким давлением у них развита больше, нежели у часто используемых в качестве синтетической основы поли-альфаолефинов (ПАО). Эффективность присадок в минеральных маслах выше, чем в синтетических: присадки растворяются лучше, и антифрикционные качества масла выше. Полностью синтетические масла используются там, где предполагаются высокие обороты и интенсивные нагрузки, т. е. в высокофорсированных двигателях.

По степени важности технических жидкостей для автомобиля трансмиссионные масла стоят за моторными, но по своим качествам и сфере применения эти масла существенно отличаются друг от друга.

Трансмиссионные масла по области применения делятся на:

– масла для механических коробок передач (МКП);

– масла для задне- и переднеприводных автомобилей;

– масла для автоматических коробок передач (АКП);

– масла для применения в гидроусилителях рулевого управления (ГУР).

Масла для МКП предназначены обеспечить нормальные условия работы коробок передач – эффективная смазка парных участков трения, снятие механических нагрузок, отвод тепла и продуктов коррозии, микроабразивных частиц из мест износа.

Масла для АКП выполняют роль передатчиков механической энергии во всем комплексе гидромеханической трансмиссии. Для трансмиссионных масел, как и для моторных, в качестве базовых используются минеральные, комбинированные (полусинтетические) или полностью синтетические масла. В зависимости от них изменяется показатель масла – вязкостно-температурная характеристика и ряд других эксплуатационных показателей.

Важными свойствами трансмиссионных масел являются смазывающая способность, стойкость к пенообразованию, вязкость, термоокислительная стабильность и антикоррозионные свойства.

Смазывающая способность напрямую зависит от возможности масла предохранять поверхность трения от различных повреждений. Этот показатель улучшается по мере увеличения вязкости, однако при этом вступает в силу закон борьбы и единства противоположностей: большая вязкость обеспечивает высокую прочность смазывающей пленке, но при этом возрастают потери мощности трансмиссии. Кроме всего прочего, вязкое масло сильнее густеет на морозе, и переход трансмиссии в рабочий режим требует ее прогрева. Менее вязкое масло отлично противостоит утренним заморозкам, но при этом снижается прочность масляной пленки и смазывающие способности в целом. Чтобы сбалансировать оба эти показателя, используют специально подобранные пакеты присадок. К тому же более жидкие масла обладают большей проникающей способностью и легче находят микрощели. В современных агрегатах с этим явлением борются с помощью высокоэффективных герметиков, которые применяют еще на стадии производства автомобилей.

Стойкость масла к пенообразованию влияет на срок службы трансмиссии. Дело в том, что в процессе работы происходит интенсивное перемешивание масла с неизбежным образованием самой обычной пены. Если не избавиться от нее, вместо масла в коробке образуется воздушно-масляная смесь. В момент попадания в места трения воздушных пузырьков эти поверхности остаются вообще без смазки, но при этом резко возрастает динамика процесса коррозии из-за соприкосновения металла с кислородом. При высоком пенообразовании, коробка начальный период времени работает всухую.

Вязкость. Сочетание низкотемпературных свойств и минимально допустимой вязкости при рабочей температуре трансмиссионного масла способствует заметной экономии топлива особенно в период пуска и разогрева автомобиля. Возможность снижения расхода топлива при применении энергосберегающих сортов трансмиссионных масел значительно ниже, чем при применении маловязких моторных масел. Годовая экономия топлива в результате применения трансмиссионных масел пониженной вязкости может составить 2–3 %, в отдельных случаях (при работе транспорта в городских условиях, на коротких дистанциях и при холодном запуске) этот показатель может возрасти до 5–6 %.

Термоокислительная стабильность. Трансмиссионные масла в процессе работы в зубчатых передачах вследствие трения интенсивно разогреваются. Повышенная температура, активное действие кислорода воздуха и каталитическое действие металлических поверхностей способствуют усиленному окислению масла, образованию в нем нерастворимых веществ, выпадающих в осадок. В результате окисления масла изменяются его физико-химические и эксплуатационные свойства: увеличивается вязкость; возрастает коррозионная агрессивность; ухудшаются противозадирные свойства. Скорость и глубина окисления масла зависят от длительности окисления, температуры масла, каталитического действия металла, концентрации кислорода. Наибольший ускоряющий эффект на окисление масла оказывает его температура. Состав базового масла также влияет на окисляемость трансмиссионного масла. При уменьшении в основе содержания остаточного компонента наблюдается пропорциональное увеличение термоокислительной стабильности масла.

Антикоррозионные свойства. Для защиты деталей из цветных металлов от воздействия кислых продуктов в трансмиссионное масло вводят ингибиторы коррозии. Эти присадки или тормозят процесс окисления, снижая в масле концентрацию агрессивных элементов, или нейтрализуют образовавшиеся в масле кислые продукты, или образуют на поверхности металла плотную защитную пленку, предотвращающую прямой контакт с ним агрессивных продуктов. Такая пленка одновременно пассивирует металл, предупреждая его каталитическое воздействие на окисление масла. Поэтому большинство ингибиторов коррозии являются также дезактиваторами металла.

Единой системы классификации трансмиссионных масел по эксплуатационным свойствам, качеству и назначению нет.

Общепризнанной во всем мире является система классификации API (American Petroleum Institute) масел для механических трансмиссий. По этой системе масла обозначаются знаком класса API GL, делятся на пять классов от API GL-1 до API GL-5 и несколько проектных.

По системе API GL масла подразделяются на классы качеств. Основными признаками классификации являются конструкция и условия работы передачи, дополнительными признаками – содержание противоизносных и противозадирных присадок в масле.

По аналогии с классификацией моторных масел степени вязкости трансмиссионных масел можно разделить на условные ряды:

зимний ряд – SAE 70W, 75W, 80W, 85W;

летний ряд – SAE 80, 85, 90, 140, 250.

Условность такого деления объясняется конструктивными особенностями агрегатов трансмиссий различных производителей. В зависимости от рабочих температур масла и нагрузок существуют агрегаты (механические коробки передач легковых автомобилей), для которых масла зимнего ряда будут обеспечивать достаточную степень защиты в широком диапазоне внешних температур. Нередки случаи рекомендации всесезонного использования масел зимнего ряда.

Европейские производители масел стараются получить апробацию Zahnradfabrik Friedrichshafen (Германия, Фридрихсхафен, далее – ZF). Эта система классификации в Европе становится основной.

Масла для автоматических коробок передач не подчиняются требованиям API. Крупнейшие производители этих коробок разработали отдельные спецификации для автоматических трансмиссионных жидкостей – ATF (Automatic Transmission Fluids). Принципиальным отличием автоматических трансмиссий от механических является то, что при движении автомобиля между коленчатым валом двигателя и первичным валом АКП нет жесткой связи, роль сцепления возложена на гидродинамический трансформатор, осуществляющего передачу вращающего момента от двигателя к коробке. ATF используется для передачи управляющего давления на фрикционы многодисковых сцеплений, вызывая включение той или иной передачи.

У ATF есть характерная особенность – цвет. Чтобы случайно не использовать их в обычных коробках передач, для чего они не предназначены в принципе, их специально окрашивают в заметный цвет, чаще всего красный, но могут быть и другого цвета. Жидкости для АКП не имеют жестких международных стандартов. Ведущие мировые автопроизводители разработали собственные требования к ним и классификации, которым и должны соответствовать ATF. У General Motors это группы Dexron II, III и IV. Нормы компании Ford обозначаются как Mercon, концерна DaimlerChrysler – МВ 236.1/236.5. При этом группы Dexron II взаимозаменяемы с жидкостями класса Mercon и даже могут смешиваться.

Кроме требований General Motors и Ford, при оценке качества масел для АКП часто используются заводские спецификации фирм DeimlerChrysler, MAN, Toyota, Allison, Renk, Voith, ZF и других. Для европейских автомобилей, на которых установлены коробки фирмы ZF, пригодны масла по спецификации General Motors. В автоматических коробках передач автомобилей Ауди, БМВ и Мерседес, выпущенных в последние годы, используют только синтетическое масло для автоматических трансмиссий.

Перечень трансмиссионных масел, допущенных для эксплуатации автомобилей ВАЗ, на данное время достаточно широк. Все перечисленные масла различных классов вязкости по SAE равноценны по качеству маслу ТАД-17и (по ГОСТу 17479.2-85 обозначается как ТМ-5-18) и предназначены для использования в системах смазывания агрегатов трансмиссии заднеприводных (ВАЗ-2104, ВАЗ-2105, ВАЗ-2106 и ВАЗ-2107) и полноприводных (ВАЗ-2121, ВАЗ-21213) моделей автомобилей в различных климатических зонах. Сроки смены масел выдерживаются в соответствии с руководствами по эксплуатации автомобилей.

Трансмиссионные масла для заднеприводных и полноприводных автомобилей (ТТМ 1.97.0716-98) по API соответствуют группе GL-5.

В 1993 году на АвтоВАЗ внедрили масло ТМ-5-9П для первой заправки всех агрегатов трансмиссии, причем в ВАЗ-2101, ВАЗ-2102, ВАЗ-2103, ВАЗ-2104, ВАЗ-2105, ВАЗ-2106, ВАЗ-2107 и ВАЗ-2121, ВАЗ-21211, ВАЗ-21212, ВАЗ-21213 его сливают через 2–3 тыс. км, а в коробках передач ВАЗ-2108, ВАЗ-2110 и ВАЗ-2111 его меняют через 75 тыс. км. ТМ-5-9П поступает только на конвейер, но не в продажу.

В 1996 году для коробок передач разработали специальное масло – «Рексол Т» SAE 80W-85 API GL-4 ТУ 38.301-41-164-96. В 1998 году получило допуск еще одно масло, отвечающее требования к трансмиссионным маслам, – «Лукойл ТМ-4» SAE 80W-85 (ТУ 38.301-29-90-97), производство которого начато.

Универсальные трансмиссионные масла (ТТМ 1.97.0729-98) понадобились для первой заправки агрегатов трансмиссии всех моделей автомобилей. Прообразом универсального стало все то же масло ТМ-5-9П, применяемое для первой заправки агрегатов трансмиссии всех моделей автомобилей с 1993 года. Однако его противозадирные свойства невысоки, и оно не подходит для постоянной эксплуатации автомобилей с гипоидными передачами. В 1998 году завершились многолетние исследования по созданию универсального трансмиссионного масла – «Омскойл Транс П» SAE 80W-85 по API типа GL-4/5 (ТУ 38.301-19-106-98).

На некоторых НПЗ продолжается выпуск вязкого остатка от прямой перегонки нефти нафтенового основания. Продукт реализуют под старым торговым названием Нигрол. Выпускают два вида Нигрола – зимний и летний, которые различаются между собой уровнем вязкости и температурами вспышки и застывания.

Рассматривая рыночный ассортимент трансмиссионных масел сегодняшнего дня, следует прежде всего отметить его заметное сокращение. Совершенно перестали вырабатывать старые, хорошо известные масла АК-15, ТС-14,5, сократились объемы производства ранее широко используемых масел ТАп-15В, ТСп-15 (по ГОСТу 17479.2-85 – ТМ-2-18) и других. Объясняется это значительным сокращением в эксплуатации старых автомобилей, тракторов, экскаваторов и других видов транспортных, строительных и сельскохозяйственных технических средств. В то же время на нефтяном рынке страны появились различные зарубежные трансмиссионные масла аналогичного назначения, которые в ряде случаев успешно конкурируют с маслами отечественного производства.

Все же некоторые маловязкие, низкозастывающие масла специального назначения продолжают вырабатывать и успешно реализуют в сложных условиях современного рынка. Маловязкие трансмиссионные масла содержат композицию противоизносных, антикоррозионных, антиокислительных и моющих присадок, депрессатор температуры застывания и антипенную добавку.

Например, моторно-трансмиссионное масло МТ-8п (ТУ 38.101277-85) – масло селективной очистки из восточных сернистых нефтей, содержит композицию противоизносных, антикоррозионных, антиокислительных и моющих присадок, депрессатор температуры застывания и антипенную добавку. Масло применяют как трансмиссионное в планетарных передачах гусеничных машин, а также в системе гидроуправления некоторых специальных машин.

Масло ТСзп-8 (ТУ 38.1011280-89) – маловязкое, низкозастывающее, загущенное стойкой против деструкции вязкостной присадкой, содержит противозадирную, противоизносную, антиокислительную и антипенную присадки. Масло предназначено для смазывания агрегатов трансмиссий, имеющих планетарные редукторы коробок передач, и некоторых систем гидроуправления мобильных транспортных средств.

Масло ТМ-4-9 (ГОСТ 17479.2-85) – смесь высоковязкого и маловязкого низкозастывающего нефтяных масел, загущенная вязкостной полимерной присадкой, стойкой против деструкции. В состав масла входят противозадирная, антиокислительная, антикоррозионная, депрессорная и антипенная присадки. Масло работоспособно в широком интервале температур от –50 до +120 °С в различных автомобильных трансмиссиях, включая и гипоидные передачи.

Масло ТМ-3-9 (ГОСТ 17479.2-85, ранее по ГОСТу 23652-79 обозначалось как ТСП-10) вырабатывают из малосернистых нефтей, при этом используют высоковязкий остаточный деасфальтированный компонент и маловязкий дистиллятный компонент с низкой температурой застывания. Кроме противозадирной присадки, масло содержит депрессорную присадку. Масло применяют всесезонно в Северных районах и как зимнее в средних климатических зонах для смазывания зубчатых, спирально-конических и червячных передач, работающих при контактных напряжениях до 1 500–2 000 МПа и температурах масла в объеме до 100–110 °С.

Трансмиссионные масла класса вязкости 18 по объемам производства и потребления наиболее широко представлены в ассортименте трансмиссионных смазочных материалов. В основном это минеральные масла остаточного происхождения с композицией присадок. Область применения охватывает все грузовые и легковые автомобили, тракторы, дорожно-строительные машины и другие виды мобильной техники, а также некоторые виды тяжелых редукторов промышленного оборудования. Эти масла в основном объединены ГОСТ 23652-79.

Масло ТМ-2-18 (ГОСТ 17479.2-85) вырабатывают на базе ароматизированных остаточных продуктов и дистиллятных масел. Функциональные свойства масла улучшены благодаря введению противоизносной и депрессорной присадок. Применяют в качестве всесезонного трансмиссионного масла для тракторов и других сельскохозяйственных машин в районах с умеренным климатом. Рабо­чий температурный диапазон масла от –20 до +100 °С.

Масло ТМ-3-18 (ГОСТ 17479.2-85) – трансмиссионное масло, единое для коробки передач и главной передачи (двухступенчатый редуктор с цилиндрическими и спирально-коническими зубчатыми колесами) автомобилей КАМАЗ и других грузовых автомобилей. Представляет собой остаточное масло с небольшой добавкой дистиллятного и композицией присадок, улучшающих противозадирные, противоизносные, низкотемпературные и антипенные свойства. Длительно работоспособно при температурах от –20 до +130 °С.

Масло ТМ-4-18 (ГОСТ 17479.2-85) вырабатывают с композицией противозадирной, моющей и антипенной присадок. Предназначено для смазывания гипоидных передач грузовых автомобилей (в основном ГАЗ) и специальных машин в качестве всесезонного для умеренной климатической зоны. Диапазон рабочих температур масла от –25 до +130°С.

Масло ТМ-5-18 (ранее ТАД-17и по ГОСТу 23652-79) – универсальное минеральное. Содержит многофункциональную депрессорную и антипенную присадки. Работоспособно до –25 °С. Верхний предел длительной работоспособности 130–140 °С. Предназначено для смазывания всех типов передач, в том числе гипоидных, автомобилей и др. мобильной техники.[9]

Кроме трансмиссионных и и моторных масел производят и другие масла.

Масла для гидромеханических передач выпускаются трех марок.

1) Масло марки «А» (ТУ 38.1011282-89) – масло для автоматических коробок передач погрузчиков, глубокоочищенный дистиллят селективной очистки, загущенный вязкостной полимерной присадкой. В состав масла входят антиокислительная, противоизносная, моюще-диспергирующая и антипенная присадки. Масло предназначено для всесезонной эксплуатации в гидротрансформаторах и автоматических коробках передач автомобилей при температуре окружающей среды до –30… –35 °С. Масло используют и в качестве зимнего в гидростатических приводах самоходной сельскохозяйственной и другой техники.

2) Масло марки «Р» (ТУ 38.1011282-89) – хорошо очищенное дистиллятное масло с добавлением присадок, улучшающих антиокислительные, противоизносные, моюще-диспергирующие и антипенные свойства. Используют в системах гидроусиления руля и гидрообъемных передачах.

3) Масло МГТ (ТУ 38.1011103-87) – дистиллятное масло глубокой селективной очистки и глубокой депарафинизации, загущенное полимерной присадкой с добавлением присадок, обеспечивающие высокий уровень антиокислительных, противоизносных, антифрикционных, противокоррозионных и антипенных свойств. Масло предназначено для эксплуатации в гидромеханических коробках передач и гидросистемах навесного оборудования при температуре окружающей среды от +50 до –50 °С.

Энергетические масла предназначены в основном для использования в энергетике, электротехнической промышленности и подразделяются на турбинные, электроизоляционные и компрессорные. Турбинные масла предназначены для смазывания и охлаждения подшипников в системах регулирования различных турбоагрегатов генераторов электрического тока, в гидравлических системах различных механизмов. Электроизоляционные масла обеспечивают изоляцию и теплоотвод в электрооборудовании. По назначению они подразделяются на трансформаторные (предназначены для заполнения трансформаторов), конденсаторные (для пропитки конденсаторов), кабельные (изолирующая среда в маслонаполненных кабелях) и масла для выключателей (наполняющая среда в маслонаполняемых выключателях для гашения электрической дуги). Компрессорные масла предназначены для смазки деталей (цилиндров, клапанов) компрессорных машин.

Индустриальные масла подразделяют на две большие группы – масла общего и специального назначения. Индустриальные масла общего назначения служат для смазывания наиболее распространенных узлов и механизмов оборудования в различных областях промышленности. По эксплуатации их подразделяют на четыре группы, а по условиям эксплуатации и вводимым в связи с этим присадкам – на пять подгрупп.

Группы эксплуатации:

Л – для смазки легконагруженных узлов (шпинделей, подшипников и пр.);

Г – для смазки гидравлических систем;

Н – для смазки направляющих скольжения;

Т – для смазки тяжелонагруженных узлов (зубчатых, конических передач пр.).

Подгруппы эксплуатации в соответствии с вводимыми присадками следующие: А – без присадок, В – антиокислительные и антикоррозионные присадки, С – противоизносные присадки, Д – противозадирные присадки, Е – противоскачковые присадки.

Индустриальные масла специального назначения – минеральные и синтетические масла с присадками. Предназначены они для использования в узких областях техники при специфических условиях.

Следующая группа ГСМ – смазки. Смазки занимают промежуточное положение между жидкими и твердыми смазочными материалами. По консистенции различают полужидкие, пластичные и твердые смазки. В состав смазок входит жидкая масляная основа (дисперсионная среда) – 75–90 %, твердый загуститель (дисперсная фаза) – 5–25 %, присадки и наполнители – до 5 %. Дисперсионная среда определяет эксплуатационные свойства, в частности вязкость, смазок. Дисперсная фаза в основном определяет температурные пределы, антифрикционные и защитные свойства смазок, водостойкость, механическую и антиокислительную стабильность смазок. Дисперсной фазой могут служить мыло, неорганические вещества (силикагель, графит, асбест), органические вещества (сажа, пигменты, полимеры), твердые углеводороды (церезин, парафин, озокерит, воск).

Наполнители – это нерастворимые в смазках высокодисперсные материалы, улучшающие их эксплуатационные свойства (смазочную способность, химическую и термическую устойчивость). В качестве наполнителей обычно используют слюду, тальк, нитрид бора, графит и другие.

Под прочими нефтепродуктами понимают нефтепродукты, не вошедшие в класс топливо, масла, смазки). Важнейшими из них являются парафины, церезины, вазелины, коксы нефтяные, битумы.

Парафины – воскоподобные вещества, представляющие смесь предельных углеводородов сложного состава с температурой плавления 40–65°С.

Церезины применяют в качестве загустителей для изготовления смазок, электроизоляционных материалов и прочего.

Вазелин – однородная мазь, смесь тяжелого нефтяного масла и твердых углеводородов (парафина, церезина и пр.). Используется в медицинских целях, для пропитки бумажных конденсаторов, как смазочный материал в технике.

Коксы нефтяные в основном используют для производства углеродных конструкционных материалов, для изготовления электродов, в алюминиевой промышленности.

Битумы – это смеси углеводородов и асфальтно-смолистых веществ. Содержат соединения серы, кислорода и азота, а также их кислородных, сернистых и азотистых производных.

Осмотр места происшествия относится к первоочередным неотложным следственным действиям, и промедление его проведения влечет утрату следов, вещественных доказательств и затрудняет получение необходимых сведений о преступлении. Именно с осмотра места происшествия (пожара, поджога, кражи нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов, незаконной врезки в нефтепровод и т. д.) начинается работа по выявлению цепи доказательств, необходимых для определения причины события преступления и установления виновных лиц[10].

Специалист-криминалист по характерным следам поможет выявить формы и границы зон горения (теплового воздействия), обнаружить, зафиксировать и изъять вещественные доказательства, оказать помощь в составлении про­токола осмотра, а также воспроизвести обстановку и обстоятельства события.

Фиксация общей обстановки, термических повреждений конструкций, оборудования, вещной обстановки объекта, а также обнаружение и изъятие вещественных доказательств – это основные задачи осмотра места пожара. Осмотр начинают от центра (места предлагаемого очага, места хранения нефтепродуктов и ГСМ, места врезки в нефтепровод и т. п.) к периферии, однако бывает трудно установить место возникновения первоначального горения, поэтому целесообразней осмотр начинать с места, которое менее других подверглось горению и воздействию высоких температур, переходя к более обугленным предметам, а затем к предполагаемому очагу.

Осмотр делится на общий (статический) и детальный (динамический).

В ходе общего (статического) осмотра обстановка места происшествия сохраняется в полной неприкосновенности. Обязательно производится фото-, кино-, видеосъемка. В исключительных случаях обстановка нарушается с целью сохранить видоизменяющиеся следы, вещественные доказательства, если к моменту проведения детального осмотра они могут быть утрачены, а также обеспечить безопасность участников осмотра.[11]

При производстве детального (динамического) осмотра производят вскрытие и разборку конструкций, удаление пожарного мусора (в случае осмотра места поджога), расчистку полов, перемещение предметов, оборудования и т. п. На этой стадии осмотра устанавливают признаки очага пожара, обнаруживают вещественные доказательства, послужившие источником пожара. Детальный осмотр обязателен в предполагаемом или установленном очаге пожара, месте локализации следов нефтепродуктов и ГСМ, местах обнаружения объемов НП и ГСМ.

На заключительной стадии осмотра составляют протокол осмотра места происшествия, схемы, планы, чертежи, изымают и упаковывают вещественные доказательства, рассматривают замечания участников осмотра.

Поиск следов нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов на месте происшествия необходимо проводить с учетом их природы, а также обстоятельств уголовного дела. Так, при дорожно-транспортных происшествиях следы автомобильного топлива и масла (бензин, дизельное топливо, моторное и/или трансмиссионное масло) могут находиться на различных частях транспортного средства, дорожном покрытии, почве, на обочине дороги, одежде потерпевшего, а также на различных преградах.

При осмотре места совершения поджога следы ГСМ могут быть обнаружены на одежде, руках подозреваемого в совершении преступления, в емкости, а также на полу (с обратной стороны половых досок), на различных предметах, находящихся на месте происшествия, особенно в месте тесного контакта предметов между собой, где затруднены доступ воздуха и полное выгорание следов углеводородных продуктов.

Следы нефтепродуктов и ГСМ на предметах-носителях можно установить при визуальном осмотре объектов вещной обстановки, в том числе с помощью криминалистической лупы. Различие в отражательной способности в местах наслоения (воздействия) НП и ГСМ может быть выявлено при освещении объектов под различными углами лучей осветителя ОИ-19. Большую помощь при поиске может оказать специфический запах НП и ГСМ. Особое значение при поиске следов нефтепродуктов и ГСМ имеет их способность люминесцировать под воздействием УФ-излучения. Наиболее интенсивная люминесценция характерна для автомобильного топлива и масла, имеющих температуру кипения выше 200°С. К последним относят большинство то­варных НП и ГСМ, поэтому поиск следов ведут, как правило, с использованием УФ-осветителей. При этом необходимо учиты­вать следующие обстоятельства:

а) цвет люминесценции зависит в первую очередь от чистоты компонентного состава обнаруживаемого НП или ГСМ. Для предельных углеводородов (этана, пропана, бутана и пр.) цвет люминесценции изменяется от зеленого до голубого. Для циклических углеводородов (бензола, толуола, ксилола и пр.) – от желтого цвета до салатного, реже фиолетового. На цвет и интенсивность люминесценции в значительной степени влияет толщина слоя горючего вещества. Например, для смазочных материалов наиболее стабильные результаты, характеризующие их эксплуатационные свойства, могут быть получены при толщине слоя 10 мм и более;

б) интенсивность люминесценции зависит и от материала предмета-носителя, в частности его способности впитывать ГСМ либо растворяться под его воздействием. Чем сильнее впитывающая способность материала предмета-носителя, тем меньше интенсивность люминесценции бензина или дизтоплива. Сильное проникновение ГСМ в древесину позволяет обнаружить их незначительное количество лишь на спиле, сделанном в месте его проникновения поперек волокон. На тканях наблюдение люминесценции затруднено вследствие возможности собственной люминесценции волокон ткани либо присутствия люминесцентных компонентов в красителях, которыми окрашена ткань;

в) определенные тип и количество примесей в ГСМ, в том числе попавших во взаимодействие с предметом-носителем, могут привести к гашению люминесценции. Гашение люминесценции наблюдается при попадании ГСМ на некоторые виды тканей и резины. Пятна ГСМ при этом выглядят абсолютно черными на более светлом фоне.

При поиске следов нефтепродуктов и ГСМ необходимо учитывать, что под воздей­ствием высоких температур, прямого солнечного света, открытого огня, на­хождения в открытой емкости они в значительной степени изменяют свой первоначальный состав и свойства, расслаиваются, переходят в другое агрегат­ное состояние, быстро теряют легколетучие компоненты. По этой причине следы легколетучих нефтепродуктов (бензина, керосина), спустя определенное время после попадания на предмет-носитель, становятся невидимы­ми не только в обычном свете, но и при воздействии УФ-лучей. По этой же причине с трудом обнаруживаются горюче-смазочные материалы на обугленных по­верхностях. Фиксация следов ГСМ производится их подробным описанием в протоколе с указанием цвета, запаха, количества, локализа­ции и конфигурации пятен на предмете-носителе. Последние две характеристики могут быть зарисованы на схеме или сфотографи­рованы.

Планы (схемы) должны иметь:

  • заголовок с адресом и наименованием объекта;
  • ориентировку по сторонам света (север-юг);
  • масштаб (если план масштабный);
  • четкое изображение элементов обстановки происшествия с расшифровкой их названий;
  • размерность в одних единицах;
  • обозначение мест, с которых производилась фотосъемка;
  • направление и скорость ветра;
  • подписи: следователя, специалиста-криминалиста (если планы или схемы составлялись им), понятых и дату составления.

Специалисты-криминалисты при осмотре места поджога, как правило, ориентированы на обнаружение следов легковоспламеняющихся и горючих жидкостей[12]. Промышленностью выпускается ряд моделей специальных приборов, которые могут быть использованы для обнаружения остатков НП и ГСМ. Так, при осмотре места пожара используют приборы серии «Колион», представляющие собой компактные газоанализаторы для выявления мест, где целесообразно производить отбор проб или предметов-носителей для лабораторного анализа с целью установления вида вещества.

При горении и тушении, когда в зоне пожара выделяется значительное количество летучих органических и неорганических соединений, применять газоанализаторы нецелесообразно.

В условиях «остывшего» пожара газоанализаторы определяют участки, на которых остаются следы органических веществ.

Следует также помнить, что высокая температура при горении приводит к интенсивному испарению легкокипящих компонентов инициаторов горения.

В результате этого в воздухе на месте пожара следов легковоспламеняющихся (и тем более – горючих) жидкостей, как правило, нет.

Поэтому для отбора проб воздуха в целях обнаружения в нем следов горючих веществ нецелесообразно использовать вакуумированные газовые пипетки или бутылки.

При осмотре места поджога с использованием газоанализатора «Колион-1В» анализировался воздух над различными предметами-носителями со следами нефтепродуктов (бензин, керосин, дизельное топливо).

При прокачивании через фотоионизационный детектор, установленный в газоанализаторе, с помощью встроенного микро-компрессора, воздух, содержащий следы нефтепродуктов, в измерительной камере детектора подвергался ионизации вакуумным ультрафиолетовым (ВУФ) излучением.

Ионы под действием электрического поля перемещаются в ионизационной камере. Получаемый токовый сигнал пропорционален концентрации анализируемых нефтепродуктов. При этом компоненты чистого воздуха не ионизуются.

Значение концентрации в мг/м3 представляется в цифровом виде на жидкокристаллическом индикаторе газоанализатора.

При этом поверку прибора заранее производили с использованием баллонной поверочной смеси этилен-воздух (входящей в комплект прибора).

В ходе проведенного исследования выявлены следующие особенности. Наиболее высокую концентрацию анализируемого НП по цифровому табло газоанализатора «Колион-1В» имеет керосин КО-25 (максимальное значение концентрации 900 у.е. прибора получено при исследовании следов керосина /см. рис. 9/, обнаруженных на фрагменте ткани, при осмотре гаража на второй день после его поджога) и дизельное топливо Л-0,2-45 (максимальное значение концентрации 370 у.е. прибора на деревянном бруске /см. рис. 10/, изъятом при тех же обстоятельствах).

Следы керосина резко отличаются по концентрации в зависимости от материала предмета-носителя (900 у.е. против 203 у.е. прибора соответственно на фрагменте ткани и на деревянном бруске). Это можно объяснить высокой текучестью и возможным химическим взаимодействием керосина с материалом ткани. Низкая и практически неразличимая разница между значениями относительной концентрации получена при исследовании следов бензинов АИ-80 и АИ-92 (максимум концентрации бензина АИ-80 – 217 у.е. прибора зарегистрирован на фрагменте ткани, обнаруженном при осмотре гаража на вторые сутки после пожара, максимальное же значение концентрации для бензина АИ-92 – 250 у.е. прибора), что затрудняет качественную дифференциацию между ними при помощи газоанализатора в последующие дни после поджога.

Предмет-носитель следов НП – деревянный брусок /см. рис. 11 – 12/ при исследовании газоанализатором демонстрировал наименьшую вариационность показаний концентрации для каждого отдельного из изучаемых НП, что объясняется глубоким их проникновением в древесные волокна деревянных брусков, лучшей их сохранностью, отсюда и получение более достоверной информации о родовой принадлежности НП, следы которого могут быть обнаружены на месте поджога.

Следы нефтепродуктов на металлических пластинах /см. рис. 13-15/ сохранялись плохо, все это указывает на необходимость проведения качественной дифференциации следов нефтепродуктов по группам на металлических конструкциях инструментальным методом лишь в первые двое суток после поджога.

Следы НП, пропитавшего фрагмент ткани, легко обнаруживаются  и дифференцируются по показаниям газоанализатора даже на 7, 12 и 14 сутки после поджога на участке открытой местности, квартиры и гаража соответственно /см. рис. 16-18/.

Применение переносного газоанализатора «Колион-1В» даёт наибольший эффект при осмотрах мест поджогов, произошедших в условиях не отапливаемых помещений. В условиях открытой местности использование газоанализатора непродуктивно.

Обнаруженную горючую жидкость, если она не впиталась в предмет-носитель, собирают чистой марлей, ватой или фильтровальной бумагой и помещают в герметичный стеклянный сосуд. Небольшие предметы с пятнами ЛВЖ и ГЖ изымают целиком (одежда, инструмент и т. п.). Если предмет громоздкий, то от него отделяют (выпиливают) часть с пятнами ЛВЖ и ГЖ. Если невозможно сделать выпил части предмета, то производят срезы, соскобы или смывы пятен. При этом обязательно представляют контрольные соскобы (срезы) с участков, расположенных рядом с пятнами. Сначала чистым ножом делают контрольные срезы (соскобы), а затем срезают (скоблят) пятно. Аналогично поступают с пятнами на грунте. При обнаружении нефтепродуктов и ГСМ на снегу небольшое количество снега с пятном собирают в сосуд, на дно которого предварительно кладут чистую марлю. Для контроля на экспертизу направляют часть чистой марли. Паласы, ковры и т. п. складывают пятнами во внутрь, при этом пятна прикрывают полиэтиленовой пленкой и плотно заворачивают в полиэтилен, обвязывая шпагатом. Если при тушении пожара использовались пенообразователи, смачиватели, то обязательно, кроме контрольных образцов, направляют на экспертизу в чистой банке не менее 200 г огнетушащего вещества. При обнаружении небольших сосудов с ЛВЖ и ГЖ их плотно закрывают чистой пробкой (желательно корковой с прокладкой из фольги). Если герметичность обеспечить невозможно, то жидкость сли­вают в чистую подходящую по объему банку с притертой пробкой, которую помещают в полиэтиленовый мешок.

Изъятие следов НП и ГСМ по возможности необходимо производить с предметом-носителем. При этом пятна ГСМ предварительно изолируют с помощью материалов, не впитывающих их, например полиэтилена. След на одежде также накрывают полиэтиленом и обшивают по краям. При длительном хранении полиэтилен сверху накрывают бумагой, не пропускающей свет.

Следы-наслоения смазочных масел и твердых НП (битумов, парафинов) изымают механическим путем: с помощью препаровальных игл; протиранием участка с наслоениями поролоновой губкой с последующим срезанием поверхностной части поролона и отделением от него под микроскопом частиц НП; соскабливанием твердых частиц НП скальпелем с поверхности предмета-носителя.[13]

Капли жидкости изымают с помощью капилляров, пипеток, шприцев, помещаемых затем в стеклянную тару с притертыми стеклянными или полихлорвиниловыми (ПВХ) пробками. Когда предмет-носитель пропитан ГСМ, а каплю жидкости собрать невозможно, производят извлечение ГСМ с помощью экстракции органическими растворителями (петролейным или диэтиловым эфиром, бензолом, хлороформом). Растворитель выбирают на основании свойств растворимости углеводородов, из которых состоят ГСМ, и инертности по отношению к материалу предмета-носителя, а также высокой летучести.

Экстракцию производят следующим образом: предмет-носитель заливают растворителем на 2 – 16 часов; из полученного раствора удаляют растворитель его свободным испарением при комнатной температуре. При экстракции вероятно попадание в экстракт веществ, не связанных с расследуемым событием (соэкстрактивных), поэтому обязательным является изготовление образцов сравнения, т.е. экстрактов с нейтральных, близко расположенных к исследуемому, но не имеющих следов наслоений участков образца.

При отборе проб из емкостей с НП и ГСМ необходимо соблюдение следующих правил:

– отбор проб жидкости при отсутствии ее явного разделения производят в двух-трех местах: придонной, средней и поверхностной;

– при расслоении жидкости необходимо изъять пробы из каждого слоя, в том числе осадка, если он имеется.

Упаковку изъятых образцов производят с помощью материалов, не впитывающих ГСМ и не взаимодействующих с ним. Предметы-носители, а также тампоны, пропитанные жидкими веществами, помещают в отдельные стеклянные емкости с притертыми стеклянными или полихлорвиниловыми пробками. Не допускается применение пробок из резины, поскольку большинство ГСМ растворяют резину. Использование ПХВ или стеклянных пробок позволит провести отбор и анализ легколетучих компонентов ГСМ из газовой атмосферы сосуда. При этом его объем должен соответствовать объему образца, в противном случае возможно сильное испарение ГСМ и его взаимодействие с атмосферой емкости. Не допускается использовать для упаковки ГСМ тару из бумаги, картона, пластмассы, древесины. Изъятие образцов ГСМ в полиэтиленовую тару допускается лишь в исключительных случаях, т.к. полиэтилен пропускает пары ГСМ.

В тех случаях, когда на момент изъятия присутствие НП и ГСМ органолептически (с помощью органов чувств) не установлено либо присутствует слабый запах ГСМ, образцы должны быть немедленно герметично упакованы, а в постановлении о назначении экспертизы следователь указывает время, прошедшее с момента происшествия до изъятия вещественного доказательства, и условия его хранения. Влажные предметы-носители перед упаковкой необходимо просушить в тени при комнатной температуре. Для уменьшения испарения ГСМ при сушке пятно ГСМ прикрывают полиэтиленом, пятно на материи обшивают полиэтиленом по краям.

В рамках производства криминалистической экспертизы веществ, материалов и изделий при экспертном исследовании нефтепродуктов и горюче-смазочных материалов (моторных и трансмиссионных масел) часто возникает потребность в определении наличия моющих присадок как в товарном, так и эксплуатируемом (работавшем) топливе и масле. Для этого на стадии предварительного исследования зачастую используется метод «пятна» – наиболее экспрессный вариант тонкослойной хроматографии, не требующий дорогостоящего сложного аналитического оборудования и позволяющий получить первичную информацию вне лабораторных условий, уже на месте происшествия. Способ определения содержания в масле нерастворимых и растворимых примесей по масляному пятну требует самые простые технические средства – фильтровальную бумагу и глазную пипетку.

На белую фильтровальную бумагу пипеткой или же маслоуказателем наносится капля масла (нефтепродукта), которая, растекаясь, образует пятно. Пятно отработавшего масла в отличие от пятна капли свежего темнее и не сплошное, а состоит из ядра и пояска. При этом в ядре полученного пятна находятся нерастворимые в масле частицы (механические примеси), поэтому оно имеет более темный цвет, чем поясок. Ядро более темного цвета у масла с большим содержанием механических примесей. Растворимые примеси (органические кислоты, смолы и др.) распределяются по всему пятну и в зависимости от их количества придают разную окраску пояску. О степени окисления масла можно судить по цвету пояска.

Масляное пятно со временем меняет свой цвет, в связи с этим делать по нему предварительное заключение необходимо сразу после того, как капля расплывется. Оценивать качество масла по пятну его капли необходимо следующим образом. Если ядро имеет черный цвет (как капля туши на обычной бумаге) и его цвет не становится светлее после замены фильтра, то такое масло содержит большое количество механических примесей. Масло с цветом ядра от светло-коричневого до темно-серого пригодно для эксплуатации и содержит мало механических примесей. Если поясок имеет коричневый или темно-коричневый цвет, то в исследуемом масле вероятно отсутствовала антиокислительная добавка, так как оно слишком сильно окислилось. Масло с таким же цветом пояска, как у свежего, т. е. от белого до светло-желтого, а также со светло-коричневым пояском вероятно содержит в своем составе антиокислители.

По отношению диаметра всего пятна к диаметру ядра можно судить о моющей способности масла. Масла без моющих присадок имеют это отношение 3 и более, а самая высокая моющая способность у масел, имеющих отношение диаметров, равное 1, т. е. пятно не имеет ядра. С известной условностью о загрязненности масла примесями можно судить по меткам на конце маслоуказателя. Для этого из картера прогретого двигателя быстро вынимают маслоуказатель и рассматривают на нем метки, покрытые слоем масла. Если метки хорошо видны, то такое масло скорей всего отвечает предъявляемым требованиям к качеству продукта. Если же метки не видны, о качестве масла не приходится говорить.

Вторым доступным для эксперта-криминалиста методом при определении качества работавшего масла является измерение его вязкости шариковым вискозиметром (полевым). Этот портативный прибор позволяет путем сравнения с маслом, вязкость которого известна, устанавливать вязкость испытываемого масла.

Качество товарных моторных масел, изъятых при осмотре места происшествий, контролируется прежде всего по паспорту. На основании данных последнего можно установить соответствие показателей физико-химических свойств масла, предусмотренных стандартом или техническими условиями. Качество свежих масел можно проверить теми же упрощенными способами, что и работающих, но пользоваться нужно другими количественными критериями. Так, моторное масло не должно быть загрязнено примесями, поэтому пятно от капли должно быть одинакового цвета по всей своей площади. В свежем масле не допускается содержание воды, а если она обнаружена, то масло должно быть забраковано.

Различить масла разных марок по таким их внешним признакам, как цвет и запах – задача трудная, так как эти признаки не являются достаточно характерными. В связи с этим необходимо внимательно следить, чтобы на таре были четко обозначены наименования хранящихся в ней масел. Следует отметить, что отечественные трансмиссионные масла имеют черный цвет, кроме гипоидного, оно – коричневой окраски. Моторные масла, как правило, более светлые и их цвет в проходящем свете от светлого до темно-коричневого.

По запаху выделяются масла с серосодержащими присадками, например, ТАп-15В (ТМ-3-18 по ГОСТ 17479.2-85), которое имеет резкий запах. У остальных масел запах слабо различим.

О качестве масла и нефтепродукта, испытанного на двигателе, судят по данным обмера трущихся деталей двигателя, по оценке количества и характера образовавшихся углеродистых отложений, а также по анализу работавшего масла и нефтепродукта. Именно так устанавливают, работал двигатель нормально или с перебоями в процессе испытания, и получают представление об изменениях, произошедших в нефтепродукте и масле в результате действия содержащихся в них присадок.

Для характеристики состояния работавшего масла определяют его вязкость, кислотное число, температуру вспышки, коксуемость, содержание золы и органических нерастворимых продуктов и щелочность. По величине соответствующих показателей судят об изменении физико-химических свойств масла.

Не менее важно иметь представление об эксплуатационных свойствах масла, его работоспособности, эффективности присадок, содержащихся в нем. Для этих целей в последнее время все чаще применяют метод хроматографии на бумаге, оптический или электронный микроскоп и спектральный анализ. Бумажная хроматография (метод «пятна») позволяет определить влияние присадок на дисперсность суспензии нерастворимых продуктов в работавших маслах. По площади полученного кольца – зоны диффузии – судят о дисперсности продуктов загрязнения в масле: чем меньше размер взвешенных в масле частиц, тем больше площадь диффузии и наоборот.

Температура масла оказывает большое влияние на результаты определения дисперсности нерастворимых в масле продуктов загрязнения. Мы предлагаем проводить определение эффективности моюще-диспергирующих присадок методом «пятна» не только при 20 °С, но и при 200 °С, т.е. при температуре, характерной для деталей цилиндропоршневой группы двигателей. По этому способу при помощи фотоэлемента фиксируют интенсивность света, проходящего через бумажный фильтр с масляным пятном, и выражают полученный результат в процентах поглощения света.

Для оценки степени дисперсности продуктов загрязнения в маслах, работавших в двигателе, можно использовать оптический или электронный микроскоп. Преимуществом последнего является его высокая разрешающая способность, обеспечивающая возможность изучения частиц размером около 0,005 мкм. Метод исследования образца работавшего масла на электронном микроскопе заключается в нанесении масла на коллодиевую пленку, закрепленную на металлической сетке, выпаривании масла под вакуумом и последующем изучении продуктов загрязнения, осевших на коллодиевой пленке.

При помощи спектрографического анализа можно судить о концентрации металлосодержащих присадок в работавших маслах и износе трущихся деталей двигателя.

Экспрессное качественное определение моющих присадок и присадок аминной группы в автобензинах можно производить и с помощью методики, разработанной сотрудниками 25 ГосНИИ Химмотологии МО РФ на основе индикаторно-адсорбционного метода. При этом используются индикаторно-адсорбционные трубки марки ИТУ–ВКЩ, выпускаемые согласно ТУ 26-4210-006-16943778-00.

Сущность метода определения наличия моющей присадки заключается в экстракции моющей присадки водой из анализируемого продукта с последующей фиксацией в воде присадки.

Диапазон определяемых концентраций от 0,005 до 0,1 %. Чувствительность – от 0,5 % NHn-R.

Метод определения наличия присадок аминной группы заключается в способности присадок аминной группы к протонизации в водной среде и визуальной фиксации ионов ОН индикатором при пропускании водной вытяжки через сорбент, помещенный в индикаторно-адсорбционную трубку. Диапазон определяемых концентраций от 0,005 до 0,1 %.

Для исследования бензина необходимо следующее: индикаторная трубка ИТУ-ВКЩ, одноразовый полимерный шприц емкостью 10 мл, резак (или трехгранный надфиль), резиновый шланг или поливинилхлоридная (ПВХ) трубка длиной 10 мм c внутренним диаметром 2,5–3,5 мм, несколько мл слабоминерализованной воды, металлическая проволока d=1,0–1,5 мм, секундомер или сотовый телефон.

Пробу анализируемого нефтепродукта (в количестве не менее 10 мл) специалист-криминалист перемешивает и набирает 2 мл в шприц. В тот же шприц набирает 2 мл воды и 2 мл воздуха.

С помощью резака (надфиля) эксперт наносит надрезы с обоих концов трубки – один по перетяжке, а другой на расстоянии не менее 10 мм от слоя сорбента, отламывает концы трубки и уплотняет сорбент постукиванием и толкателем (проволокой) (см. рис. 26).

Трубка индикаторная ИТУ–ВКЩ

Рис. 26. Трубка индикаторная ИТУ–ВКЩ.

Шприц с водой и нефтепродуктом интенсивно встряхивается в течение одной минуты.

Затем получившуюся эмульсию отстаивают в течение одной минуты и оценивают наличие моющей присадки в анализируемом нефтепродукте. После на шприц плотно надевается резиновый шланг, на тот конец индикаторной трубки, где нет перетяжек.

Проведение анализа: специалист-криминалист устанавливает трубку и шприц вертикально.

Пропускает через индикаторную трубку водную вытяжку испытуемого топлива со скоростью не более 0,5 мл в минуту до появления первой капли на выходе из сорбента после перетяжки.

При этом исследуемый образец бензина считается не содержащим моющей присадки, если после отстоя на границе бензин–вода не образуется мутный пенистый слой присадки с водой.

Образование мутного пенистого слоя на границе раздела фаз говорит о возможном наличии присадки, причем слой расположен под границей раздела бензин–вода и его размер может быть от 0,5 мл до 1,5-2,0 мл в зависимости от количественного содержания моющей присадки.

Содержание в анализируемом топливе водорастворимых кислот и щелочей и присадок аминной группы определяют путем визуальной оценки окраски водной вытяжки, находящейся под сорбентом, между сужениями индикаторной трубки.

Желтый или оттенки желтого цвета свидетельствуют об отсутствии водорастворимых кислот, щелочей и присадок аминной группы.

Красный цвет (оранжевый) – о  наличии водорастворимых кислот и отсутствии присадок аминной группы.

Зеленый или оттенки зеленого цвета указывают на то, что в анализируемом бензине имеются присадки аминной группы в количестве 0,5–1 %.

Синий  или оттенки синего цвета свидетельствуют о том, что в анализируемом бензине содержание присадок аминной группы превышает 1 %.

Если есть сомнения в определении окраски, необходимо повторить испытание без нефтепродукта для проверки pH используемой воды.

Примерный порядок работы с индикаторными трубками (ИТ)

  1. Надрезают концы ИТУ–ВКЩ и обламывают.
  2. В шприц набирают порцию исследуемого вещества.
  3. С помощью резинового шланга (гибкой трубки) шприц присоединяют к индикаторной трубке.
  4. Исследуемое вещество пропускают через индикаторную трубку.
  5. Измеряют длину переокрашенных зон.
  6. С помощью формул или номограм определяют содержание исследуемых веществ.

При этом переокрашенные зоны веществ могут проявляться как в видимом, так и в УФ-свете.

Индикаторные трубки обеспечивают проведение анализа нефтепродуктов за 15–20 минут в условиях осмотра места происшествия.

Пределы обнаружения исследуемых веществ и точность замеров находятся на уровне классических методов анализа нефтепродуктов.

Рис. 27. Лабораторный комплект 2М6, 2М7

Трубки индикаторные ИТУ–ВКЩ входят в лабораторный комплект 2М6, представляющий собой переносную лабораторию для отбора проб и оперативного проведения приемо-сдаточного анализа топлива стандартными и экспресс-методами исследования.

Результаты анализа позволяют с высокой точностью оценить качество топлива непосредственно на месте происшествия.

Исследование моющих присадок в автомобильных топливах и масле методом тонкослойной хроматографии (ТСХ)

Метод ТСХ широко применяется при исследовании нефтепродуктов и ГСМ, благодаря его простоте, экономичности и эффективности[14].

Этот метод используется в криминалистической экспертизе как для установления следов нефтепродуктов на предметах-носителях, так и для решения вопроса об их родовой (видовой) принадлежности.

Метод ТСХ применительно к моющим присадкам может использоваться при исследовании состава любого масла (моторного или трансмиссионного), при этом выявляются следующие присадки к моторным маслам – ВНИИ НП-354, ВНИИ НП-360, MACK, АСК, АСБ, ВНИИ НП-714, ВНИИ НП-7120, К-33, К-36, Д-140, Д-300, АФП-73, ИХП-101 и другие.

При этом анализ масел осуществляется в две стадии, последовательность применения которых определяет эксперт, проводящий экспертизу.

Перед анализом присадок масло подвергают тесту с дитизоном и бромкрезоловым зеленым, для чего наносят его дважды на хроматографическую пластину «Силуфол» без УФ-пропитки в виде н-гексанового раствора в количестве 0,1–1,0 мл, и помещают в любую неполярную систему растворителей, поднимая фронт элюента на 3–4 см. Стартовые пятна обрабатывают 0,5 % раствором дитизона в хлороформе или 0,5 % раствором бромкрезолового зеленого.

При наличии в моторном масле цинкосодержащих присадок ВНИИ НП-354, ВНИИ НП-360 обработка дитизоном приводит к появлению розовых пятен на старте, причем наибольшая интенсивность окраски наблюдается для присадки ВНИИ НП-354, а наименьшая – для ВНИИ НП-360, так как последняя включает в свой состав алкилфенолят бария, что способствует к образованию окрашенного в синий цвет комплекса с дитизоном в центре стартового пятна, это особенно заметно при повторных обработках. При обработке стартового пятна бромкрезоловым зеленым для исследуемых масел наблюдается появление синего окрашивания вследствие наличия в составе масла щелочных присадок (НГ-102, НГ-104, ИХП-222, С-150, С-300, ВНИИНП-121).

Для проведения полного анализа масла необходимо иметь его в количестве не менее 10–20 мг. Масла помещают капиллярами на пластинки «Силуфол» без УФ-пропитки вместе с образцами масел-свидетелей в виде растворов в н-гексане в соотношении 1:2.

Масло наносят многократно до полного насыщения им слоя адсорбента. Диаметр стартового пятна не должен превышать 3–4 мм. Для получения эффективного разделения на первой и второй стадиях предусма­тривается удаление углеводородной части масла.

Стадия 1 (обнаружение присадки ВНИИ НП-354). Хроматографирование осуществляют в 2 системах (вариант 1):

  1. Гексан–ацетон (4:1).
  2. Гексан–уксусная кислота (19:1).

Исследуемые образцы наносят на пластину и проявляют дважды. Подъем фронта элюента 10 см. После высушивания пластину обрабатывают 0,5 % раствором PdCl2. Более качественное разделение (с получением компактных пятен) компонентов присадки ВНИИ НП-354 проводят, используя следующие системы (вариант 2):

  1. Гексан.
  2. Гексан-ацетон-метанол-диэтиламин-аммиак (20:10:2:0,5:0,2).

Необходимо отметить, что в ряде случаев вторая система не дает удовлетворительного разделения (дитизон в данном случае не пригоден).

Масла и выявляемые присадки наносят на стартовую линию, отстоящую от нижнего края на 9 см, и хроматографируют в системе 1.

После высушивания пластинку обрезают на расстоянии 10,5 см от нижнего края, переворачивают и хроматографируют в системе 2. Проявленную пластинку обрабатывают 0,5% подкисленным раствором PdCl2. Присадка ВНИИ НП-354 характеризуется тремя зонами с Rf =0,23; 0,29; 0,33.

Обнаружение присадки ВНИИ НП-354 можно проводить парами иода.

Стадия 2. На данной стадии исследования смазочных материалов выявляются алкилсалицилатные АСК, MACK, АСБ присадки, ВНИИ НП-354, ВНИИ НП-360, ЦИАТИМ-339, ИХП-101 и другие присадки, изготовленные на основе алкилфенолов. Анализируемые образцы наносят на стартовую лицию, отстояющую на 8 см от нижнего края, хроматографируют в системе 1. После высушивания пластинку обрезают на расстоянии 9,5 см от нижнего края, переворачивают и помещают в систему 2 (Система 1 – гексан, система 2 – бензол-этилацетат /9:1/).

После проявления и высушивания хроматограмму обрызгивают подщелочным (NaHCO3) 0,1 % раствором Прочного синего Б. Наличие алкилсалицилатных присадок в маслах устанавливается при обнаружении двух зон с Rf=0,7 (коричневая) и 0,8 (яркая желто-лимонная). Между собой присадки не дифференцируются. Присадки ВНИИ НП-354, ВНИИ НП-360, ЦИАТИМ-339, ИХП-101 и ВНИИ НП-370 хроматографируются также двумя зонами, хроматографическая подвижность которых совпадает с таковой для алкилсалицилатных. Различия наблюдаются лишь в окраске зон с Rf=0,8. Для присадок ИХП-101 и ВНИИ НП-370 эта зона окрашена в коричневый цвет, ЦИАТИМ-339 – в зеленовато-коричневый, ВНИИ НП-360, ВНИИ НП-354 – желтовато-коричневый, переходящий через некоторое время в коричневый.

Установление конкретной марки этих присадок на данной стадии затруднено. Поэтому целесообразно объединить их в одну общую группу.

В целях повышения концентрации присадок в смазоч­ном материале можно воспользоваться одним из следующих приемов:

  • произвести накопление присадки на пластинке. После хроматографирования в системе 1 для соответствующей стадии на стартовое пятно наносят дополнительно образец масла и повторно хроматографируют в этой же системе;
  • провести экстракцию присадок метанолом. Полученный экстракт упаривают досуха, растворяют в н-гексане и анализируют указанным выше способом.

В результате анализа моющих присадок в работавших моторных маслах установлено, что наиболее стабильно выявляются алкилсалицилаты, высокощелочные присадки. Присадка ВНИИ НП-354 в работавших маслах выявляется редко. В маслах, подвергшихся длительной эксплуатации, проба с дитизоном и бромкрезоловым зеленым может дать отрицательный результат вследствие срабатываемости присадок.

Иодид висмута (III) является одним из реагентов, который давно и успешно используют в химическом анализе (например, реактив Драгендорфа). Иодид висмута – реагент малоспецифический и дает хорошую цветную реакцию при взаимодействии с различными органическими веществами, в том числе и со многими нефтепродуктами. Можно использовать насыщенный раствор иодида висмута в спирте и для обнаружения алкилфенольных присадок, содержащихся в моторных маслах (например, в моторном масле М-8В1). Исследование проводится методом ТСХ при следующих условиях: хроматографические пластины «Силуфол» размером 20×20 см; отделение присадок от углеводородной части моторного масла (разбавление н-гексаном в соотношении 1:2) осуществляют на хроматографической пластине с помощью н-гексана, после удаления углеводородной части обрезанием пластины, проводят хроматографирование присадок в противоположную сторону, используя систему растворителей бензол-этилацетат в соотношении 9:1, длина пробега элюента 10 см. Детектирование параллельно проявленных хроматограмм проводят 0,1 % водным раствором Прочного синего Б и насыщенным раствором иодида висмута в этаноле. При этом алкилфенольные присадки при обработке водным раствором Прочного синего Б проявляются в виде двух зон желто-коричневого цвета с Rf, равным 0,7 и 0,9. При нанесении раствора иодида висмута в этаноле выявляются также две зоны с теми же значениями Rf, окрашенные в оранжевый цвет, но с более четкими контурами.

Использование метода жидкостной хроматографии (ЖХ) позволяет выявить наличие моющих присадок, которые не определяются большинством инструментальных методов.

Для проведения анализа методом ЖХ предусматривается селективная экстракция образцов масла метиловым или изопропиловым спиртом. Проведение экстракции обусловлено следующими причинами.

Во-первых, происходит обогащение спиртового экстракта, который в дальнейшем будет исследоваться, компонентами ряда присадок. Углеводороды масляной основы (парафины, нафтены и ряд гибридных структур) не экстрагируются спиртом, после соответствующего концентрирования экстракта относительное содержание присадок повышается.

Во-вторых, при последующем анализе методами как жидкостной, так и газовой хроматографии не происходит загрязнение колонок этими высококипящими компонентами, т.е. проводится очистка пробы.

Сама методика анализа методом жидкостной хроматографии заключается в следующем. Образец масла или упаренный досуха гексановый экстракт масла заливается метиловым спиртом в соотношении 1:2 или 1:3, для повышения эффективности экстракции нагревается на водяной бане, плитке до 45–50°С в течение 5 минут. Полученный таким образом экстракт охлаждается до комнатной температуры, и после завершения расслоения системы спирт–масло верхний спиртовый слой отбирается пипеткой и концентрируется до минимального объема (примерно 0,1–0,5 мл) и исследуется методом жидкостной хроматографии в следующих условиях: жидкостный хроматограф фирмы «Хьюлетт-Паккард» (США) модели 1084 В; колонка (250/4,6 мм) с обращенной фазой Лихросорб RP 8 (размер частиц сорбента 10 мкм); элюент – вода:метанол (в соотношении 22:78); скорость потока – 1,5 мл/мин; УФ детектор с длиной волны 280 нм; объем вводимой пробы – 5 мкл. Время анализа при выбранных условиях составляет 20 минут.

Хроматограммы исследуемых образцов сопоставляются с ранее полученными хроматограммами антиокислительных и сульфонатных присадок, затем формулируется соответствующий вывод об их наличии в пробе. Необходимо отметить, что это заключение дается с учетом результатов, полученных на стадии исследования методом ТСХ.

В случае наличия на хроматограммах пиков, соответствующих не компонентам присадок, а другим компонентам пробы, проводится исследование экспертного и сравнительного образца по методу «отпечатков пальцев». Предлагаемая методика позволяет устанавливать наличие антиокислительных и двух групп сульфонатных присадок.

Сульфонатные присадки, добавляемые в моторные масла, подразделяют по способу производства на две группы.

К первой группе относят присадки, получаемые из нефтяных сульфокислот – ПМСя (бариевая) и ПМСя (кальциевая). Ко второй группе – получаемые сульфированием минерального масла и последующей экстракцией изопропиловым спиртом – ПМС А, НСК, С-150, С-300, СБ-3 и импортные сульфонаты. Присадки ВНИИ НП-354, ВНИИ НП-360 имеют в своей основе один и тот же активный компонент – диалкилдифенилдитиофосфат цинка, поэтому неразличимы.

Метод газовой хроматографии применяют в анализе моторных масел при выполнении сравнительных исследований[15]. Высокая эффективность газохроматографического разделения компонентов пробы приводит к тому, что практически невозможно провести идентификацию значительного числа пиков компонентов и соотнести их с компонентами присадок. Метод газовой хроматографии (ГХ) позволяет устанавливать наличие присадок ВНИИ НП-360 и ВНИИ НП-354 без их конкретной дифференциации. Имея нормированные хроматограммы (диаграммы) коллекции моторных масел, можно предположительно устанавливать его товарную марку. При этом следует отметить, что данные ГХ-анализа подтверждают, конкретизируют результаты, полученные методами ТСХ и ЖХ. Сравнение полученных хроматограмм в нормированном виде по принципу «отпечатка пальца» дает ценную информацию при решении вопросов индивидуального тождества.

Ряд нормативных документов регламентирует содержания микроэлементов в нефтепродуктах и рекомендует соответствующие методы анализа. Кроме того, технологическими регламентами соответствующих производств нормируется содержание металлов – каталитических ядов, в частности:

  • содержание Pb, As, Cu для сырья (бензиновые фракции) установок риформинга, изомеризации;
  • содержание V, Ni, Fe для сырья (вакуумные газойли и нефтяные остатки) каталитического крекинга и гидроочистки высококипящих фракций нефти.

Часто требуется определять содержания металлов, искусственно вносимых в нефтепродукты в виде присадок. Их перечень, а также соответствующие нефтепродукты и определяемые элементы приведены в табл. 17.

Также металлы попадают в нефтепродукты в процессе эксплуатации. Фирмы изготовители автомобилей, такие как Detroit Diesel, Caterpillar, Cummins, устанавливают нормы на содержание металлов – продуктов износа в отработанных моторных маслах. Рекомендуется замена отработанного масла при превышении концентрации от 15 до 150 ppm таких элементов как Fe, Cr, Pb, Cu, Sn, Al, Si, B, Na, K.

Таблица 17

Нефтепродукты, присадки и определяемые элементы

Нефтепродукты, присадки и определяемые элементы

Современными методами контроля содержаний металлов в нефтепродуктах являются атомно-спектральные методы анализа, которые позволяют определять металлы в широком диапазоне их концентраций, непосредственно анализировать жидкие пробы после их разбавления подходящим растворителем. Методы характеризуются высокой чувствительностью и селективностью.

Практически все задачи определения большого ассортимента металлов (как правило, в низких концентрациях) в разнообразных нефтепродуктах можно наиболее эффективно решать с привлечением физических методов анализа: атомно-абсорбционных, атомно-эмиссионных и рентгеноспектральных. Существенно шире возможности в плане селективности, экспрессности, автоматизации, метрологических характеристик у рентгено-флуоресцентного анализа (РФА). Недостатками этого метода можно считать лишь его ограниченную чувствительность, высокую стоимость и сложность эксплуатации волнодисперсионных РФА-спектрометров.

Наиболее перспективным методом для одновременного определения большого числа металлов в большом интервале их концентраций нужно признать атомно-эмиссионную спектроскопию с индуктивно связанной плазмой (АЭС ИСП). Среди многих достоинств этого метода, в частности, хорошей воспроизводимости измерений как высоких, так и низких содержаний металлов, можно отметить широкие возможности его применения для аналитического обеспечения многих технологических процессов нефтепереработки, включая контроль загрязнений объектов окружающей среды.

Для правильной оценки криминалистической значимости признаков элементного состава минеральной части смазочных материалов в комплексной экспертизе подобных объектов необходимо иметь четкое представление о том, какие элементы и в каких количествах могут присутствовать в смазочных материалах, являются ли они рецептурными либо примесями или случайными загрязнениями, попавшими в материал в процессе его производства, транспортировки, эксплуатации и хранения.

Рецептура каждой товарной марки моторного масла предусмотрена соответствующими нормативными документами. В зависимости от назначения, технологии конкретного предприятия-изготовителя и условий применения состав минеральной части моторных масел может варьировать в широких пределах как в качественном, так и в количественном отношениях. Например, нормативами предусматриваются различные рецептуры для одной и той же марки моторного масла. Поэтому элементный состав некоторых марок масел (АСЗп-10, М-8В1, М-8В2, М-10В2, МТ-1бп) в зависимости от варианта рецептуры может изменяться. Так, моторное масло М-8В1 может быть изготовлено на одном и том же базовом масле по нескольким различным рецептурам, сохраняя при этом свои функциональные качества. Композиция минеральных элементов в нем может соответствовать одному из следующих вариантов:

  • кремний, барий, фосфор, кальций, цинк;
  • кремний, фосфор, кальций, цинк;
  • кремний, фосфор, барий;
  • кремний, барий.

Кроме вариаций в составе масел, предусмотренных рецептурами, на заводах-изготовителях по тем или иным причинам возможны изменения дозировок компонентов, что проявляется в различном количественном содержании эле­ментов в разных партиях одноименной продукции.

Масло, находящееся в эксплуатации, отличается от товарного концентрацией элементов-индикаторов износа, т.е. элементов, входящих в состав материалов узлов трения. В процессе работы этих узлов частицы материалов деталей попадают в систему смазки и циркулируют вместе с маслом, частично осаждаясь на маслофильтрах. Чаще всего элементами-индикаторами износа являются железо, медь, алюминий, никель, титан, олово, свинец, марганец, хром.

_______________________

[1] См.: Губкин И.М. Учение о нефти, 3 изд. М., 1975.

[2] См.: Петров А. А. Углеводороды нефти. М., 1984.

[3] См.: Ахметов С.А. Технология глубокой переработки нефти и газа. Уфа, 2002, 672 с.; Банков П.Г. Процессы переработки нефти. М., 2000; .

[4] См.: Бибиков В.В., Кузьмин Н.М. Экспертное исследование смазочных материалов: метод. рекомендации. М., 1977.

[5] См.: Никитина Е.А., Емельянов В.Е., Алексеева С.И., Александрова Е.В. Производство автомобильных бензинов для автомобилей класса Евро-3 и Евро-4 на российских НПЗ. // Мир нефтепродуктов, 2006, № 1. – С. 28-30.

[6] См.: Хрусталев В.Н., Райгородский В.М. Криминалистическое исследование веществ, материалов и изделий. Саратов, 2005.

[7] См. Никитина Е.А., Голованов М.Л. Присадки БАСФ для современных моторных топлив // Мир нефтепродуктов, 2006, № 5 – С. 12–17; Данилов А.М. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. М., 1996, 232 с.; Данилов А.М. Присадки к топливам. Разработка и применение в 01-05 г.г. // Химия и технол. топлив и масел, 2007, № 2 – С. 47-56.

[8] См.: Балтенас Р.Н. Моторные масла. М., 2000, 272 с.

[9] См.: ГОСТ 17479.2-85, ГОСТ 23652-79

[10] См.: Мегорский Б.Г. Методика установления причин пожаров. М., 1966.

[11] См.: Зернов С.И. Структура и содержание заключения пожарно-технической экспертизы: метод. рекомендации. М., 1984.

[12] См.: Кутуев Р.Х., Чешко И.Д. Осмотр места пожара с целью обнаружения остатков легковоспламеняющихся и горючих жидкостей. // В кн.: Экспертная практика. Выпуск 19. М., 1982.

[13] См.: Зернов С.И. Обнаружение и идентификация инициаторов горения различной природы при обработке версий о поджоге. Метод. рекомендации. М., 1998.

[14] См.: Армолик Э.Р. Групповое разделение нефтепродуктов и ГСМ в тонком слое сорбента. // В кн. ВНИИСЭ. Физические и химические исследования материалов, веществ и изделий: Сб. науч. трудов № 40. М., 1979; Мельников И.Н., Райгородский В.М. Применение метода ТСХ для исследования объектов криминалистической экспертизы. Саратов, 2007.

[15] См.: Криминалистическое исследование нефтепродуктов. // Основы криминалистической экспертизы материалов, веществ и изделий: Уч. пособие. М., 1993; Карлин И.П. Семкин Е.П. Криминалистическое исследование светлых нефтепродуктов методом капиллярной газовой хромотографии. Метод. письмо. М., 1983; Автомобильные бензины. Методы получения, состав, свойства. // Применение капиллярной газовой хроматографии в исследовании бензинов. М., 1981.

Содержание

No votes yet.
Please wait...

Просмотров: 102

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

*

code