Действительно, мы знаем, что дизельные движки довольно неприхотливы и могут работать на печном топливе или даже мазуте. Об этом пишут все кому не лень и даже приводят аргументы. Но так ли это на самом деле? Рассмотрим факторы, влияющие на качество дизельного топлива и его деградацию в процессе хранения.
Для начала зададимся вопросом: - Почему так много публикаций посвящено чистоте дизельного топлива и так мало чистоте бензина? Кажется, что качество последнего мало кого волнует. Почему?
Рассмотрим два двигателя - дизельный и бензиновый. Их коренное отличие в степени компрессии или сжатия топлива внутри цилиндров двигателя. У дизеля степень сжатия рабочей смеси почти в два раза выше. Причем эта цифра продолжает расти вместе с желанием сделать автомобиль более экономичным. Такое давление внутри цилиндров обеспечить весьма непросто. Возникает необходимость в применении топливного насоса высокого давления (ТНВД), а также в минимальных зазорах в системе подачи топлива. Именно эти самые зазоры забиваются различной "грязью" в первую очередь, что ведет к дорогостоящему ремонту двигателя. В бензиновых двигателях эта проблема так остро не стоит.
Откуда грязь?
Самое чистое топливо заливается на НПЗ потому, что на заводе соблюдаются все правила промежуточного хранения топлива. Кроме того, резервуары и трубопровода проходят регулятную очистку.
В подавляющем большинстве случаев, загрязнение дизельного топлива происходит уже после отгрузки с завода в процессе транспортировки до конечного потребителя или при неправильном хранении самим потребителем. Причем, не обязательно хранить топливо долго, достаточно залить его в бензобак собственного автомобиля и дело в шляпе - топливо стало "грязным". Как это возможно? Чтобы ответить на этот вопрос, надо немного окунуться в химию.
Химия загрязнения
Следует знать, что загрязняющие вещества могут находиться в топливе изначально, могут попадать в топливо из окружающей среды в процессе хранения или эксплуатации, могут образовываться в топливе со временем. Кроме того, некоторые безобидные на первый взгляд вещества могут провоцировать появление более опасных и непрятных.
Вот основные загрязнители: вода, бактерии, органические соли, мыло, полимеры, оксиды, силикаты. Независимо от их происхождения, все они способствуют образованию отложений в двигателе, вызывают эрозионный износ деталей и забивают топливные фильтры.
Вода
Вода - наиболее распространенный загрязнитель в топливных системах, способный привести к множеству проблем. Она может попадать в дизтопливо разными путями: в процессе очистки, с дождем, как конденсат во время хранения. Главное, что кол-во воды в топливных баках почти никто не контролирует! Из-за того, что вода тяжелее солярки, она постепенно накапливается на дне резервуаров и баков для хранения топлива. Вода - отличный растворитель для неорганических солей и кислот, которые могут вызвать коррозию металлических частей топливной системы и нанести серьезный вред двигателю. В холодное время свободная вода в топливе превращается в кристаллы льда. Кроме того, вода является необходимым компонентом для жизни анаэробных бактерий, которые развиваются на границе вода-топливо и насыщают солярку продуктами своей жизнедеятельности. Эти продукты наряду с кристаллами льда способны напрочь забить топливные фильтры.
Основной канал проникновения воды - топливные резервуары, снабженные вентиляционными отверстиями. Во время хранения топлива в резервуар поступает влажный теплый воздух, а когда температура окружающей среды достигает точки росы, вода конденсируется. Стекая по стенкам, она опускается на дно резервуара и там накапливается. Этот процесс периодический, чем дольше хранится топливо - тем больше воды в резервуаре.
Для слива воды, резервуар необходимо оборудовать донным патрубком и установить в чуть наклонном положении, чтобы вода накапливалась с одного края. Так многие промышленные резервуары для хранения дизельного топлива имеют конусное дно. Такая конструкция заметно облегчает слив воды.
Кроме того, при самостоятельном хранении дизтоплива в металлических баках, необходимо использовать присадку - ингибитор коррозии, что значительно уменьшит количество твердых частиц в топливе.
Микробы
Множество различных микроорганизмов используют дизельное топливо в качестве пищи. К ним относятся бактерии, дрожжи, плесень, грибы. Как и все другие формы жизни, эти микробы требуют присутствия воды, которая собирается в нижних точках топливных систем. Здесь и происходит микробиологическое загрязнение.
Эти микроорганизмы имеют размер от 0,5 до 3 микрон и им не требуется большое количество воды. Достаточно 3 мм. на дне резервуара, чтобы их колония процветала. Даже небольших пятен воды на стенках топливного бака достаточно для поддержания их роста. Причем, эти микроорганизмы встречаются всюду: в воздухе, почве, воде. Вот почему практически невозможно сохранить топливную сиcтему стерильной без применения биоцидов.
Эффекты от микробного заражения бывают разные в зависимости от типа и массы микроорганизмов. Наиболее распространенным является продуцирование микробным сообществом низкомолекулярных органических кислот. И хотя эти кислоты не являются агрессивными как неорганические кислоты, они вступают в реакцию с хлоридами, сульфатами и нитратами. В результате в топливе появляются сильные неорганические кислоты: соляная, серная, азотная. Именно они вызывают сильнейшую коррозию топливной системы, заметно ухудшают качество топлива.
Для поглощения органических молекул дизельного топлива, микроорганизмы производят специальные вещества - биосурфактанты. По сути это обыкновенное мыло!
Все колонии микроорганизмов живут на границе воды и топлива в виде биопленок. Это довольно сложные структуры, состоящие из липких полимерных веществ, которые обеспечивают защитную среду обитания для микробов, растущих внутри. Биопленки находятся в состоянии динамической устойчивости и могут образовывать целые кластеры. Как только умирает одна пленка, формируется несколько новых.
Проходя по топливопроводам, эти кластеры способны напрочь забить любые топливные фильтры и даже размножаться в них.
Наиболее распространенный дизельный паразит - грибок Hormoconus resinae.
Колония этих грибов имеет смолистое покрытие, что еще больше блокирует подачу топлива через фильтры. После того, как колонии умирает, смолистое покрытие исчезает, но переплетенная структура грибов остается. В топливе появляются хлопья из мертвых структур с отвратительным запахом.
Избавиться от Hormoconus resinae довольно сложно. В случае применения биоцидов, мёртвый гриб забивает все возможные фильтры и топлитвопроводы. Необходима тотальная чистка системы! И даже после этого, процесс повторной колонизации может произойти в течение несколько дней. Чаще всего этот процесс занимает от месяцев до года в зависимости от сорта топлива и скорости его оборота. И всё из-за постоянного присутствия воды!
Продукты окисления топлива
Окисление топлива кислородом происходит во время длительного хранения в результате чего образуются полимеры и кислоты. Процесс протекает быстрее при высоких температурах и при наличии металлов-катализаторов, таких как медь и цинк.
Эти химические реакции обычно приводят к образованию растворимых полимеров и нерастворимых веществ - каучуков и твердых частиц. В дальнейшем из этих полимеров образуются лаки.
Все эти продукты окисления топлива могут прилипать к поверхностям, образовывать тромбы, закупоривать небольшие зазоры, вызывая такие проблемы с подачей топлива, как неисправности инжекторов и детонацию. Кроме того, они очень быстро забивают топливные фильтры, снижая их проницаемость.
Кроме полимеров, в результате окисления образуются низкомолекулярные кислоты - муравьиная и др. Характерная их особенность в том, что в результате окисления металлов они легко превращаются в мыло, которое выпадает в осадок.
Неорганические соединения
Неорганические соединения - это ржавчина, металлы, пыль, соль и др. Некоторые из них, например ржавчина, могут образоваться в топливных резервуарах или трубопроводах. Другие, такие как пыль могут попасть в топливо случайно, например через вентиляционное отверстие резервуара. Все эти вещества приводят к забиванию фильтров, способствуют коррозии бака, являются причиной повышенного механического износа, способствуют микробной активности.
Особое место среди неорганических загрязнителей занимают соединения натрия и кальция. Они попадают в топливо различными путями:
- на НПЗ в процессе удаления воды (солеосушение),
- в процессе каустической нейтрализации,
- при использовании щелочных металлов для удаленния водорода,
- при использовании ингибиторов коррозии,
- при попадании в топливо антигололедных соединений (хлорид натрия, хлорид кальция),
- при попадании отработанного масла в топливо.
Особенно часто кристаллы хлорида натрия (соли) образуются на игле клапана инжектора, что приводит к неприятным последствиям.
Другими недопустимыми веществами являются ионы цветных металлов - цинка, меди, свинца. Цинк способствует коксованию сопла инжекторов. Свинец, взаимодействуя с кислотами, образует мыло. Медь является катализатором окислительных процессов в дизельном топливе и способствует осаждению твердых веществ. В любом случае, цветные металлы и их сплавы не должны использоваться в топливопроводах и резервуарах для хранения топлива.
Методы борьбы с загрязнениями
Теперь, когда стало понятно, что такое "грязь" в дизельном топливе и откуда она берется, можно обозначить некоторые методы борьбы за чистоту. Они конечно не дают полной гарантии, но весьма эффективны. Итак...
Покупка топлива
Старайтесь покупать дизельное топливо напрямую с НПЗ. Понятно, что купить канистру не получится, но установить на дачном участке 1-2 тонный резурвуар с раздаточным пистолетом никто не запрещает. У этого варианта есть два больших плюса - оптовые цены и качество топлива. Почему? Очень просто. Дело в том, что топливным трейдерам невыгодно хранить топливо в транзитных хранилищах. Вместо этого они заливают топливо в бензовозы и быстро развозят его своим покупателям. Доставка осуществляется напрямую с НПЗ.
Для заправки своих авто пользуйтесь АЗС, принадлежащими крупным топливным компаниям производителям дизельного топлива: Лукойл, НТК, Газпромнефть, Славнефть, Сургутнефтегаз и др. Будьте внимательны, пользуйтесь только фирменными заправками, никаких франчайзеров! Если вы заметили три старые колонки под вывеской "ЛукОйл" - проезжайте мимо.
Отстаивание и фильтрация
Фильтрация дизельного топлива - действенное средство борьбы с загрязнениями. Однако, следует помнить, что на НПЗ топливо лишь отстаивается в течение долгого времени, но не фильтруется. Для НПЗ, который отпускает огромные объемы топлива ежедневно применение фильтров неприемлемо, ведь чем тоньше фильтр - тем ниже скорость слива.
На АЗС ситуация схожая - топливо сливается из бензовоза в подземный резервуар и отстаивается. Слив происходит из другого резервуара. Впрочем фильтры на АЗС применяются: пористостью 120 мкм. - для грузового транспорта, 30 мкм. - для легкового.
Отстаивание топлива - достаточно продолжительный способ очистки. Так верхние слои дизельного топлива очищаются на 90—95% за 50-100 ч. Опытным путем было установлено, что частицы воды и механических примесей размером менее 15-20 мкм. оседают очень медленно и, следовательно, с трудом удаляются из топлива. При этом, чем выше вязкость и плотность топлива или ниже его температура, тем медленнее происходит процесс осаждения и тем больше времени требуется для отстаивания.
Из сказанного можно сделать вывод, что частицы менее 10-15 мкм. так или иначе попадают в наши бензобаки. Они должны быть удалены фильтрами тонкой очистки. Впрочем, если вы имеете собственный резервуар, установите промежуточный 10 мкм. топливный фильтр. Эта мера значительно продлит срок службы ваших дизельных агрегатов. Следует помнить, что чем больше размер фильтра, тем меньше его гидросопротивление и лучше проницаемость для топлива. Большой фильтр - выше скорость заправки!
