Организация и оборудование испытательной лаборатории моторных масел ООО "Лукойл-Волгограднефтепереработка"

РЕФЕРАТ

Курсовой проект 51 с., чертеж 2 лист, 5 табл., 11 лит. источников, 2 прил.

ОРГАНИЗАЦИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ  ЛАБОРАТОРИИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ ООО "ЛУКОЙЛ – ВОЛГОГРАДНЕФТЕПЕРЕРАБОТКА".

Студент группы 08-Н-СС1 Черников Кирилл Михайлович.

Объектом курсового проектирования является испытательная лаборатория моторных масел в составе ООО "ЛУКОЙЛ – Волгограднефтепереработка".

Цель работы - организация работы испытательной лаборатории - от планировки помещения и комплектования оборудованием  и штатами до методической документации и аккредитации.

В процессе проектирования собрана  документация по официальным требованиям  к функционированию лаборатории  и по работе реальной лаборатории  производства нефтепродуктов.

Основой проектируемой лаборатории  явилась реальная производственная лаборатория моторных масел в г. Волгограде, имеющая большой опыт работы при большом обороте продукции.

Предложенный проект является учебным, однако, содержит ряд рекомендаций, которые могут быть использованы для совершенствования производства и повышения качества продукции. 

Содержание:

Введение

Понятие "испытание" касается обширного круга проблем:  формирование социальных структур, механизмов, технологий производства продукции; формирование личности и многое другое. Становление каждого явления проходит  ряд стадий, начиная от первичной необходимости через испытания проверки устойчивости к полноценному функционированию. Объектами испытаний являются промышленная, хозяйственная,  общественная, интеллектуальная и другие виды деятельности людей. Каждый человек является интуитивным испытателем. Примерка одежды перед покупкой, проверка ее на моду и соответствие сезону; проба температуры воды перед плаванием; проверка товарища, с которым «идти в разведку» - все это методы испытания окружающих нас явлений, предназначенные для того, чтобы они совпадали с необходимостью их использования.

В процессе испытаний  проверяется соответствие явления  своему назначению, а также решается проблема необходимости самого явления. 

 Важная роль испытаний  – исследовательская, когда определяются критические пределы и области применения объекта, при которых нередко обнаруживаются его новые свойства.

Процедура испытаний  лежит в основе всех операций производства, лицензирования, разработки стандартов, реализации продукции или её выбраковке.

Любые испытания в  любой из отраслей народного хозяйства  проводят специальные испытательные  лаборатории, которые являются основным органом, определяющим качество продукции, решают производственные, научные, конструкторские и другие вопросы на всех стадиях их разработки.

Испытательная лаборатория  должна быть:

- оборудована специальными приборами и установками, для проведения работ, на которые она имеет лицензию;

- оснащена как обязательным оборудованием, соответствующим всем типам подобных лабораторий, так и специальным для работ узкого профиля. Работать в такой лаборатории может только квалифицированный опытный персонал под контролем заведующего лабораторией, несущего персональную ответственность за точность и правильность результатов испытаний.

В данной работе будет  подробно рассмотрено производство нефтепродуктов на предприятии крупнейшей отечественной нефтегазовой компании, а также производственная испытательная лаборатория, контролирующая производимую продукцию. 

1 Нормативные ссылки

В курсовой работе использованы ссылки на следующие нормативные документы:

1. ГОСТ Р 8.580 – ГСИ. Определение и применение показателей прецизионности методов испытаний нефтепродуктов

2. ГОСТ Р ИСО/МЭК  17025-2000 – Общие требования компетентности  испытательных и калибровочных  лабораторий

3. ГОСТ Р ИСО 14001-2007 -  Системы экологического менеджмента.  Требования и руководство по применению

4. ГОСТ 12.0.004 – ССБТ. Организация обучения безопасности труда. Общие положения

5. ГОСТ 400-80 - Термометры стеклянные для испытаний нефтепродуктов. Технические условия

6. ГОСТ 2517-85 - Нефть и  нефтепродукты. Методы отбора  проб.

7. ГОСТ 4333-87 - Нефтепродукты.  Методы определения температур  вспышки и воспламенения в  открытом тигле

8. ГОСТ 10028-81 - Вискозиметры капиллярные стеклянные. Технические условия

9. ГОСТ 12026-76 - Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

10. ГОСТ 17479.1-85 - Масла моторные. Классификация и обозначение

11. ВППБ 01-01-94 – Правила пожарной безопасности при эксплуатации предприятий нефтепродуктообеспечения

12. ПР 50.2.006-94 – ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений.

2 Роль испытательных лабораторий в народном хозяйстве

В наше время развитых технологий существует множество нефтепродуктов, которые постоянно используются в различных сферах жизни людей. Но необходимо, чтобы они отвечали определенным критериям, проверить которые можно только в лабораторных условиях, для этого и существуют испытательные лаборатории нефтепродуктов.

Испытательная лаборатория нефтепродуктов создается для осуществления контроля над качеством и безопасностью производимых продуктов на всех этапах жизненного цикла от поставки и переработки сырья, до хранения, транспортирования и реализации. Испытательная лаборатория нефтепродуктов – это специализированное исследовательское учреждение, в рамках которого проводится идентификация и оценка основных потребительских свойств нефти и нефтепродуктов.

Данные лаборатории  могут оказывать следующие услуги: 
― предоставлять различную справочную информацию, касающуюся качества нефтепродуктов 
― квалифицированный отбор проб 
― консультирование по восстановлению качества нестандартных нефтяных продуктов, и по использованию и применению масел 
― проведение контрольных, сертификационных, приемо-сдаточных и арбитражных испытаний нефтепродуктов, мазута, нефти и нефтехимии для подтверждения соответствия качества нормативным документам (ТУ, ГОСТ). 
Для проведения исследований и испытаний необходимо, чтобы лаборатория располагала специальным оборудованием и аккредитацией Госстандарта, которая подтверждает независимость и техническую компетентность.

В стандарте ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 содержатся все требования, которым испытательные и калибровочные лаборатории должны соответствовать, если они намерены показать, что у них действует система качества, что они технически компетентны и способны получать технически обоснованные результаты. Применение данного стандарта должно способствовать сотрудничеству между лабораториями и другими органами, а также обмену информацией, опытом и гармонизации стандартов и процедур.

Под аккредитованной  лабораторией нефтепродуктов понимают исследовательскую организацию, техническая компетентность которой официально подтверждена. Только аккредитованная лаборатория нефтепродуктов может иметь статус экспертной, а значит предоставлять услуги по определению показателей качества нефтепродуктов на высоком уровне, соответствующим государственным стандартам.  
Например, в разделе 4 "Требования к управлению" ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006 говорится, что для получения аккредитации лаборатория должна:

- являться самостоятельной  правовой единицей с юридической ответственностью

- располагать руководящим  и техническим персоналом, имеющим  полномочия и ресурсы, необходимые  для выполнения своих обязанностей  и выявления случаев отступлений  от системы качества или от  процедур проведения испытаний  и/или калибровок, а также для возбуждения действий по предупреждению или сокращению таких отступлений;

-  принимать меры, обеспечивающие  свободу руководства и сотрудников  от любого неподобающего внутреннего  и внешнего коммерческого, финансового  или другого давления и влияния,  которое может оказывать отрицательное воздействие на качество их работы;

- определять политику  и процедуры, позволяющие обеспечить  защиту конфиденциальности информации  и прав собственности ее клиентов, включая процедуры защиты электронного  хранения и передачи результатов;

- определять политику  и процедуры, позволяющие избежать  вовлечения в деятельность, которая  снизила бы доверие к ее  компетентности, беспристрастности  суждений или честности в ее  деятельности;

- определять организационную  и управленческую структуру лаборатории, ее место в вышестоящей организации и взаимосвязи между управлением качеством, технической деятельностью и вспомогательными службами;

- устанавливать ответственность,  полномочия и взаимоотношения  всех сотрудников, занятых в  управлении, выполнении или проверке  работ, влияющих на качество  испытаний и/или калибровок;

- обеспечивать контроль  сотрудников, проводящих испытания  и калибровки, включая стажеров, со стороны лиц, знакомых с методами и процедурами, целью каждого испытания и/или калибровки, а также с оценкой результатов испытания или калибровки;

- иметь техническую  администрацию, несущую общую  ответственность за техническую  деятельность и предоставление необходимых ресурсов для обеспечения требуемого качества работы лаборатории;

- назначать одного  сотрудника управляющим по качеству (как бы он ни назывался), который,  независимо от других функций  и обязанностей, должен нести  ответственность и располагать полномочиями, обеспечивающими внедрение системы качества и ее постоянное функционирование; управляющий по качеству должен иметь прямой доступ к наивысшему уровню управления, принимающему решения по политике или ресурсам;

- назначать заместителей руководящего персонала.

И это – лишь малая  часть тех требований, выполняя которые  лаборатории будут действовать  и в соответствии с требованиями стандартов ИСО серии 9000.

Лаборатория нефтепродуктов может быть подразделением какой-либо нефтебазы или предприятия нефтеперерабатывающей отрасли, а может представлять собой самостоятельную организацию, созданную для оказания услуг предприятиям, чья производственная и коммерческая деятельность связана с переработкой, приемкой, реализацией продукции нефтехимической промышленности.

Для проведения испытаний  дизельных топлив, автомобильных  бензинов и других видов нефтепродуктов лаборатория нефтепродуктов должна быть оснащена высокочувствительным оборудованием, которое позволяет установить соответствие контролируемых показателей требованиям нормативной документации. В профессиональной деятельности лаборатория нефтепродуктов должна руководствоваться техническими условиями и государственными стандартами. В качестве нормативной базы лаборатория нефтепродуктов может также использовать положения Инструкции по обеспечению и контролю качества нефтепродуктов в организациях нефтепродуктообеспечения. При необходимости лаборатория нефтепродуктов в качестве регламентирующего основания может применять требования внутренних нормативных документов.

В условиях современного потребительского рынка особенно актуальным становится оперативный контроль качества нефтепродуктов.

Это объясняется тем, что стандартные методы испытания  трудоёмки и продолжительны. Получение  полной информации о качестве нефтепродуктов требует от 5 до 12 часов работы стационарной лаборатории. Решить вопрос сокращения сроков проверки топлива, используя стандартные методы испытаний, не предоставляется возможным, так как нельзя изменить условия проведения испытаний, положенных в основу метода (t,P,m). Автоматизация процессов испытания дает возможность увеличить только количество одновременно анализируемых проб.

Ускорить получение  информации о качестве нефтепродуктов можно за счет изменения принципов  измерения (оценки) контролируемого показателя и новых ускоренных экспресс-методов контроля. Учитывая это, для оперативного определения марки анализируемого горючего и соответствия его качества требованиям стандартов и технических условий, крупные отечественные компании внедряют экспресс-лаборатории, сконструированные на базе микроавтобусов Mercedes-Benz, Volkswagen, Ford и др.

Основные задачи мобильных  лабораторий контроля качества нефтепродуктов:

- отбор проб для определения качества нефтепродуктов в соответствии с требованиями нормативных документов;

- оценка качественных характеристик светлых нефтепродуктов при приеме, хранении, розничной и оптовой реализации;

- соблюдение условий хранения и транспортирования проб в аккредитованные стационарные лаборатории.

Передвижные лаборатории контроля качества нефтепродуктов используют средства измерения, внесенные в Гоcреестр РФ, и аттестованные испытательные аппараты.

Естественно, такие методы не могут подменять стандартные  методы (используемые в ГОСТ (ТУ) на нефтепродукты), но они могут давать информацию о том, что контролируемый продукт соответствует требованиям нормативного документа или имеет отклонения от этих требований и его необходимо испытать в лабораторных условиях.

Для экспрес-контроля достаточно 5-15 минут, что в 30 и более раз сокращает время на принятие решения.

3 Понятие и классификация моторных масел

Моторные масла - масла, применяемые для смазывания поршневых и роторных двигателей внутреннего сгорания.

Сырьем для получения моторных масел является мазут, который во время перегонки под вакуумом разделяется на масляные дистиллянты  и остаток, составляющий из полугрона  и концентрата. Продукт вакуумной перегонки проходят очистку путем обработки одним или последовательно несколькими реагентами. После очистки - конечной стадии переработки - обычно получают готовые товарные моторные масла.

Моторное масло — это важный элемент конструкции двигателя. Оно может длительно и надежно выполнять свои функции, обеспечивая заданный ресурс двигателя, только при точном соответствии его свойств тем термическим, механическим и химическим воздействиям, которым масло подвергается в смазочной системе двигателя и на поверхностях смазываемых и охлаждаемых деталей. Взаимное соответствие конструкции двигателя, условий его эксплуатации и свойств масла — одно из важнейших условий достижения высокой надежности двигателей. Современные моторные масла должны отвечать многим требованиям, главные из которых перечислены ниже:

- высокие моющая, диспергирующе-стабилизирующая,  пептизирующая и солюбилизирующая  способности по отношению к  различным нерастворимым загрязнениям, обеспечивающие чистоту деталей  двигателя;

- высокие термическая и термоокислительная  стабильности позволяют использовать  масла для охлаждения поршней, повышать предельный нагрев масла в картере, увеличивать срок замены;

- достаточные противоизносные  свойства, обеспечиваемые прочностью  масляной пленки, нужной вязкостью при высокой температуре и высоком градиенте скорости сдвига, способностью химически модифицировать поверхность металла при граничном трении и нейтрализовать кислоты, образующиеся при окислении масла и из продуктов сгорания топлива,

- отсутствие коррозионного воздействия на материалы деталей двигателя как в процессе работы, так и при длительных перерывах;

- стойкость к старению, способность противостоять внешним  воздействиям с минимальным ухудшением  свойств;

- пологость вязкостно-температурной характеристики, обеспечение холодного пуска, прокачиваемости при холодном пуске и надежного смазывания в экстремальных условиях при высоких нагрузках и температуре окружающей среды;

- совместимость с материалами  уплотнений, совместимость с катализаторами системы нейтрализации отработавших газов;

- высокая стабильность при транспортировании и хранении в регламентированных условиях;

- малая вспениваемость при высокой и низкой температурах;

- малая летучесть, низкий расход на угар (экологичность).

К некоторым маслам предъявляют  особые, дополнительные требования. Так, масла, загущенные макрополимерными присадками, должны обладать требуемой стойкостью к механической термической деструкции; для судовых дизельных масел  особенно важна влагостойкость присадок и малая эмульгируемость с водой; для энергосберегающих — антифрикционность, благоприятные реологические свойства.

Моторные масла классифицируют по различным параметрам, начиная от назначения и заканчивая температурными пределами работоспособности. Рассмотрим наиболее популярные классификации масел, которые используются в большинстве стран, производящих смазочные материалы.

3.1 Классификация моторных масел по вязкости SAE

В настоящее время  общепризнанной международной системой классификации моторных масел по вязкости является SAE J300, разработанная Обществом Автомобильных Инженеров США (Society of Automotive Engineers). Вязкость масла по этой системе выражается в условных единицах - степенях вязкости. Чем больше число, входящее в обозначение класса SAE, тем выше вязкость масла.

Спецификация описывает  три ряда вязкости масел: зимние, летние и всесезонные.

Ряд зимних масел: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W - обозначаются цифрой и буквой "W" (Winter-Зима). Для зимних классов установлены два максимальных значения низкотемпературной динамической вязкости и нижний предел кинематической вязкости при 100°С.

К низкотемпературным параметрам относятся:

Проворачиваемость- показывает динамическую вязкость моторного масла и температуру, при которой масло остается достаточно жидким, чтобы было возможно запустить двигатель.

Прокачиваемость - это динамическая вязкость масла, при которой масло сможет прокачаться по системе смазки и двигатель не будет работать в режиме сухого трения. Температура прокачиваемости ниже температуры проворачиваемости на 5 градусов.

Высокотемпературные свойства зимних масел характеризует минимальная  кинематическая вязкость при 100°С - показатель, определяющий минимальную вязкость моторного масла при прогретом  двигателе.

Ряд летних масел: SAE 20, 30, 40, 50, 60 - обозначаются цифрой без буквенного обозначения. Основные свойства летнего ряда масел определяется по:

- минимальной и максимальной кинематическим вязкостям при 100°С - показатель, определяющий минимальную и максимальную вязкость моторного масла при прогретом двигателе.

- минимальной вязкости при 150°С и скорости сдвига 106 с-1. Градиент скорости сдвига – это отношение скорости движения одной поверхности трения относительно другой к величине зазора между ними, заполненного маслом. С увеличением градиента скорости сдвига снижается вязкость масла, но она снова возрастает, когда скорость сдвига уменьшается.

Ряд всесезонных масел: SAE 0W-20, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W-20, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 10W-60, 15W-30, 15W-40, 15W-50, 15W-60, 20W-30, 20W-40, 20W-50, 20W-60. Обозначение состоит из комбинации зимнего и летнего ряда, разделенных тире. Всесезонные масла должны удовлетворять одновременно критериям и зимнего, и летнего масла. Чем меньше цифра, стоящая перед буквой W, тем меньше вязкость масла при низкой температуре, легче холодный пуск двигателя стартером и лучше прокачиваемость масла по смазочной системе. Чем больше цифра, стоящая после буквы W, тем больше вязкость масла при высокой температуре и надежнее смазывание двигателя при жаркой погоде.

Таким образом, класс SAE сообщает потребителю диапазон температуры  окружающей среды, в котором масло  обеспечит:

- проворачивание двигателя стартером (для зимних и всесезонных масел)

- прокачивание масла масляным насосом по смазочной системе двигателя под давлением при холодном пуске в режиме, не допускающем сухого трения в узлах трения (для зимних и всесезонных масел)

надежное смазывание летом при длительной работе в  максимальном скоростном и нагрузочном  режиме (для летних и всесезонных масел).

3.2 Классификация моторных масел по назначению и уровням эксплуатационных свойств ACEA

Ассоциация европейских  производителей автомобилей (Association des Constracteuis Europeen des Automobiles) с 1 января 1996 года ввела свою классификацию моторных масел, которая с тех пор неоднократно обновлялась. В работе приведена классификация, введенная с 22 декабря 2008 года.

Требования европейских  стандартов к качеству моторных масел  являются более строгими, чем американских, т.к. в Европе условия эксплуатации и конструкция двигателей отличаются от американских:

- более высокой степенью  форсирования и максимальными  оборотами;

- меньшей массой двигателей;

- большей удельной  мощностью;

- большими допустимыми  скоростями передвижения;

- более тяжелыми городскими режимами.

Ввиду этих особенностей испытания моторных масел проводятся на европейских двигателях и по методикам, отличающимся от американских.

Классификация ACEA разделяет  моторные масла на 3 класса:

- A/B — для бензиновых двигателей и дизелей легковых автомобилей и легких грузовиков. Делятся на следующие подклассы:

1) A1/B1 - Предназначены для бензиновых двигателей и легковых дизелей, которые разработаны для использования масел с увеличенными интервалами замены.

2) A3/B3 - Предназначены для высокопроизводительных бензиновых двигателей и легковых дизелей, разработанных для применения и/или с увеличенными интервалами замены масла, и/или для применения в тяжелых условиях эксплуатации, и/или всесезонного применения маловязких масел.

3) A3/B4 - Предназначены для применения в высокопроизводительных бензиновых двигателях и дизелях с непосредственным впрыском топлива. Могут применяться вместо масел класса A3/B3.

4) A5/B5 - Предназначены для высокопроизводительных бензиновых двигателей и легковых дизелей, которые разработаны для использования масел с увеличенными интервалами замены.

- C — совместимые с нейтрализаторами отработавших газов, предназначены для автомобилей, оборудованных сажевыми фильтрами и трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами.  Делятся на следующие подклассы:

1) C1 - Применяются в высокопроизводительных бензиновых двигателях и легковых дизелях, имеют минимальную вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига 2.9 mPa.s.

2) C2 - Применяются в высокопроизводительных бензиновых двигателях и легковых дизелях, имеющт минимальную вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига 2.9 mPa.s. Эти масла продлевают срок эксплуатации сажевых фильтров и каталитических нейтрализаторов и способствуют экономии топлива.

3) C3 - Применяются в высокопроизводительных бензиновых двигателях и легковых дизелях, имеют минимальную вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига 3.5 mPa.s. Эти масла также продлевают срок эксплуатации сажевых фильтров и каталитических нейтрализаторов.

4) C4 - Применяются в высокопроизводительных бензиновых двигателях и легковых дизелях, имеют минимальную вязкость при высоких температурах и высоких скоростях сдвига 3.5mPa.s. Эти масла продлевают срок эксплуатации сажевых фильтров и каталитических нейтрализаторов и способствуют экономии топлива.

- E - для мощных дизелей грузовых автомобилей. Это масла, обеспечивающие высокую чистоту поршней, защиту от износа, имеющие высокую стойкость от загрязнения сажей и стабильные свойства на протяжении всего периода эксплуатации. Рекомендованы для современных дизельных двигателей, отвечающих требованиям Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4 и Евро-5 и работающих в тяжелых условиях с удлиненными интервалами замены. Делятся на следующие подклассы:

1) E4 - Могут применяться только в двигателях без сажевого фильтра, и в некоторых двигателях с системами рециркуляции выхлопных газов и снижения выбросов оксидов азота.

2) E6 - Могут применяться в двигателях с системой рециркуляции выхлопных газов, с или без сажевого фильтра, и для двигателей с системами снижения выбросов оксидов азота.

3) E7 - Масла, эффективно обеспечивающие чистоту поршней и защиту от лаковых отложений. Рекомендованы для применения в двигателях без сажевых фильтров и для большинства двигателей, оснащенных системами рециркуляции выхлопных газов и снижения выбросов оксидов азота.

4) E9 - Масла, эффективно обеспечивающие чистоту поршней и защиту от лаковых отложений. Могут применяться в двигателях с или без сажевых фильтров и в большинстве двигателей, оснащенных системами рециркуляции выхлопных газов и снижения выбросов оксидов азота.

3.3 Классификация моторных масел по вязкости, назначению и уровням эксплуатационных свойств ГОСТ

Таблица 1 - Группы моторных масел по вязкости и их примерное соответствие классификации SAE:

Таблица 2 - Группы моторных масел по назначению и эксплуатационным свойствам