Нитрование масла для двигателей на природном газе остается основной проблемой для операторов. Почему? Потому что оно может создать серьезные проблемы для современных двигателей, включая:

• уменьшение срока службы фильтров;
• образование шлама и нагара;
• залипание поршневых колец.

Хотя эта проблема в основном характерна для малооборотных (менее 700–800 об/мин) 4-тактных стехиометрических двигателей и двигателей, работающих на обедненных топливных смесях, которые испытывают различные нагрузки, нитрование может также возникать в высокооборотных двигателях.

Знать причины нитрования и способы борьбы с этой проблемой очень важно для обеспечения надежной и производительной работы, включая возможность эффективного увеличения интервалов замены.

Нитрование смазочного материала происходит, когда в камере сгорания имеется достаточный уровень температуры, давления и кислорода для разложения стабильной формы N₂ атмосферного азота на отдельные атомы. Такие реактивные атомы могут вступать в соединение со свободным кислородом, образуя оксиды азота NO_x (т. е. NO и NO₂).

Из этих оксидов могут образовываться два вида азотных соединений:

• Органические нитраты на стенках цилиндров, гребнях поршня и внутри колец и клапанов
• Нитросоединения в масляных насосах, смазочных каналах, маслоохладителях и т. д.

Органические нитраты обычно приводят к нитрованию в маслах двигателей на природном газе.

После образования нитраты проникают в картер двигателя через поршневые кольца. Хотя нитраты изначально являются растворимыми в моторном масле, при избыточном количестве они выпадают из смазочного материала и образуют вредный нагар и отложения на рычаге и клапане двигателя в сборе. Эти отложения могут также привести к залипанию поршневых колец и засорению масляных фильтров.

На повышение нитрования влияет ряд факторов. Самые значительные из них представлены ниже.

• Удаление отработанных газов из камеры сгорания. Этот процесс поддерживается турбокомпрессорами, что уменьшает возможность взаимодействия соединения NO_x и моторного масла. Вентиляция картера имеет тот же эффект.


• Низкая температура стенок цилиндров способствует нитрованию, поскольку органические нитраты разлагаются на стенках цилиндра при температуре выше 150 °C (300 °F).


• Просачивание газов увеличивает объем газов сгорания, попадающих в картер и взаимодействующих с маслом, поэтому для двигателей с высокой степенью риска требуется хорошая герметизация поршневых колец.


• Низкая температура поддона картера менее 80 °C (165 °F) увеличивает возможность возникновения нитрования. Это совсем не похоже на окисление моторного масла, возможность возникновения которого увеличивается при температуре выше 90 °C (190 °F). Как правило, скорость окисления масла возрастает в два раза на каждые 18 °C (64 °F) при температуре выше 70 °C (158 °F).


• Тип базового масла, используемого в составе масла газового двигателя, оказывает большое влияние на склонность масла к нитрованию. Высококачественные масла групп II/II+ и IV (синтетические на основе ПАО) меньше подвержены нитрованию из-за насыщенности углеводородами, что делает их менее химически активными.


• Соотношение компонентов топливо-воздушной смеси. Наиболее высокая скорость нитрования обеспечивается при уровне кислорода в выхлопном газе 0,5–4,5 %, при этом скорость нитрования достигает максимума при превышении уровня кислорода значения 3–4 %. Следовательно, измерение соотношения компонентов топливо-воздушной смеси имеет очень большое значение для определения скорости нитрования.


• Температура воздуха и нагрузки. Накопленные знания и полевые испытания Petro-Canada показали, что нитрование также усиливается при повышении температуры окружающего воздуха и нагрузок на двигатель в стехиометрических двигателях различного типа по причине некоторых перечисленных выше факторов.

Первый шаг — устранение причин нитрования. Однако регулярный мониторинг тоже имеет большое значение. Сюда относятся:

• регулярный визуальный осмотр на предмет образования отложений на коромысле и клапане в сборе;
• тщательный мониторинг повышенного расхода топлива и засорения фильтров.

Операторы также должны рассмотреть возможности мониторинга нитрования моторного масла с помощью таких известных методов, как спектрометрическое сканирование преобразования Фурье в инфракрасной области (FTIR). Лаборатории анализа масла определяют наличие нитрования путем сравнения пробы отработанного масла с эталонным спектром такого масла в свежем состоянии.

Безусловно, выбор правильного продукта для конкретной области применения также важен.

Состав моторных масел Petro-Canada Lubricants SENTRON™ обеспечивает отличную устойчивость к нитрованию за счет высококачественных базовых масел чистотой 99,9 %.

Кроме того, масла SENTRON LD 8000 и SENTRON 590 премиум-класса для газовых двигателей с отобранными присадками имеют повышенную устойчивость к нитрованию, что сокращает время простоев и повышает производительность двигателя.