Синтетические рабочие жидкости в гидравлике   

   Рабочие жидкости на нефтяной основе не могут обеспечить весь диапазон требований, которые предъявляет к гидроприводам практика. Для гидроприводов, работающих в условиях, отличающихся от нормальных (t_раб > 100⁰C, повышенные требования к пожаробезопасности, чрезмерно низкие температуры окружающей среды и т.п.), или от которых требуется повышенная стабильность характеристик, применяются синтетические рабочие жидкости.

   Обладая повышенными отдельными свойствами, синтетические рабочие жидкости имеют некоторые  недостатки, припятствующие их широкому  применению. Это в первую очередь высокая стоимость и ограниченность сырьевых ресурсов, используемых для изготовления синтетических жидкостей. Кроме того, ряд таких жидкостей плохо совместимы с основными материалами гидроприводов, токсичны и имеют худшие, по сравнеию с минеральными маслами, показатели по отдельным свойствам.

   Существует множество типов синтетических жидкостей, из которых в гидроприводах нашли применение следующие: диэфиры, силоксаны, фосфаты, водосодержащие жидкости, фтор- и хлорорганические рабочие жидкости.

   Все типы органических жидкостей обладают по сравнению с минеральными  маслами повышенными противопожарными  свойствами. Наиболее лучшими в этом отношении являются фторорганические жидкости, которые отличаются полной негорючестью. Кроме того, они исключительно химически инертны и термически стабильны. Водосодержащие жидкости не воспламеняются при распылении на пламя или на поверхность, нагретую до температуры 700⁰С. Остальные жидкости имеют повышенную огнестойкость по сравнению с нефтяными маслами, но являются горючими и могут воспламенятся при попадании на огонь или раскаленные предметы.

   Рассмотрим характеристики синтетичесих  рабочих жидкостей.

   Диэфиры — жидкости на основе сложных эфиров, являющихся продуктами реакции двухосновных кислот (адипиновой, себациновой и др.) с первичными или многоатомными спиртами (например, с пентаэритритом).  Диэфиры представляют собой маслянистые жидкости с хорошей смазывающей способностью, удовлетворительной вязкостно-температурной характеристикой, малой испаряемостью и высокой температурой вспышки. Диэфиры недостаточно устойчивы к окислению,  поэтому в них вводят антиокислительную и противоизносную присадку.

   В среде диэфиров плохо работают ракава и уплотнения из нитритных каучуков, электроизоляционные материалы, металлы, содержащие свинец, кадмиевые и цинковые покрытия. Диэфиры совместимы с силоксанами, поэтому в последние вводят диэфиры для улучшения смазочных свойств.

   Рабочая температура диэфиров ограничена 200⁰С, так как при температуре 230 — 260⁰С они начинают разлагаться.

   Диэфиры используются в гидроприводах турбовинтовых двигателей.

   Силоксаны и полисилоксаны — жидкости на основе кремний-органических полимеров.  Они имеют наиболее пологую из всех рабочих жидкостей вязкостно-температурную  характеристику, т.е. ее вязкость мало зависит от температуры. Вязкость полисилоксанов увеличивается с увеличением молеулярной массы полимера, что позволило создать широкий ряд базовых силоксановых жидкостей с последовательно увеличивющейся вязкостью. Диапазон вязкостей силоксанов от 10 до 3000 сСт при  25⁰С.  Силоксаны характеризуются большой сжимаемостью и стойкостью к окислению. Они обладают наименьшим поверхносным натяжением из всех известных рабочих жидкостей. Силоксаны выдерживают температуру до 190⁰С,  однако уже при 200⁰С  начинают разлагаться с образованием окиси кремния (кремнезема), который является хорошим абразивом, поэтому рабочая температура не превышает 175⁰С. Смазывающая способность силоксанов неудовлетворительная (особенно для стали), поэтому их применяют для рабочих жидкостей гидроприводов только в смеси диэфирами или минеральными маслами. Температура застывания чистых силоксанов -80…-90⁰С, но в смеси с другими компонентами в рабочих жилкостях она повышается и не бывает  ниже -70⁰С.

   Фосфаты — жидкости на основе сложных эфиров фосфорной кислоты — отличаются повышенной огнестойкостью и хорошей смазывающей способностью. Наиболее термостабильны триарилфосфаты, однако они плохо работают при низких температурах.  По вязкостно-температурным свойствам фосфаты уступают минеральным маслам,  их  вязкость возрастает при низких  температурах. Фосфаты склонны к гидролизу, поэтому их нельзя применять в системах, где возможно попадание воды. Многие фосфаты токсичны.

   Применяют фосфаты в гидроприводах тепловых электростанций (в том числе и атомных) и металлургического оборудования, а также на летательных аппаратах.

   Водосодержащие (водно-гликолевые и водно-глицериновые) жидкости представляют собой класс огнестойкихтрабочих жидкостей, пожаробезопасность которых обеспечивается присутствием в них воды. Основными компонентами водногликолевых жидкостей являются гликоль (обычно, этиленгликоль) — 50-60% и вода -35-45%. В состав рабочих жидкостей также входят водорастворимый загуститель и другие присадки.