Založil som tento topic nakolko sa mi zda potrebný :wink:
Moderné, výkonné a presné palivové systémy vznetových motorov posledných rokov, robia súčasné automobily výkonnejšími, kultivovanejšími, úspornejšími a ohľaduplnejšími k životnému prostrediu. Na druhej strane, zavádzanie čoraz precíznejších systémov manažmentu dávkovania paliva, zvyšuje ich zraniteľnosť v podobe extrémnej citlivosti na znečistenie a kvalitu použitej nafty.
Všeobecne info: Napriek faktu, že palivá opúšťajúce rafinérie sú na vysokej úrovni, do nádrže zákazníka sa nie vždy dostanú v pôvodnej kvalite. Príčinou býva jeho znehodnotenie v distribučnom reťazci na ceste k zákazníkovi. Svoj podiel na tom majú prepravné spoločnosti i prevádzkovatelia samotných čerpacích staníc. Najväčšou hrozbou sú v tomto smere malé súkromné stanice a tzv. „dvorové“ čerpacie stanice. Ich majitelia nie vždy dbajú na dodržiavanie základných požiadaviek odborného prevádzkovania stanice v rozsahu akom im to stanovuje zákon. Výsledkom tak býva mechanicky, chemicky či dokonca biologicky kontaminované palivo „striehnúce“ na svoju obeť- motoristu. Zmierniť negatívne dopady na prevádzku palivovej sústavy po načerpaní kontaminovanej nafty umožňujú chemické prípravky nazývané palivové aditíva. V prípade potreby, umožňujú individuálne prispôsobenie vlastností paliva konkrétnym prevádzkovým podmienkam motora, resp. prevládajúcemu režimu prevádzky automobilu.
Realita:
Vo všeobecnosti možno palivové aditíva pre individuálnu úpravu nafty definovať ako chemické prípravky určené na posilnenie alebo naopak potlačenie niektorej prirodzenej vlastnosti paliva. Cieľom je optimalizovať vlastnosti paliva pre konkrétne prevádzkové podmienky tak, aby bola zabezpečená okamžitá prevádzkyschopnosť vozidla, minimálna poruchovosť a dlhá životnosť prvkov palivovej sústavy motora. Pre tieto účely je na trhu k dispozícii celá rada letných, zimných i celoročných mono- alebo multifunkčných aditív. Medzi najčastejšie upravované parametre nafty formou individuálnej aplikácie zušlachťujúcich chemických prípravkov, patria:
• Zvýšenie cetánového číslaCetánové číslo (ďalej len „CČ“) je bezrozmerné číslo vyjadrujúce mieru reaktivity nafty. Čím je vyššie, tým ľahšie sa nafta vznieti a skráti tak fyzikálnu a chemickú fázu spaľovania nazývanú prieťah vznietenia. Minimálna normou požadovaná úroveň CČ súčasných palív je 51 jednotiek. Palivové aditíva zvyšujú CČ spravidla o ďalšie 2 až 8 jednotiek. Zvýšenie hodnoty CČ vedie k uľahčeniu studených štartov, k miernemu zníženiu spotreby a hlučnosti motora, ale aj k zlepšeniu emisnej bilancie motora. K najčastejšie v súčasnosti využívanou zlúčeninou k tomuto účelu je 2- etylhexylnitrát (2-EHN). Zriedkavejšou alternatívou býva dodecylnitrát.
• Zlepšenie mazacích vlastnostíNa mazanie pohyblivých dielov vysokotlakových palivových systémov vybavených rotačnými vstrekovacími čerpadlami alebo systémami Common rail slúži samotné palivo, teda nafta. Znižovaním obsahu síry z dôvodu ekologizácie nafty až na súčasnú úroveň max. 10 mg/kg, viedlo k radikálnemu zhoršeniu jej mazacích schopností. Výrobcovia sú preto nútení do nafty pridávať mazacie aditíva tak, aby spĺňali požiadavky v tomto smere už zastaralej normy EN 590. Nároky súčasných čerpadiel a vstrekovačov na mazanie totiž už dávno prevyšujú požiadavku uvedenej normy. Ak sa k tomu naviac pridá aj chemická kontaminácia nafty benzínom či vodou s minimálnou mazacou schopnosťou, následkom sú predčasne opotrebované čerpadlá a poškodené vstrekovače. Využívanie palivových aditív v oblasti zlepšovania mazacej schopnosti nafty je preto dnes naozaj namieste.
• Zlepšenie nízkoteplotných vlastností naftyV dôsledku vylúčených častíc parafínu (obrázok vľavo- "lupienok" parafínu) v nafte pri teplotách pod bodom mrazu, dochádza k upchaniu palivového filtra a k prerušeniu dodávky paliva. Hraničná teplota, pri ktorej je ešte nafta schopná prejsť filtrom bez prerušenia dodávky vylučenými časticami parafínu sa nazýva teplota filtrovateľnosti CFPP (Cold Filter Plugging Point). Pre zimnú naftu triedy F norma EN 590 stanovuje CFPP max. -20 °C. V reále však bude táto teplota vyššia o 3 - 4 °C (teda -16 až -17 °C) v dôsledku väčších pasívnych odporov skutočnej palivovej sústavy vznetového motora oproti laboratórne využívanej sústave pri skúške CFPP. Pasívne odpory rastú so stupňom znečistenia palivového filtra motora. Preto je dôležité správne načasovanie výmeny filtra, t.j. najneskôr na začiatok zimy. Znečistený palivový filter dokáže výrazne znížiť teplotu filtrovateľnosti aj nafty s aditívom. Výsledkom je zhasnutie studeného motora krátko po jeho naštartovaní bez možnosti ho opätovne uviesť do chodu pri teplotách už okolo -10 °C. V očiach motoristu potom vzniká falošný dojem nedostatočnej účinnosti použitého aditíva. Moderné multifunkčné prípravky pre úpravy nízkoteplotných vlastností nafty obsahujú zlúčeniny pre zvýšenie cetánového čísla a modifikátory kryštalickej mriežky častíc parafínu WASA (Wax Anti Settling Additive). Ide o látky, ktoré zmenšia častice parafinu natoľko, že aj po vylúčení sa tieto voľne vznášajú v palive a nevytvárajú vrstvu na dne nádrže (obrázok vľavo). Zabráni sa tak nasatiu paliva s vysokou koncentráciou parafínu palivovým čerpadlom a rýchlemu zaneseniu palivového filtra v kritickej fáze studeného štartu.
Pre spoľahlivé fungovanie nízkoteplotných aditív je potrebné dodržať tieto zásady:1) aditívum pridávame v správnom množstve do nádrže tesne pred tankovaním, aby došlo k dokonalému premiešaniu. Teplota nafty nesmie byť nižšia ako 0 °C, resp. pod tzv. teplotou zákalu, kedy sa už začínajú vylučovať prvé častice parafínu! Pridávanie aditíva do nafty s už vylučenými časticami parafínu je bezpredmetné, pretože žiadne aditívum nemá schopnosť častice parafínu rozspustiť! Úlohou prísady je totiž zabrániť vylučovaniu častíc parafínu vo forme veľkých plochých útvarov modifikovaním ich kryštálovej mriežky na mriežku menších rozmerov a nie ich rozpúštať!
2) Po pridaní aditíva do nádrže a dotankovaní je potrebné prejsť ešte zopár kilometrov, aby už homogenizované palivo s aditívom bolo čerpadlom dopravené v dostatočnom množstve aj do zostávajúcej časti nízkotlakového okruhu palivovej sústavy, najmä do priestoru palivového filtra.
3) Niektoré palivové aditíva na úpravu nízkoteplotných vlastností, tuhnú (prestávajú tiecť) už pár stupňov pod bodom mrazu. Tento paradox je spôsobeným vysokou koncentráciou prípravku. Jeho schopnosť znižovať teplotu CFPP sa prejaví až po jeho zriedení samotnou naftou, t.j. až po jeho pridaní do nádrže. K tomu však potrebujete, aby bol prípravok v tekutom stave, preto venujte zvýšenú pozornosť údajom o teplotách skladovateľnosti prísady. Takýto prípravok nenechávajte v aute. Inak do rána stuhne a bude dočasne nepoužiteľný. Po jeho zohriatí do tekutého stavu je opäť použiteľný bez ujmy na jeho kvalite.
• Ochrana pred negatívnymi účinkami vodyVoda v palive zhoršuje odolnosť nafty voči nízkym teplotám a kavitácii, znižuje koróznu pasivitu a súčasne zhoršuje mazacie a spaľovacie vlastnosti. V palive sa vyskytuje vo forme emulzie, t.j. jemne rozptýlených kvapôčok vznášajúcich sa v celom objeme paliva alebo vo voľnej forme. Norma EN 590 pripúšťa jej hodnotu na úrovni max. 200 mg/kg paliva (teda napr. pomer 0,2 l vody na 1220 l nafty s hustotou 820 kg/m3). Do paliva sa voda dostáva kontaminovaním v distribučnom reťazci na jeho ceste k zákazníkovi a kondenzáciou zo vzdušnej vlhkosti na stenách prepravných cisterien, ako aj skladovacích a palivových nádrží, prípadne netesnosťami uzáverou. V extrémnom prípade aj zámernou kontamináciou niektorými prevádzkovateľmi čerpacích staníc či prepravcov s vidinou prilepšenia si nejakým tým eurom navyše.
Na trhu sa vyskytujú v podstate dva druhy aditív s opačným mechanizmom pôsobenia na vodu. Na jednej strane sú to aditíva s obsahom alkoholov s emulgačným účinkom a na opačnej strane prísady s deemulgačným účinkom na báze alkyloxypolyglykolov či arylsufonátov. Prísady s alkoholmi, molekuly vody rozptyľujú rovnomerne v celom objeme nafty vo forme miniatúrnych kvapôčok. Pôvodne číra nafta sa tak javí ako mierne „zakalená”. Hygroskopické vlastnosti alkoholov (tendencia priťahovať molekuly vody) však spôsobujú, že alkoholy pokračujú vo viazaní častíc vody aj zo vzduchu nádrží čím ďalej zvyšujú obsah vody v palive. Okrem toho sú alkoholy známe svojím koróznym účinkom na kovový povrch. Na eliminovanie tohto negatívneho vplyvu sa do aditív musia pridávať aj inhibítory korózie. A aby toho nebolo dosť, tak navyše znižujú cetánové číslo nafty. Preto je tento druh aditív na ústupe. Opakom sú aditíva s deemulgačným účinkom. Ich aplikáciou dôjde k oddeleniu voľnej i jemne dispergovanej vody v palive a jej klesaniu (voda má väčšiu hustotu) do nižšie položených častí palivovej sústavy. Efektívne nasadenie aditív s deemulgačným účinkom je však podmienené využívaním kvalitných palivových filtrou s hydrofóbnym filtračným médiom (filtračný papier napustený hydrofóbnou, t.j. vodoodpudivou chemickou látkou). Deemulgačný účinok aditíva vytvára priaznivé podmienky pre ľahšie odstraňovanie vody z paliva pri kontakte s hydrofóbnou látkou filtra. Väčšie kvapky vody vznikajúce na povrchu filtračného papiera ľahšie stekajú po jeho povrchu do rezervoáru filtra v jeho spodnej časti. Bráni sa tak prieniku vody prítomnej v palive do priestoru vysokocitlivých prvkou palivovej sústavy motora akými sú vysokotlakové čerpadlo, vstrekovače a tlakové ventily.
• Detergentné vlastnostiDetergenty sú spravidla povrchovo aktívne chemické zlúčeniny zmenšujúce riziko zanášania výstrekových otvorov vstrekovacích dýz, ako aj spaľovacieho priestoru motora. Priemer otvorov vstrekovacích dýz osobných automobilov sa pohybuje na úrovni 0,1 mm, t.j. zhruba dvojnásobku priemeru ľudského vlasu! Zníženie priechodnosti, zmena prierezu či dokonca úplné upchatie otvorov má za následok stratu výkonu motora a zvýšenú dymivosť najmä vo fáze akcelerácie. Zmenu prierezu otvoru vstrekovacej dýzy po 250 a 750 hodinách prevádzky dokumentujú obrázky vpravo. Detergenty bránia vzniku tvrdých a kompaktných usadenín v podobe karbónu na ohrozených miestach dýzy a spaľovacieho priestoru modifikovaním jeho štruktúry na menej stabilnú zložku. Vytvárajú tak podmienky pre ľahšie odstránenie usadenín z povrchu dýz a spaľovacieho priestoru prostredníctvom tlaku a prúdenia výfukových plynov. Rovnako dobre sa však uplatňujú aj pri ochrane vnútorného priestoru celej palivovej sústavy pred vznikajúcimi usadeninami v dôsledku prebiehajúcich chemických reakcií v nafte pri zvýšených teplotách alebo jej kontaminácii vodou (na obrázku vľavo unášač odstredivého regulátora čerpadla bez použitia a s použitím aditivovanej nafty). Zároveň zvyšujú hodnotu alkalickej rezervy a zlepšujú vlastnosti nafty z hľadiska ochrany kovových plôch pred koróziou.
Význam používania detergentov v súčasnosti narastá v súvislostí so stupňujúcim sa tlakom EU na zavádzanie tzv. zmesnej nafty s podielom biopaliva do 5%. Pri aplikácii detergentov v zmesných naftách je dôležitá informácia výrobcu aditíva o vhodnosti prípravku pre tento druh paliva. Inak môže paradoxne dôjsť k chemickej reakcii vedúcej k vzniku znehodnocujúcich „zrazením“.
čisté
usadeniny.
• Odolnosť proti peneniuPrítomnosti vzduchu v palive nemožno bežne zabrániť. V menšej či väčšej miere je v nafte vždy rozpustený. Zvyšuje náchylnosť paliva k peneniu pri jej prúdení potrubím, prečerpávaní a tankovaní. Nafta je náchylnejšia k tvorbe bubliniek počas jej nasávania dopravným čerpadlom s tendenciou k zavzdušneniu palivového okruhu. Okrem toho znižuje hustotu a zvyšuje stlačiteľnosť nafty (až 10% pri 200 MPa!) v extrémnych tlakových podmienkach vysokotlakových systémov Common rail vedúcemu ku kavitačnému opotrebeniu (na obrázku poškodený okraj valca výtlačného elementu). Navyše, podobne ako v prípade hydraulických kvapalín, vzduch v palive zhoršuje mazacie vlastnosti. A napokon zvýšené množstvo vzduchu pri zmesných naftách s biologickou zložkou urýchľuje jej destabilizáciu. Preto súčasťou multifunkčných aditív môžu byť aj zlúčeniny minimalizujúce penenie nafty, napríklad na báze polysiloxanov účinných už vo veľmi malých koncentráciach.
• Odolnosť proti biologickej degradácii paliva mikroorganizmamiNadštandardnou schopnosťou niektorých aditív je ochrana paliva pred mikrobiologickou kontamináciou nafty. Takúto biocídnu vlastnosť ponúkajú najmä aditíva určené pre dlhodobú chemickú stabilizáciu paliva. Skutočne opodstatnené využitie tejto vlastnosti je najmä pri dlhodobom skladovaní fosílnej nafty, ako aj bionafty, alebo odstávke vozidla na niekoľko mesiacov či dokonca rokov (napr. veterány v múzeách). Ďalším príkladom sú napr. sezónne poľnohospodárske stroje: obilné kombajny, rezačky a pod. Mimoriadny význam však majú pri záložných diesel-agregátoch slúžiacich pre príležitostné zabezpečenie dodávok elektrickej energie.
Nafta, ako zlúčenina organického pôvodu, je pomerne hodnotným živným substrátom pre nespočetne veľa všadeprítomných mikroorganizmov: baktérií, plesní, húb i kvasiniek. Základnou podmienkou pre rast a množenie sa organizmov je prítomnosť vody v palive. Za postačujúci objem sa považuje hodnota nad 60 – 100 ppm. V súčasnosti platná norma EN 590 predpisuje maximálny obsah vody vo fosílnej nafte na úrovni 200 ppm, teda podstatne vyššej než je vôbec potrebné pre úspešné množenie mikroorganizmov. V prípade bionafty norma EN 14 214 pripúšťa dokonca až 500 ppm vody! Pri optimálnej súhre podmienok (zvýšená teplota, pH faktor, obsah kyslíka, neprítomnosť svetla, dlhodobá nehybnosť paliva atď.) dochádza k rozsiahlemu množeniu organizmov predovšetkým na rozhraní vody a paliva. Voda je pre organizmy dôležitým zdrojom kyslíka. Výsledkom metabolických procesov prítomných mikroorganizmov je vznik organických kyselín, sirovodíka a makromolekulových látok, ktoré pri reakcii s oxidom uhličitým, vytvoria hmotu rôsolovitej konzistencie (akéhosi „slizu“), ktorá doslova zalepí či upchá potrubie, filter, vstrekovacie čerpadlo i vstrekovacie dýzy. Účinok na mechanické diely palivovej sústavy môže byť natoľko dramatický, že spôsobí ich úplné znehybnenie, a to dokonca aj úplne nových, no dlhodobo nepoužívaných strojov či mechanizmov čakajúcich na svojho prvého majiteľa!
Napriek tomu že, prítomnosť mikroorganizmov v palive je možné exaktne stanoviť len testom v laboratórnych podmienkach, praktickou indíciou svedčiacou o pravdepodobnom biologickom kontaminovaní paliva je tvorba kalov a rôsolovitej hmoty v palive, prípadne slizovitej vrstvy (filmu) na stenách potrubia, nádrží, filtroch a pod.
Predmet: ADITÍVA -Nafta 
29/8/2009, 14:22
