«Автомобильная» интерпретация поговорки «Cкупой платит дважды»: желание сэкономить на обслуживании транспортного средства приводит к еще большим тратам. Однако в случае со смазочными материалами современные нефтехимические технологии позволяют автовладельцу, приобретая качественный и недорогой продукт, не опустошать кошелек.
Чаще всего синонимом понятия «качественное масло» считается «синтетическое масло». В свою очередь, термин «синтетическое» в отрасли, производящей смазочные материалы, традиционно означает «полимеризованное базовое масло» — полиальфаолефины (PAO). Первая пригодная для коммерческого использования технология производства PAO была предложена компанией Gulf Oil в 1951 году и усовершенствована Mobil Oil в 1960-х. Первоначально Mobil Oil использовала это новое базовое масло в специальных продуктах, таких как Mobilgrease 28, что позволило решить проблему отказа роликовых подшипников авианосцев в холодных климатических условиях. Но основным востребованным смазочным компонентом PAO стали тогда, когда компания Mobil Oil приступила к реализации своего Mobil 1. За годы, прошедшие со дня внедрения новинки, рынок PAO прошел долгий и тернистый путь в борьбе за медленный и устойчивый рост продаж, отражая нападки на обоснование более высоких, по сравнению со стандартными маслами, затрат. На протяжении последних десяти лет рынок PAO значительно вырос — сначала в Европе, а затем в Северной Америке. Частично такой рост можно объяснить наличием более строгих требований к смазочным веществам, которые действуют в Европе. Тем не менее вопрос стоимости таких продуктов для конечного потребителя по-прежнему актуален.
Также стоит учитывать, что само по себе применение синтетического базового масла не всегда гарантирует высокие свойства. Для обеспечения хорошего качества требуются очень внимательный подбор компонентов и оптимизация их смеси. И по мере того как рос высокодоходный рынок PAO, некоторые производители базовых масел начали использовать минеральное сырье с более высоким коэффициентом вязкости (как правило, побочные продукты от производства парафинов) для получения масел с таким коэффициентом вязкости, который был бы сходен с его значением для PAO. Эти новые продукты заполнили пробел, существовавший между дорогой, но технологичной синтетикой и дешевой «минералкой». В этой связи многие производители смазочных веществ — в первую очередь, в Европе — с 1993 года начали заменять PAO появившимися на рынке базовыми маслами группы II и III по классификации API, которая признала их отдельными категориями благодаря параметрам, выгодно отличавшим РАО от ранее использовавшегося сырья. Это породило дискуссию в отрасли: некоторые производители синтетических базовых масел и смазочных материалов считали, что только полимеризованные базовые масла являются «правильными».
Откуда группы растут?
Найти альтернативу «синтетике» помогли технологии гидроочистки, особенно гидрокрекинг. В 1970-1980 гг. они позволили производить базовые масла группы II, которые обладают исключительными эксплуатационными характеристиками при низких температурах и устойчивостью по сравнению со своими предшественниками из группы I. Если посмотреть на таблицу справа, становится очевидно, что базовые масла группы II содержат значительно меньше примесей (менее 10% ароматических углеводородов, менее 0,03% серы). Они также имеют другой внешний вид: произведенные с использованием современной технологии гидроочистки синтетические масла настолько чистые, что выглядят почти бесцветными. А ведь с точки зрения эксплуатационных характеристик повышение чистоты означает, что базовое масло и присадки в готовом продукте могут иметь увеличенный срок эксплуатации. Точнее, в таком случае масло более инертно и образует меньше побочных продуктов окисления, что повышает вязкость базового масла и уменьшает количество присадок. После 1993 года современные технологии гидроизомеризации, такие как Isodewaxing, начали широко применяться в промышленности. Множество компаний приобрели лицензию, и выпуск «базы» второй группы стал массовым.
Похожая тенденция касается и базовых масел группы III, особенно тех, при производстве которых используется современная гидроизомеризация. Длительное время базовые масла группы III производились в Европе с помощью технологии депарафинизации селективными растворителями, в основном компаниями Shell и BP. Однако некоторые из масел первого поколения группы III не имели таких хороших эксплуатационных параметров, как современные. Поэтому многие старые установки в настоящее время прошли модернизацию, и теперь на них можно производить масла группы III методом изомеризации/депарафинизации.
С точки зрения технологии, «база» группы III производится по схеме, очень схожей с производством современных базовых масел группы II. Более высокий коэффициент вязкости достигается за счет повышения интенсивности эксплуатации установки для гидрокрекинга или перехода на подачу сырья с более высоким коэффициентом вязкости. Базовые масла группы III в настоящее время широко распространены, поскольку они могут производиться в больших количествах большинством компаний, которые в настоящее время производят масла группы II.
Современные базовые масла «третьей» группы обладают свойствами, позволяющими применять их в самых сложных условиях: во многих случаях они соответствуют или превосходят эксплуатационные характеристики традиционных синтетических масел. Например, устойчивость к окислению и термостойкость относятся к числу наиболее существенных преимуществ синтетических материалов. Более высокая устойчивость базового масла означает большую стойкость присадок и увеличенный срок эксплуатации. А это — ключ к производству высококлассных смазочных материалов будущего с более продолжительными периодами смены масла. И в этом масла группы III, как правило, бросают вызов эксплуатационным характеристикам PAO.
Устойчивость современных базовых компонентов группы III легко предсказать из-за имеющегося у них значения коэффициента вязкости, который и является показателем присутствия фракции высокоустойчивых изопарафиновых и насыщенных структур в базовом масле. В отличие от более раннего поколения базовых компонентов группы III, в которых могло содержаться до 5% ароматических углеводородов, современные базовые компоненты группы III после гидрокрекинга и гидроизомеризации проходят жесткое гидрорафинирование. Современная группа III имеет лучшие показатели дополнительной растворимости, смазочную способность и износоустойчивость. Также высокотехнологичная «минералка» может соперничать с полиальфаолефинами по температуре предела текучести. Следовательно, наиболее значительной нишей, в рамках которой маслам группы III трудно выдерживать конкуренцию со стороны PAO, является производство низкотемпературных веществ, таких как арктическая смазка, которая должна иметь исключительно низкую температуру предела текучести.
К слову, в отдельных сферах применения даже смазочные материалы на основе масел группы II могут обеспечить конкурентную устойчивость к окислению по отношению к традиционным синтетическим материалам. Технология производства базовых масел группы II в сочетании со специально разработанными присадками может создать продукт, который соответствует традиционным синтетическим маслам, произведенным из РАО.
Что выбираем?
Современные минеральные базовые масла обеспечивают почти такие же эксплуатационные характеристики для большинства продуктов, как и синтетические на основе полиальфаолефинов (PAO), и могут производиться в значительных объемах. При этом стоимость смазочного материала на их основе гораздо ниже.
Существование общей тенденции глобализации требований к смазочным материалам и спецификаций производителей оборудования создают в настоящее время более широкий спрос на базовые масла группы III. Многие производители стали маркировать смазочные материалы, изготавливаемые с использованием масел группы III, как «синтетические». А в Северной Америке соответствующим правительственным решением стерта грань между «чистокровной» синтетикой и группой III.
В целом, можно говорить о том, что группа III и PAO и дальше будут существовать параллельно. Конечно, определенному проценту продуктов необходима будет именно «синтетика», а новые и усовершенствованные базовые минеральные масла позволят потребителю удовлетворять спрос на более качественные смазочные материалы по доступной цене.
Олег Македонский, главный технолог ОАО «АЗМОЛ»:
— Базовые масла групп II и III, конечно же, используются при производстве смазочных материалов для автомобилей. В большинстве случаев — в рецептурах моторных масел. Ко второй группе относятся обычные нефтяные масла очень высокой степени очистки с содержанием серы менее 0,03%.
Масла третьей группы рассматриваются уже как «полусинтетические» продукты, поскольку в процессе гидрокрекинга нефтяного масла в нем происходят настолько серьезные изменения и превращения молекул углеводородов, что химический состав получаемого продукта радикально отличается о состава исходного нефтяного сырья. Масла гидрокрекинга отличаются более высокой химической и термической стабильностью; они практически не содержат серы. Интересно, что температура застывания таких масел практически не отличается от температуры застывания нефтяного масла такой же вязкости, но при этом гидрокрекинговые масла гораздо более восприимчивы к действию депрессоров (добавок, понижающих температуру застывания), что позволяет получать товарные масла с хорошими низкотемпературными свойствами.
С точки зрения экологической безопасности, масла группы III считаются более безопасными, так как практически не содержат ароматических углеводородов и смол. При выборе той или иной базы основными критериями является достижение заданных технических параметров и эксплуатационных характеристик, соответствие действующим нормам безопасности и экономическая целесообразность.
В качестве компонента базового масла моторные масла «АЗМОЛ Фаворит» и «АЗМОЛ Турбо» класса вязкости SAE 10W-40 содержат масла гидрокрекинга. В производстве пластичных смазок масла второй и третьей группы находят ограниченное применение для изготовления специальных смазок, от которых требуется соответствие особым требованиям, например, для пищевой промышленности. Очень низкое содержание или отсутствие циклоароматических углеводородов и смолистых веществ в таких маслах осложняет задачу получения стабильной коллоидной системы «масло — загуститель», способной долго и надежно работать в автомобильном узле трения без замены или пополнения. В подавляющем большинстве случаев для обычных условий повседневной эксплуатации автотракторной техники пластичные смазки, полученные на обычных нефтяных маслах первой группы, остаются оптимальным решением как с технической, так и с экономической точки зрения.
Игорь Богданов, главный технический специалист Shell East Europe Company Limited:
— Сегодня требования производителей двигателей к моторным маслам — это, прежде всего, обеспечение экологичности и экономичности автомобиля. Экологичность достигается благодаря:
1) совместимости с устройствами очистки выхлопных газов — более чистый выхлоп;
2) сокращению расхода топлива — меньше продуктов сгорания;
3) продлению сроков замены масла (меньше «отработки»).
Очевидно, что второй и третий элементы связаны также с экономичностью эксплуатации автомобиля. Современные технологии производства масел позволяют достичь этого, причем одним из основных элементов является использование базовых масел II и III групп, полученных с помощью нетрадиционной технологии (гидрогенизационных процессов).
Благодаря более высокому индексу вязкости такие масла при меньшей вязкости (что благоприятно для снижения расхода топлива) позволяют обеспечить стабильное смазывание, повысить стабильность свойств (что способствует продлению сроков замены). Этой же цели служит повышенная окислительная стабильность базового масла.
Важной для надежной работы системы очистки выхлопных газов является способность масла удерживать повышенное количество сажи — у базовых масел групп II и III эта характеристика выше, чем у обычных.
В сочетании с самыми современными малозольными присадками эти свойства позволяют производить моторные масла для двигателей Euro 4 и Euro 5. Для выполнения требований экологических стандартов следующих поколений сегодня наиболее перспективными представляются базовые масла, полученные по технологии GTL (gas-to-liquid).
Подготовил Виктор Кондратенко, autoExpert №7’2008