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壓縮機(jī)換油學(xué)問(wèn)這么大?

  【壓縮機(jī)網(wǎng)】潤(rùn)滑油壽命主要取決壓縮機(jī)使用環(huán)境,空氣中的水分和含塵是關(guān)鍵因素,油濾器的過(guò)濾精度一般不小于15微米,就是說(shuō)小于15微米的灰塵是會(huì)伴隨潤(rùn)滑油循環(huán)的 ,當(dāng)15微米以下塵埃濃度過(guò)大時(shí)必須換油。壓縮空氣中的水分導(dǎo)致潤(rùn)滑油乳化,失去潤(rùn)滑效果。水分造成的金屬銹蝕,大量小于15微米的銹蝕物也伴隨潤(rùn)滑油循環(huán)。換油如同腎病患者的透析,是保持壓縮機(jī)壽命的重要手段,使用更換周期短的潤(rùn)滑油更有利于機(jī)器壽命。

  1 壓縮機(jī)換油的必要性

  壓縮機(jī)油在使用過(guò)程中,受到加熱、氧化、高速剪切、灰塵污染和有害氣體的作用。氧氣和潤(rùn)滑油中的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行反應(yīng),使油慢慢氧化、顏色變黑、黏度上升,最后可能嚴(yán)重到氧化物不能溶解于油中,而是以棕色黏液層沉積在系統(tǒng)某處,極易堵塞元件中的控制油道,使?jié)L珠軸承、芯等摩損加劇,影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。氧化還會(huì)產(chǎn)生腐蝕及酸化。氧化過(guò)程開(kāi)始是慢慢地進(jìn)行的,累積的沉淀物和酸值增多,粘度增加,到一定程度時(shí),就應(yīng)該換油了。否則,氧化繼續(xù)進(jìn)行,氧化速度逐漸加快,黏度會(huì)跟著上升,結(jié)果導(dǎo)致工作油溫升高。隨著氧化的持續(xù)強(qiáng)化,壓縮機(jī)油的粘度會(huì)出現(xiàn)明顯升高的趨勢(shì)。當(dāng)氧化的速率從線性轉(zhuǎn)到次方曲線后,粘度上升更快,可能就要出現(xiàn)人們不愿意看到的結(jié)果。

  2 壓縮機(jī)油的溫度

  在常溫常壓下,潤(rùn)滑油的氧化過(guò)程非常緩慢,所以在儲(chǔ)運(yùn)中,潤(rùn)滑油不易氧化變質(zhì)。但是當(dāng)潤(rùn)滑油的溫度或氧氣壓力提高時(shí),潤(rùn)滑油氧化速度迅速增加。

  活塞壓縮機(jī)的循環(huán)潤(rùn)滑油和離心壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油溫度與被壓縮氣體的溫度關(guān)系不大,而噴油螺桿壓縮機(jī)則不同,其壓縮機(jī)油溫度在壓縮機(jī)的排氣溫度和潤(rùn)滑油冷卻后溫度之間變化著。在大部分時(shí)間,壓縮機(jī)油的溫度等于和接近于主機(jī)排氣溫度。噴油螺桿壓縮機(jī)油的壽命受到熱氧化的作用要強(qiáng)烈得多。

  3 壓縮機(jī)油的真實(shí)壽命

  螺桿空壓機(jī)油的使用壽命應(yīng)是正常工況下的最低使用壽命,準(zhǔn)確測(cè)定潤(rùn)滑油的使用周期是很難的,各個(gè)廠家規(guī)定的也不一樣,一般的規(guī)定是:Ⅰ類礦物油為2000小時(shí),Ⅱ類礦物油可到4000(后來(lái)降低到2000)小時(shí),Ⅲ類礦物油可到6000(后來(lái)降低到4000)小時(shí),PAO可到8000(也有認(rèn)為是6000)小時(shí),多元醇酯可到12000(也有認(rèn)為是8000)小時(shí)。

  壓縮機(jī)油的壽命是潤(rùn)滑油制造商規(guī)定的,用旋轉(zhuǎn)氧彈法測(cè)定的氧化安定性小于50min,低于50min氧化速度就開(kāi)始加快(換油標(biāo)準(zhǔn)一般為60min),則認(rèn)為壓縮機(jī)油的壽命終結(jié)。不同種類的壓縮機(jī)油壽命差異頗大,其氧化安定性取決于基礎(chǔ)油的性質(zhì)和配方。

  好的Ⅲ類油加部分PAO、酯類油的壓縮機(jī)油壽命可達(dá)5000~6000小時(shí)(空壓機(jī)排氣壓力為0.7~0.8 MPa),其酸值達(dá)到2.0mgKOH/g的時(shí)間≥10000小時(shí),旋轉(zhuǎn)氧彈值可達(dá)1500~2000min。請(qǐng)注意這里“壽命可達(dá)5000~6000小時(shí)”和“≥10000小時(shí)”兩個(gè)數(shù)據(jù),看起來(lái)視乎有些矛盾,后面將會(huì)進(jìn)一步討論。

  3.1 壓縮機(jī)油種類

  現(xiàn)在壓縮機(jī)油的名堂更多,僅壓縮機(jī)油的基礎(chǔ)油就有:礦物油、二次加氫礦物油、加氫異構(gòu)Ⅲ類基礎(chǔ)油、天然氣合成Ⅲ類基礎(chǔ)油、PAO、聚醚、酯類油包括(雙酯和多元醇酯)、硅油等等。

  在售的壓縮機(jī)油有普通壓縮機(jī)油(以礦物油為基礎(chǔ)油)、合成油和半合成油。其中合成油較為混亂,合成油是通過(guò)化學(xué)合成方法獲得的基礎(chǔ)油,shell把加氫異構(gòu)的Ⅲ類基礎(chǔ)油稱為:XHVI超高粘度指數(shù)的合成油,這種基礎(chǔ)油是礦物油深度精煉加工得到的,更加精彩的是用天然氣合成的GTLⅢ類基礎(chǔ)油。

  至于半合成壓縮機(jī)油就有些混亂,半合成油的出現(xiàn)是針對(duì)單純礦物油脂難以滿足壓縮機(jī)的工況條件,通過(guò)加入部分特殊結(jié)構(gòu)的合成油有針對(duì)性地提高其某些方面的功能,是一種既保證性能而又盡量減少成本增加的技術(shù)解決方案。半合成油的性能不是合成油與礦物油性能的簡(jiǎn)單平均,選擇合理的半合成油調(diào)配方案有時(shí)可以得到意想不到的性能體現(xiàn)。

  問(wèn)題在于半合成油中,礦物油基礎(chǔ)油的含量是多少?合成油的種類和含量又是多少?由于Ⅲ類基礎(chǔ)油屬于非常規(guī)基礎(chǔ)油,一部分Ⅲ類基礎(chǔ)油是礦物油經(jīng)加氫異構(gòu)形成的,一部分是用天然氣合成的GTLⅢ類基礎(chǔ)油。近幾年,人們把Ⅲ類基礎(chǔ)油與礦物油、其它合成油區(qū)別開(kāi)來(lái),就叫Ⅲ類油,這個(gè)叫法顯得恰如其分,合情合理,內(nèi)涵清楚。

  3.2 壓縮機(jī)油的真實(shí)壽命與壓縮機(jī)關(guān)系很大

  由于潤(rùn)滑油制造商宣傳的結(jié)果,用戶不大了解壓縮機(jī)本身對(duì)壓縮機(jī)油特別是噴油螺桿空壓機(jī)油真實(shí)壽命的影響,真實(shí)情況是:即使是同一種壓縮機(jī)油用在不同的類型、不同參數(shù)、不同壓縮介質(zhì)和不同工況的壓縮機(jī)上,真實(shí)壽命也迥然不同。見(jiàn)下列分析:

  1)若噴油螺桿空壓機(jī)的排氣溫度降低8~10℃的話,壓縮機(jī)油的壽命會(huì)增加一倍左右;

  2)單級(jí)噴油螺桿壓縮機(jī)的排氣壓力從0.3~1.3 MPa,由于排氣溫度和氧氣分壓不同,空壓機(jī)油的氧化速度迥異,排氣壓力為0.3 MPa的低壓空壓機(jī)的潤(rùn)滑油真實(shí)壽命要比排氣壓力為1.3MPa空壓機(jī)增加3~5倍;

  3)氮?dú)鈮嚎s機(jī)的潤(rùn)滑油不受氧氣的作用真實(shí)壽命比同類型空壓機(jī)的增加很多;

  4)壓縮CO2氣的同類螺桿壓縮機(jī)油酸值容易超標(biāo),真實(shí)壽命短;

  5)兩級(jí)壓縮的常壓噴油螺桿空壓機(jī)因?yàn)楦骷?jí)氧氣分壓低,排氣溫度低不僅能效高,而且潤(rùn)滑油真實(shí)壽命比單級(jí)同類型空壓機(jī)增加2倍左右;

  6)壓縮比高的單級(jí)螺桿空壓機(jī)壓縮機(jī)油壽命短;

  7)變頻噴油螺桿空壓機(jī)由于在變頻期間排氣溫度低,壓縮機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油的剪切作用比普通容調(diào)空壓機(jī)輕,潤(rùn)滑油真實(shí)壽命長(zhǎng),變頻時(shí)間和變頻深度不同,潤(rùn)滑油的真實(shí)壽命不同;

  8)有些空壓機(jī)制造商和用戶為了提高能效,加大了風(fēng)冷噴油螺桿空壓機(jī)的風(fēng)扇,降低了螺桿壓縮機(jī)的排氣溫度,這樣不僅降低了電耗,而且延長(zhǎng)了壓縮機(jī)油的使用壽命,達(dá)到一石兩鳥(niǎo)的效果;

  9)離心壓縮機(jī)油和活塞壓縮機(jī)油的真實(shí)壽命比噴油螺桿空壓機(jī)長(zhǎng)得多。

  4 換油標(biāo)準(zhǔn)

  作者在《壓縮機(jī)換油科學(xué)性標(biāo)準(zhǔn)探究》一文中講到:壓縮機(jī)油換油標(biāo)準(zhǔn)的外觀規(guī)定為油泥、沉淀較多,顏色烏黑,乳化應(yīng)考慮換油。

  定量描述應(yīng)為:

  1)色度變化大于3;

  2)運(yùn)動(dòng)粘度(100℃)變化率為20% 3)壓縮機(jī)油換油指標(biāo)的酸值增值以大于100%為限較為合適;

  4)輕負(fù)荷噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油換油標(biāo)準(zhǔn)SH/T 0538關(guān)于正戊烷不溶物,%大于2.0;

  5)輕負(fù)荷噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機(jī)油換油標(biāo)準(zhǔn)SH/T 0538關(guān)于氧化安定性(旋轉(zhuǎn)氧彈),min的規(guī)定值60;

  6)換油標(biāo)準(zhǔn)鐵含量/(μg/g)為200;

  7)換油標(biāo)準(zhǔn)硅含量/(μg/g)規(guī)定為50。

  在這些指標(biāo)中,運(yùn)動(dòng)粘度應(yīng)該是第一位的。壓縮機(jī)油的粘度變化,用戶可以自測(cè)或委托測(cè)試,較大的企業(yè)可能有潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定儀,可以自己測(cè)試;一般的用戶不妨取油樣委托當(dāng)?shù)丶夹g(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)局或有運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定儀的單位進(jìn)行檢測(cè)。

  5 油品選用參考

  一般情況下可選用Ⅲ油,Ⅲ油的以旋轉(zhuǎn)氧彈結(jié)果衡量的抗氧化能力是Ⅱ類基礎(chǔ)油的6~7倍。可想而知其壽命比一般以Ⅱ類基礎(chǔ)油為主的壓縮機(jī)油的壽命要長(zhǎng)得多。

  以Ⅲ油為基礎(chǔ),并有PAO和酯類油組合的,配有超強(qiáng)抗氧劑、減摩劑、抗磨修復(fù)劑等添加劑的超高性能壓縮機(jī)油能勝任90%以上的高能效空壓機(jī)的需求。

  6 換油時(shí)機(jī)

  6.1 固定時(shí)間與簡(jiǎn)單浮動(dòng)時(shí)間

  1)潤(rùn)滑油供應(yīng)商都會(huì)告訴用戶一種壓縮機(jī)油的使用壽命,一部分的用戶就糊里糊涂的按照供應(yīng)商推薦的潤(rùn)滑油壽命,固定換油時(shí)間。

  這里問(wèn)題很多:壓縮機(jī)油供應(yīng)商并未承諾他的壓縮機(jī)油的使用溫度和對(duì)應(yīng)的使用壽命;不同的壓縮機(jī)油由于采用不同的基礎(chǔ)油和添加劑,壽命差別很大。作者在本刊2015第7期《國(guó)內(nèi)超長(zhǎng)壽命壓縮機(jī)油現(xiàn)狀與發(fā)展》一文中做過(guò)闡述,但是由于篇幅的原因,對(duì)此問(wèn)題的探討實(shí)是意猶未盡。

  包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類壓縮機(jī)油的工作溫度在60℃以上時(shí),每增加8~10℃其使用壽命就會(huì)減半,即在90℃工作的壓縮機(jī)油壽命是在80℃工作壽命的50%。

  2)壓縮機(jī)用戶在購(gòu)買壓縮機(jī)油時(shí),應(yīng)該明確所購(gòu)買壓縮機(jī)油的使用溫度和對(duì)應(yīng)的壽命。這樣的話,壓縮機(jī)用戶就可以按照壓縮機(jī)油工作溫度與壽命的關(guān)系,針對(duì)壓縮機(jī)的實(shí)際工作溫度靈活掌握,采用浮動(dòng)的壓縮機(jī)油使用壽命——這樣做是科學(xué)的,既經(jīng)濟(jì),又可靠實(shí)用。

  7 換油方法

  在為壓縮機(jī)換油時(shí),若臟油或乏油清理的不干凈,則新加進(jìn)的壓縮機(jī)油會(huì)受到污染,起到引進(jìn)大量自由基,加速氧化的作用,其結(jié)果是新加進(jìn)的壓縮機(jī)油的壽命會(huì)減少一半。這就等于是把一鍋剛燒好的菜肴盛到有發(fā)餿剩菜的容器中,味道全變了,菜肴變質(zhì)更快了。

  為了取得好的換油效果,下列對(duì)策可供選擇:

  對(duì)策1:認(rèn)真清洗油分、油管路和油冷卻器。換油時(shí),先放干凈乏油,在換油氣分離器元件時(shí),認(rèn)真清洗油氣分離器殼體;視情況確定是否需要吹洗油冷卻器等,清洗后再換油。

  對(duì)策2:用3~5%的清洗劑加到壓縮機(jī)的舊油中,在正常工況下運(yùn)轉(zhuǎn)6~24 小時(shí)后,將系統(tǒng)內(nèi)全部油品排放干凈,更換油過(guò)濾器和油氣精分離器元件后,加入新壓縮機(jī)油開(kāi)機(jī)即可正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如系統(tǒng)由于使用礦物油或品質(zhì)較差油品帶來(lái)的油泥或積炭長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有清洗干凈,則可適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)清洗時(shí)間,一般以2~3 天為宜,對(duì)系統(tǒng)沒(méi)有影響;如期間清洗出大量油泥、積碳或膠質(zhì)懸浮后對(duì)過(guò)濾器造成堵塞,有可能造成系統(tǒng)跳機(jī),屆時(shí)需更換新過(guò)濾器清洗。

  對(duì)策3:放出壓縮機(jī)的乏油,加入5#錠子油,低壓運(yùn)行5~10分鐘后放出(放干凈)后,加入新壓縮機(jī)油。把放出的錠子油妥善保管(宜用5加侖純凈水塑料桶儲(chǔ)存,下次使用時(shí),可除去沉淀物),備下次換油用。不必耽心錠子油的閃點(diǎn)低,粘度低的錠子油流量大,排氣溫度低,而且沖洗速度高,容易沖洗干凈;

  對(duì)策4:放出壓縮機(jī)的乏油,加入5#錠子油,低壓運(yùn)行5~10分鐘后放出(放干凈)后,用壓縮空氣或瓶裝氮?dú)獯涤凸苈罚òㄓ屠鋮s器)和油氣分離器,待吹干凈后,加入新壓縮機(jī)油。

  對(duì)策5:有條件的用戶可聯(lián)系較高水平的專業(yè)潤(rùn)滑油服務(wù)商,委托其代為清洗壓縮機(jī)油路并換油。

  對(duì)策6:加入新油后,加入新油重量0.5%的SL抗磨修復(fù)劑,這不僅可延長(zhǎng)軸承的壽命,而且由于SL抗磨修復(fù)劑含抗氧劑,可使空壓機(jī)油壽命增加一倍左右。

  8 結(jié)論

  1、市場(chǎng)上的壓縮機(jī)油蹊蹺很多,用戶很難選到性價(jià)比高的產(chǎn)品,彌補(bǔ)的辦法是多學(xué)習(xí)多了解,小心上當(dāng),三無(wú)油品和“黑心油”問(wèn)題大、隱患多;

  2、壓縮機(jī)油的壽命主要取決于基礎(chǔ)油和添加劑,不同配方的壓縮機(jī)油壽命差別很大,制造商和壓縮機(jī)用戶應(yīng)認(rèn)真選擇;

  3、壓縮機(jī)油的真實(shí)壽命還與壓縮機(jī)的機(jī)型、配置、工況參數(shù)有關(guān);

  4、壓縮機(jī)油的真實(shí)壽命與換油方法關(guān)系很大,好的換油方法措施可使真實(shí)壽命延長(zhǎng)一倍;

  5、掌握全面的壓縮機(jī)換油技術(shù),細(xì)心操作的話,可使壓縮機(jī)油的使用壽命實(shí)實(shí)在在的相對(duì)延長(zhǎng)5倍左右;

  6、噴油螺桿空壓機(jī)油的真實(shí)壽命有待于設(shè)計(jì)科學(xué)、合理,有效的模擬臺(tái)架試驗(yàn)方法,需經(jīng)試驗(yàn)、分析后,精準(zhǔn)判定。

標(biāo)簽: 壓縮機(jī)學(xué)問(wèn)  

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