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壓縮機(jī)組潤(rùn)滑油漆膜產(chǎn)生原因與控制

  【壓縮機(jī)網(wǎng)壓縮機(jī)潤(rùn)滑油常用的有4000小時(shí)和8000小時(shí),根據(jù)壓縮機(jī)使用周期和加入的潤(rùn)滑油種類(lèi),壓縮機(jī)定期保養(yǎng)維護(hù)時(shí)更換潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑油常見(jiàn)的問(wèn)題是積碳和乳化,而當(dāng)潤(rùn)滑油中的膠質(zhì)物與油泥開(kāi)始生成時(shí),由于檢修周期和換油周期同步,可以全部更換掉潤(rùn)滑油,因此很少發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油漆膜帶來(lái)的設(shè)備管路堵塞、磨損和腐蝕問(wèn)題。盡管潤(rùn)滑油系統(tǒng)含有油濾幫助油路凈化,但是潤(rùn)滑油自身氧化和熱分解的漆膜油泥產(chǎn)物,具有靜電極性和亞微米級(jí)顆粒特征,難以用普通油濾芯和濾油機(jī)凈化解決。

  壓縮機(jī)長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行,會(huì)導(dǎo)致機(jī)組徑向瓦和推力瓦表面產(chǎn)生大量潤(rùn)滑油漆膜,引起軸瓦溫度升高,嚴(yán)重時(shí)引起機(jī)組的非計(jì)劃停車(chē),造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這種由于軸瓦產(chǎn)生的漆膜問(wèn)題日益嚴(yán)重,基于安全環(huán)保的責(zé)任與壓力,對(duì)壓縮機(jī)潤(rùn)滑油管理水平提出了更高要求,需要積極尋求系統(tǒng)解決方案。

  一、壓縮機(jī)漆膜產(chǎn)生的原因與危害

  潤(rùn)滑油漆膜是一種高分子化合物,是潤(rùn)滑油緩慢氧化的副產(chǎn)品,遇到高溫會(huì)加速形成更多的膠質(zhì)物漆膜。隨著壓縮機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行,潤(rùn)滑油的抗氧化劑逐步降解析出,加速了潤(rùn)滑油的氧化。漆膜屬于亞微米級(jí)微粒,又稱(chēng)清漆狀物質(zhì)、彈性氧化物、漆皮等,是一種膜狀沉淀物,可能呈橙色、褐色或黑色等,傳統(tǒng)的微粒檢測(cè)設(shè)備無(wú)法檢測(cè)到。以一種高分子聚合物質(zhì)存在于油中,傳統(tǒng)的機(jī)械過(guò)濾方式很難將其去除,而在壓縮機(jī)組軸瓦表面沉積則更為普遍。

  1.壓縮機(jī)漆膜產(chǎn)生的原因

  潤(rùn)滑油的氧化和熱降解是漆膜產(chǎn)生的主要原因,新油運(yùn)行后,隨著氧化和添加劑的耗解,逐步開(kāi)始產(chǎn)生漆膜。基礎(chǔ)油或者合成油的透平油都會(huì)出現(xiàn)漆膜現(xiàn)象。

 ?。?)氧化降解

  醛類(lèi)和酮類(lèi)等初級(jí)氧化產(chǎn)物,通過(guò)進(jìn)一步的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)生成高分子聚合物,聚合物不斷發(fā)展,超過(guò)油液承載能力,逐漸從油液中“脫離”,沉積在軸瓦表面成為漆膜。漆膜形成的早期一般呈軟質(zhì)的深黃色膠狀外觀,隨著時(shí)間推移和熱循環(huán)而逐漸變硬,緊密黏著在金屬表面,顏色也逐漸變成深紅或深黑色。

  漆膜產(chǎn)生的第一個(gè)階段是潤(rùn)滑劑的變化,產(chǎn)生的多種原因包括氧化、污染物、化學(xué)污染、微觀自燃、靜電放電等,油色會(huì)變暗,伴隨難聞的氣味。

  第二階段有可溶解雜質(zhì)產(chǎn)生,反應(yīng)產(chǎn)物在正常操作溫度可以溶解,具有極性并開(kāi)始聚團(tuán),物理性質(zhì)無(wú)變化,顏色變化及變深的更嚴(yán)重,酸值升高。

  第三階段有不可溶懸浮物產(chǎn)生,最終高分子反應(yīng)產(chǎn)物超出原有的溶解度,鹽度上升,可明顯看見(jiàn)沉積物和油泥。

  第四階段有沉積物(膠狀物和漆膜形成),不溶物有極性引力,并開(kāi)始向機(jī)器內(nèi)壁沉積。首先表面發(fā)現(xiàn)金色印記,累積為黑色的暗色軟膠。隨著時(shí)間發(fā)展,老的膠層形成漆膜,這時(shí)鹽度繼續(xù)上升,明顯可見(jiàn)沉積物和油泥。

  (2)添加劑的耗解

  潤(rùn)滑油抗氧化劑、清凈劑、分散劑、抗泡劑等添加劑,隨著溫度、氧化、壓力、水分等影響,會(huì)逐步耗解析出。作為亞微米級(jí)顆粒物的添加劑解析出過(guò)程中,如果沒(méi)有凈化去除手段,則會(huì)沉積在軸瓦、管路、油箱表面,造成軸瓦溫度過(guò)高,過(guò)油管路直徑變小,影響壓縮機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)的穩(wěn)定。

 ?。?)空氣釋放和泡沫

  潤(rùn)滑油系統(tǒng)的管路、油箱等部位進(jìn)入空氣是隨時(shí)存在的。由于潤(rùn)滑油的快速流動(dòng),進(jìn)入的空氣難以釋放干凈,會(huì)在軸瓦的摩擦部位、管路的紊流區(qū)域形成擠爆,也就是微燃燒效應(yīng),溫度瞬間從1100℃達(dá)到3000℃以上,形成局部燃燒,產(chǎn)生大量膠質(zhì)物。

 ?。?)溫度

  潤(rùn)滑油高溫以及溫度的冷熱變化會(huì)加速油泥膠質(zhì)物的形成。

 ?。?)工藝氣體進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)

  工藝氣體的進(jìn)入對(duì)壓縮機(jī)潤(rùn)滑油有一定的腐蝕,并加速氧化,加劇漆膜膠質(zhì)物的產(chǎn)生。例如經(jīng)常出現(xiàn)漆膜問(wèn)題的氨氣壓縮機(jī),隨著氨氣進(jìn)入而加速潤(rùn)滑油的氧化。

 ?。?)軸瓦間隙

  軸瓦間隙偏小將引起軸瓦溫升提高,造成漆膜的大量產(chǎn)生,這種現(xiàn)象在檢修安裝時(shí)比較常見(jiàn)。

  2.漆膜的危害

  在徑向瓦和推力瓦上會(huì)沉積潤(rùn)滑油中的油泥和漆膜,這些油泥和漆膜附著在控制系統(tǒng)元件上,也會(huì)附著在潤(rùn)滑油系統(tǒng)的各個(gè)部件以及濾油器上,其造成的影響如下:

 ?。?)減小了摩擦副間隙,造成軸瓦溫度升高,影響潤(rùn)滑和散熱效果。

 ?。?)造成壓縮機(jī)調(diào)速系統(tǒng)電液轉(zhuǎn)換器、錯(cuò)油門(mén)等控制器部件芯卡塞,運(yùn)動(dòng)靈敏度下降,致使調(diào)速系統(tǒng)失控。

 ?。?)軸瓦由于漆膜硬度顆粒的附著造成磨損現(xiàn)象。

 ?。?)潤(rùn)滑油系統(tǒng)在線主油管路過(guò)濾器壓差升高,冷卻器冷卻效果下降,油溫升高。

 ?。?)影響潤(rùn)滑油的使用壽命。

  二、軸瓦漆膜形成前的控制方法

  軸瓦漆膜在形成前的控制是壓縮機(jī)潤(rùn)滑管理工作的核心,也是主動(dòng)性維護(hù)的重要內(nèi)容。同時(shí)需要加強(qiáng)壓縮機(jī)專(zhuān)業(yè)人員的潤(rùn)滑培訓(xùn)和學(xué)習(xí),成為可靠的壓縮機(jī)設(shè)備潤(rùn)滑管理人才是設(shè)備潤(rùn)滑工作的基礎(chǔ)。

  (1)選油。盡量選用大品牌潤(rùn)滑油,其基礎(chǔ)油和添加劑的加工配方穩(wěn)定,具有良好的抗氧化性、安定性、抗泡性和空氣釋放性,可有效防止漆膜的大量形成。

 ?。?)做好軸瓦溫度和振動(dòng)監(jiān)測(cè),嚴(yán)格按要求提升負(fù)荷,避免瓦溫升高以及軸瓦振動(dòng)。

 ?。?)制定嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)流程,關(guān)鍵指標(biāo)的檢測(cè)分析,設(shè)定目標(biāo)值和檢測(cè)周期。

  (4)檢修前做好油箱和管路的清洗。

 ?。?)安裝除漆膜凈油機(jī)是最有效的解決辦法,可以伴隨機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)隨時(shí)在線對(duì)產(chǎn)生的漆膜進(jìn)行收集和過(guò)濾。

  (6)啟動(dòng)前至少提前3天開(kāi)啟除漆膜設(shè)備,除漆膜凈油機(jī)功率小,可以安全可靠地對(duì)油系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)凈化。

  1.除懸浮態(tài)漆膜的技術(shù)原理

 ?。?)靜電吸附原理和特點(diǎn)。靜電吸附是將潤(rùn)滑油中的微粒全部加載一種電荷,然后在濾芯的一端通過(guò)正負(fù)電荷相吸原理制成相反的濾清板或?yàn)V芯,從而捕捉微粒污染物的方法。由于靜電除懸浮態(tài)漆膜技術(shù)對(duì)水的敏感性更強(qiáng),流速也相對(duì)較小,因此限制了它的實(shí)際應(yīng)用。

 ?。?)平衡電荷集聚技術(shù)原理和特點(diǎn)。平衡電荷集聚技術(shù)是靜電吸附的升級(jí),是先進(jìn)的凈化技術(shù)之一。平衡電荷凈化工藝原理是通過(guò)高壓控制器、特殊研發(fā)設(shè)計(jì)的收集濾芯,在PLC控制下,先將釋放的正負(fù)電荷加載在微粒上,互相吸引集聚變大,再利用收集濾芯攔截,從而達(dá)到去除亞微米微粒的目的。平衡電荷凈化主動(dòng)清除潤(rùn)滑油系統(tǒng)軸瓦和管路、油箱等表面粘附的油泥和膠質(zhì)物的同時(shí),可過(guò)濾掉0.1μm的亞微米級(jí)顆粒污染物。大流量和良好含水適應(yīng)性,可以在大油箱上有更多的應(yīng)用。

 ?。?)采用木質(zhì)纖維和壓縮纖維素技術(shù),將不溶的漆膜油泥吸附攔截。

  2.除溶解態(tài)漆膜的技術(shù)原理

  采用干性離子交換樹(shù)脂技術(shù),主要就是吸附部分油泥以及溶解態(tài)的漆膜,加速設(shè)備機(jī)組面臨緊急狀態(tài),如伺服卡澀,軸瓦表面溫度高等的快速應(yīng)對(duì)措施。但同時(shí)需要經(jīng)常檢測(cè)添加劑,使用紅外光譜、線性掃描伏安法、元素分析等。對(duì)于機(jī)組潤(rùn)滑油運(yùn)行狀態(tài)正常后的凈化,可以關(guān)掉干性離子交換樹(shù)脂。

  透平油的添加劑,如抗氧化劑、清凈分散劑、抗泡沫劑等都是潤(rùn)滑油重要的添加劑,直接影響潤(rùn)滑油的使用壽命和效果。目前主要使用的L-TSA32#/46#潤(rùn)滑油。由于基礎(chǔ)油是API-II礦物油,基礎(chǔ)油與添加劑的溶解性較好。從多次的使用案例來(lái)看,干性離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用對(duì)抗泡劑、氧化劑、清凈分散劑均沒(méi)有明顯影響。但對(duì)于進(jìn)口的API-III類(lèi)油的使用要非常慎重,尤其是API-IV類(lèi)PAO合成油和API-V類(lèi)合成油的使用,要加強(qiáng)添加劑損耗的監(jiān)測(cè)和控制。

  3.電荷吸附(電荷集聚)+干性離子交換樹(shù)脂技術(shù)

  組合技術(shù)是目前理想的解決措施,可以對(duì)油系統(tǒng)懸浮態(tài)和溶解態(tài)顆粒物進(jìn)行快速全面凈化處理。應(yīng)用紅外光譜、線性掃描伏安法監(jiān)控抗氧化劑的變化情況。

  三、軸瓦已經(jīng)形成漆膜的控制

  對(duì)于軸瓦已經(jīng)形成的漆膜,通常會(huì)造成軸瓦溫度升高的現(xiàn)象,采取以下措施后瓦溫會(huì)得到控制,但仍需要隨時(shí)做好停機(jī)檢修預(yù)案。

 ?。?)需要置換部分新的原廠家牌號(hào)黏度的潤(rùn)滑油,而且最好是同批次。逐步按20%-30%多次進(jìn)行置換,建議不能一次置換50%以上,避免影響油溫急劇變化。如果有條件可以在白天氣溫高的時(shí)候置換,或者部分加熱,避免過(guò)量的低溫度的新油補(bǔ)進(jìn)。同時(shí)使用除漆膜凈油機(jī)進(jìn)行快速循環(huán)凈化。

  (2)如果工藝和生產(chǎn)條件允許,可以降低負(fù)荷和增大油壓,降低冷卻器油冷溫度。

  (3)10m3以下油箱置換部分新油后,需要開(kāi)啟靜電吸附(或者低流量平衡電荷)+干樹(shù)脂技術(shù)的除漆膜凈油機(jī)24h持續(xù)運(yùn)行。開(kāi)到最大流量,隨時(shí)關(guān)注靜電吸附濾芯是否報(bào)警,以及做好干樹(shù)脂濾芯和收集濾芯的更換。

 ?。?)10m3以上油箱置換部分新油后,需用大流量的平衡電荷集聚技術(shù)+干樹(shù)脂技術(shù)的持續(xù)凈化,由于流速快,濾芯更容易堵塞,需用備好更換的干樹(shù)脂濾芯和收集濾芯,流量需要開(kāi)到最大反復(fù)循環(huán)凈化,遇到報(bào)警及時(shí)更換濾芯。

  (5)溶解性油泥寶的使用。目前國(guó)外品牌推薦的油泥寶,一般是以合成API-V類(lèi)基礎(chǔ)油的可溶解性化學(xué)混合物,不僅可以快速降低潤(rùn)滑油的MPC漆膜指數(shù),而且具有很好的溶解度特性。出色的氧化穩(wěn)定性和沉積物控制特性不會(huì)對(duì)使用中的油的性能造成不利影響(如空氣釋放、泡沫、破乳性等),有良好的相溶性,可以清理系統(tǒng)內(nèi)部,減少沉積物引起的溫度升高。

  油泥寶的使用,屬于瓦溫控制的最后解決辦法。但所有品牌的油泥寶廠家都沒(méi)有給出清晰明確的在線運(yùn)行的方法和主要事項(xiàng)。一般建議在一個(gè)周期結(jié)束前,裝置停機(jī)前20-60d加注油箱體積的10%-15%進(jìn)入機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng),伴隨系統(tǒng)油溫和流速進(jìn)行反復(fù)循環(huán),對(duì)整個(gè)機(jī)組油系統(tǒng)的油泥漆膜、膠質(zhì)物進(jìn)行溶解清洗,同時(shí)使用除漆膜凈油機(jī)進(jìn)行凈化收集。

  四、漆膜的監(jiān)測(cè)和診斷

  漆膜的監(jiān)控可通過(guò)油液監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行有效判斷,使機(jī)組潤(rùn)滑的劣化趨勢(shì)得到及時(shí)糾正,避免惡性事故的發(fā)生,使設(shè)備的預(yù)知性維護(hù)得以實(shí)現(xiàn)。

  近年來(lái),潤(rùn)滑油CMA檢測(cè)室、石化研究院等對(duì)漆膜的監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行了多次的探索和總結(jié)。雖然認(rèn)為MPC是最好的檢測(cè)方法,但是多年的監(jiān)控實(shí)踐發(fā)現(xiàn),在MPC數(shù)值10以下的情況下,軸瓦表面的潤(rùn)滑油漆膜仍不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),需要應(yīng)用多個(gè)檢測(cè)方法進(jìn)行綜合診斷以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)漆膜問(wèn)題。

  本文詳細(xì)分析大型壓縮機(jī)組軸瓦潤(rùn)滑油漆膜產(chǎn)生的原因和危害,提出壓縮機(jī)組軸瓦漆膜形成前后的解決措施,并對(duì)潤(rùn)滑油漆膜的全面檢測(cè)方法和檢測(cè)周期進(jìn)行總結(jié),建議采取積極主動(dòng)的維護(hù)措施,系統(tǒng)解決潤(rùn)滑油漆膜問(wèn)題。

標(biāo)簽: 漆膜潤(rùn)滑油機(jī)組  

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