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二十三.壓縮機換油諸多學問全探究
二十三.壓縮機換油諸多學問全探究

有時侯人們覺得壓縮機換油是小事一樁,其實壓縮機換油并非是小事,較真實全面地了解壓縮機有關換油的學問是有必要的。   作者之前在《壓縮機換油科學性標準探究》一文中對換油標準進行了系統闡述,其實,除了換油標準外,還有諸多有關壓縮機換油的學問,掌握這些換油學問將會獲益匪淺。   1、壓縮機換油的必要性   壓縮機油在使用過程中,受到加熱、氧化、高速剪切、灰塵污染和有害氣體的作用。氧氣和潤滑油中的碳氫化合物進行反應,使油慢慢氧化、顏色變黑、黏度上升,最后可能嚴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某處,極易堵塞元件中的控制油道,使滾珠軸承、閥芯等摩損加劇,影響系統正常運行。氧化還會產生腐蝕及酸化。氧化過程開始是慢慢地進行的,累積的沉淀物和酸值增多,粘度增加,到一定程度時,就應該換油了。否則,氧化繼續進行,氧化速度逐漸加快,黏度會跟著上升,結果導致工作油溫升高。隨著氧化的持續強化,壓縮機油的粘度會出現明顯升高的趨勢。當氧化的速率從線性轉到次方曲線后,粘度上升更快,可能就要出現人們不愿意看到的結果。   2、壓縮機油的溫度   在常溫常壓下,潤滑油的氧化過程非常緩慢,所以在儲運中,潤滑油不易氧化變質。但是當潤滑油的溫度或氧氣壓力提高時,潤滑油氧化速度迅速增加。   活塞壓縮機的循環潤滑油和離心壓縮機的潤滑油溫度與被壓縮氣體的溫度關系不大,而噴油螺桿壓縮機則不同,其壓縮機油溫度在壓縮機的排氣溫度和潤滑油冷卻后溫度之間變化著。在大部分時間,壓縮機油的溫度等于和接近于主機排氣溫度。噴油螺桿壓縮機油的壽命受到熱氧化的作用要強烈得多。   3、壓縮機油的真實壽命   螺桿空壓機油的使用壽命應是正常工況下的最低使用壽命,準確測定潤滑油的使用周期是很難的,各個廠家規定的也不一樣,一般的規定是:Ⅰ類礦物油為2000小時,Ⅱ類礦物油可到4000小時,Ⅲ類礦物油可到6000小時,PAO可到8000小時,多元醇酯可到12000小時。   壓縮機油的壽命是潤滑油制造商規定的,用旋轉氧彈法測定的氧化安定性小于50min,低于50min氧化速度就開始加快,則認為壓縮機油的壽命終結。不同種類的壓縮機油壽命差異頗大,其氧化安定性取決于基礎油的性質和配方。   好的Ⅲ類油加部分PAO、酯類油的壓縮機油壽命可達5000~6000小時,其酸值達到2.0mgKOH/g的時間≥10000小時,旋轉氧彈值可達1500~2000min。請注意這里;壽命可達5000~6000小時和;≥10000小時兩個數據,看起來視乎有些矛盾,后面將會進一步討論。   3.1壓縮機油種類   現在壓縮機油的名堂更多,僅壓縮機油的基礎油就有:礦物油、二次加氫礦物油、加氫異構Ⅲ類基礎油、天然氣合成Ⅲ類基礎油、PAO、聚醚、酯類油包括、硅油等等。   在售的壓縮機油有普通壓縮機油、合成油和半合成油。其中合成油較為混亂,合成油是通過化學合成方法獲得的基礎油,shell把加氫異構的Ⅲ類基礎油稱為:XHVI超高粘度指數的合成油,這種基礎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類基礎油。   至于半合成壓縮機油就有些混亂,半合成油的出現是針對單純礦物油脂難以滿足壓縮機的工況條件,通過加入部分特殊結構的合成油有針對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解決方案。半合成油的性能不是合成油與礦物油性能的簡單平均,選擇合理的半合成油調配方案有時可以得到意想不到的性能體現。   問題在于半合成油中,礦物油基礎油的含量是多少?合成油的種類和含量又是多少?由于Ⅲ類基礎油屬于非常規基礎油,一部分Ⅲ類基礎油是礦物油經加氫異構形成的,一部分是用天然氣合成的GTLⅢ類基礎油。近幾年,人們把Ⅲ類基礎油與礦物油、其它合成油區別開來,就叫Ⅲ類油,這個叫法顯得恰如其分,合情合理,內涵清楚。   3.2壓縮機油的真實壽命與壓縮機關系很大   由于潤滑油制造商宣傳的結果,用戶不大了解壓縮機本身對壓縮機油特別是噴油螺桿空壓機油真實壽命的影響,真實情況是:即使是同一種壓縮機油用在不同的類型、不同參數、不同壓縮介質和不同工況的壓縮機上,真實壽命也迥然不同。見下列分析:   1)若噴油螺桿空壓機的排氣溫度降低8~10℃的話,壓縮機油的壽命會增加一倍左右;   2)單級噴油螺桿壓縮機的排氣壓力從0.3~1.3 MPa,由于排氣溫度和氧氣分壓不同,空壓機油的氧化速度迥異,排氣壓力為0.3 MPa的低壓空壓機的潤滑油真實壽命要比排氣壓力為1.3MPa空壓機增加3~5倍;   3)氮氣壓縮機的潤滑油不受氧氣的作用真實壽命比同類型空壓機的增加很多;   4)壓縮CO2氣的同類螺桿壓縮機油酸值容易超標,真實壽命短;   5)兩級壓縮的常壓噴油螺桿空壓機因為各級氧氣分壓低,排氣溫度低不僅能效高,而且潤滑油真實壽命比單級同類型空壓機增加2倍左右;   6)壓縮比高的單級螺桿空壓機壓縮機油壽命短;   7)變頻噴油螺桿空壓機由于在變頻期間排氣溫度低,壓縮機對潤滑油的剪切作用比普通容調空壓機輕,潤滑油真實壽命長,變頻時間和變頻深度不同,潤滑油的真實壽命不同;   8)有些空壓機制造商和用戶為了提高能效,加大了風冷噴油螺桿空壓機的風扇,降低了螺桿壓縮機的排氣溫度,這樣不僅降低了電耗,而且延長了壓縮機油的使用壽命,達到一石兩鳥的效果;   9)離心壓縮機油和活塞壓縮機油的真實壽命比噴油螺桿空壓機長得多。   4、換油標準   作者在《壓縮機換油科學性標準探究》一文中講到:壓縮機油換油標準的外觀規定為油泥、沉淀較多,顏色烏黑,乳化應考慮換油。   定量描述應為:   1)色度變化大于3;   2)運動粘度變化率為20% 3)壓縮機油換油指標的酸值增值以大于100%為限較為合適;   4)輕負荷噴油回轉式空氣壓縮機油換油標準SH/T 0538關于正戊烷不溶物,%大于2.0;   5)輕負荷噴油回轉式空氣壓縮機油換油標準SH/T 0538關于氧化安定性,min的規定值60;   6)換油標準鐵含量/為200;   7)換油標準硅含量/規定為50。   在這些指標中,運動粘度應該是第一位的。壓縮機油的粘度變化,用戶可以自測或委托測試,較大的企業可能有潤滑油運動粘度測定儀,可以自己測試;一般的用戶不妨取油樣委托當地技術監督檢驗局或有運動粘度測定儀的單位進行檢測。   5、油品選用參考   一般情況下可選用Ⅲ油,Ⅲ油的以旋轉氧彈結果衡量的抗氧化能力是Ⅱ類基礎油的6~7倍。可想而知其壽命比一般以Ⅱ類基礎油為主的壓縮機油的壽命要長得多。   以Ⅲ油為基礎,并有PAO和酯類油組合的,配有超強抗氧劑、減摩劑、抗磨修復劑等添加劑的超高性能壓縮機油能勝任90%以上的高能效空壓機的需求。   6、換油時機   6.1 固定時間與簡單浮動時間   1)潤滑油供應商都會告訴用戶一種壓縮機油的使用壽命,一部分的用戶就糊里糊涂的按照供應商推薦的潤滑油壽命,固定換油時間。   這里問題很多:壓縮機油供應商并未承諾他的壓縮機油的使用溫度和對應的使用壽命;不同的壓縮機油由于采用不同的基礎油和添加劑,壽命差別很大。作者在本刊2015第7期《國內超長壽命壓縮機油現狀與發展》一文中做過闡述,但是由于篇幅的原因,對此問題的探討實是意猶未盡。   包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類壓縮機油的工作溫度在60℃以上時,每增加8~10℃其使用壽命就會減半,即在90℃工作的壓縮機油壽命是在80℃工作壽命的50%。   2)壓縮機用戶在購買壓縮機油時,應該明確所購買壓縮機油的使用溫度和對應的壽命。這樣的話,壓縮機用戶就可以按照壓縮機油工作溫度與壽命的關系,針對壓縮機的實際工作溫度靈活掌握,采用浮動的壓縮機油使用壽命——這樣做是科學的,既經濟,又可靠實用。   7、換油方法   在為壓縮機換油時,若臟油或乏油清理的不干凈,則新加進的壓縮機油會受到污染,起到引進大量自由基,加速氧化的作用,其結果是新加進的壓縮機油的壽命會減少一半。這就等于是把一鍋剛燒好的菜肴盛到有發餿剩菜的容器中,味道全變了,菜肴變質更快了。   為了取得好的換油效果,下列對策可供選擇:   對策1:認真清洗油分、油管路和油冷卻器。換油時,先放干凈乏油,在換油氣分離器元件時,認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。   對策2:用3~5%的清洗劑加到壓縮機的舊油中,在正常工況下運轉6~24 小時后,將系統內全部油品排放干凈,更換油過濾器和油氣精分離器元件后,加入新壓縮機油開機即可正常運轉。如系統由于使用礦物油或品質較差油品帶來的油泥或積炭長時間沒有清洗干凈,則可適當的延長清洗時間,一般以2~3 天為宜,對系統沒有影響;如期間清洗出大量油泥、積碳或膠質懸浮后對過濾器造成堵塞,有可能造成系統跳機,屆時需更換新過濾器清洗。   對策3:放出壓縮機的乏油,加入5#錠子油,低壓運行5~10分鐘后放出后,加入新壓縮機油。把放出的錠子油妥善保管,備下次換油用。不必耽心錠子油的閃點低,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;   對策4:放出壓縮機的乏油,加入5#錠子油,低壓運行5~10分鐘后放出后,用壓縮空氣或瓶裝氮氣吹油管路和油氣分離器,待吹干凈后,加入新壓縮機油。   對策5:有條件的用戶可聯系較高水平的專業潤滑油服務商,委托其代為清洗壓縮機油路并換油。   對策6:加入新油后,加入新油重量0.5%的SL抗磨修復劑,這不僅可延長軸承的壽命,而且由于SL抗磨修復劑含抗氧劑,可使空壓機油壽命增加一倍左右。   結論   1、市場上的壓縮機油蹊蹺很多,用戶很難選到性價比高的產品,彌補的辦法是多學習多了解,小心上當,三無油品和;黑心油問題大、隱患多;   2、壓縮機油的壽命主要取決于基礎油和添加劑,不同配方的壓縮機油壽命差別很大,制造商和壓縮機用戶應認真選擇;   3、壓縮機油的真實壽命還與壓縮機的機型、配置、工況參數有關;   4、壓縮機油的真實壽命與換油方法關系很大,好的換油方法措施可使真實壽命延長一倍;   5、掌握全面的壓縮機換油技術,細心操作的話,可使壓縮機油的使用壽命實實在在的相對延長5倍左右;   6、噴油螺桿空壓機油的真實壽命有待于設計科學、合理,有效的模擬臺架試驗方法,需經試驗、分析后,精準判定。

4、螺桿空壓機油過濾器不定期更換:隨著前后壓差增大,過油減少,螺桿空壓機主機排氣溫度升高停機,如前后壓差過大擊穿,污染物進入機內,堵塞油分離芯,主機磨損。

5、螺桿空壓機油分離芯不更換:隨著前后壓差增大,主電機電流升高,排氣量也隨著減少。如前后壓差過大擊穿,冷卻潤滑油會隨著空氣進入管路中直至跑完,主機排氣溫度升高停機。
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