[打印] [關閉] 發布時間：[2010-01-11 00:00]

    空壓機油是空壓機日常使用中不可或缺的.目前,空壓機油占全球全部潤滑材料的85%,而且種類牌號繁多,平均每年世界年用量約3800萬噸.它起著潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用.因此,空壓機油性能的好壞直接影響空壓機的正常運作和使用壽命.那么空壓機油的性能到底有哪些要求呢?
    1.基礎油質量要高
    空壓機油的基礎油可分為礦物油型和合成油型兩大類.礦物油型空壓機油的生產一般經溶劑精制、溶劑脫蠟、加氫或白土補充精制等工藝得到基礎油,再加入多種添加劑調合而成.
    空壓機油的基礎油一般要占成品油的95%以上,因此基礎油的質量優劣直接關系到空壓機油成品油的質量水平,而基礎油的質量又與其精制深度有著直接關系.精制深度深的基礎油,其重芳烴、膠質含量就少.殘炭低,抗氧劑的感受性就好,基礎油的質量就高,它在空壓機系統中積炭傾向小,油水分離性好,使用壽命相對就長一些.
    合成油型的基礎油是以化學合成的方法得到的有機液體基礎油再經過調配或加入多種添加劑制成的潤滑油.其基礎油大部分是聚合物或高分子有機化合物.合成油的種類很多,用作空壓機油的合成油主要有合成烴(聚α-烯烴)、有機酯(雙酯)、聚亞烷基二醇、氟硅油和磷酸酯等5種.合成油型空壓機油的價格比礦物油型空壓機油昂貴得多,但合成油的綜合經濟效益仍超過普通礦物油.它具有氧化安定性,積炭傾向小,可超過普通礦物油的溫度范圍進行潤滑,使用壽命長,可以滿足一般礦物油型空壓機油所不能承受的使用要求.
    2.基礎油餾分要窄
    研究空壓機油的工況認為：改善基礎油構成是提高空壓機油質量的關鍵性因素.由輕、重兩種組分調合成的空壓機油注入空壓機氣缸后,其中的輕組分因揮發性過強而提前離開工作部位影響潤滑效果,而其中的重組分則因揮發性差,完成工作任務后不能迅速離開工作工作部位,長而久之在熱與氧的作用下易生成積炭.因此,在這樣的工況下,潤滑油應選用窄餾分的組分油,不應選用多種餾分混合的組分油.
    19號空壓機油是用含有大量殘渣組分的寬餾分油調制而成的,在使用中空壓機積炭量較大.因此,要提高空壓機油的質量應將19號空壓機油中的殘渣組分去掉,選用窄餾分基礎油.
    3.粘度要適宜
    在動力潤滑的條件下,油膜厚度隨油品的粘度提高而增加,但摩擦力亦隨油品粘度的提高而增加.粘度過低的潤滑油不易形成足夠強的油膜,會加速磨損,縮短機件的使用壽命.反之,潤滑油粘度過高,會加大內摩擦力,使空壓機的比功率增大,以致增大功耗和油耗,也會在活塞環槽內、氣閥上、排氣通道內等處形成沉積物.因此,選擇合適的粘度是正確選用空壓機油的首要問題.西安交通大學通過試驗證明：在同一型號的空壓機上采用相同的試驗條件,使用較低粘度牌號的油品比使用高粘度牌號的油品最多可降低空壓機的比功率約10%,而機件磨損量卻無明顯差異.因此,在保證潤滑的前提下,選擇適宜粘度牌號的油品,對于節能和空壓機的可靠運行有著很重要的影響.
    西安交通大學通過研究總結出國內各種往復式空氣空壓機選擇最佳粘度牌號空壓機油的規范,見表1和表2.

    4.粘溫性能要好
    噴油內冷回轉式空氣空壓機在工作過程中反復被加熱和冷卻.因此,要求油品粘度不應由于溫度變化而有太大變化,應具有良好的粘溫性能.精制的空壓機油的粘度指數均在90以上.
    5.閃點要適宜
    閃點是指油品在大氣壓力下加熱形成的蒸氣壓力,達到用明火點燃的下極限濃度時的溫度.閃點過高,油品餾分就重,粘度亦大,瀝青質等含量就高,使用時易積炭.若片面追求高閃點的空壓機油,反而會成為不安全因素.所以,空壓機油的閃點要求適宜即可.
    閃點只是油品使用的安全指標之一,空壓機油閃點一般控制在200℃以上都可以安全使用.
    6.積炭傾向性要小
    空壓機油抗積炭傾向性如何對空壓機油的可靠運行是至關重要的.在實際工業使用中,大中型空壓機由于積炭而發生著火爆炸的事故已屢見不鮮.
    在油品中易形成殘炭的主要物質是瀝青質、膠質及多環芳烴的疊合物.潤滑油料經深度精制后均可去掉大部分以上物質.一般低粘度和深度精制的潤滑油殘炭值低,在使用中不易積炭.因此,優質的L-DAB空壓機油應選用深度精制的不含殘渣(光亮油)的窄餾分基礎油.添加劑也應盡量選用無灰型添加劑.
    現在國內外評定空氣空壓機油積炭傾向性的試驗方法普遍采用潤滑油老化特性測定法(GB/T 12709)和減壓蒸餾蒸出80%后殘留物性質(GB 9168).這兩項試驗方法的試驗條件較為苛刻,如果油品的精制深度不夠或含有殘渣油(光亮油)組分或選用有灰添加劑,都很難達到優質標準.
    7.極好的氧化安定性
    從往復式空壓機的使用工況看,潤滑油在氣缸活塞部位與熱的壓縮空氣不斷接觸會引起油品的氧化、分解,生成膠質和各種酸類物質.如有磨損的金屬雜質摻入,更易引起氧化.分解的油氣在壓氣缸中與氧混合到一定濃度和溫度時,可能自燃和有氣缸爆炸的危險.因此,往復式空壓機油的氧化安定性是保證油品質量的關鍵指標.
    從回轉式空壓機的使用工況看,潤滑的環境苛刻.油品在循環使用中,易被氧化變質生成各種酸類、膠質、瀝青質等物質,使油品的顏色變深,酸值增高,粘度增大并出現沉積物,從而減少油的噴入量,使油品和機器的溫度升高,產生過量磨損,降低工作性能,甚至可能引起氣缸爆炸的危險.因此,回轉式空壓機油的氧化安定性是保證油品能長期安全使用的主要質量指標,國內的試驗方法為GB/T 12581汽輪機油氧化安定性測定法.
    8.不腐蝕金屬、防銹性好
    空壓機的油冷卻等部件的材質為銅或銅金屬,易被腐蝕,會使油品出現早期氧化變化變質,生成油泥.這就要求油品應有良好的抗腐蝕能力.
    空氣中的水分易在間歇操作的空壓機氣缸內冷卻,這對潤滑不利并能產生磨損和銹蝕,要求空壓機油應具有良好的防銹蝕作用.
    9.油水分離性好
    空壓機在運行中不斷與空氣中的冷凝水相遇并被劇烈攪拌,易產生乳化現象,造成油氣分離不清,油耗增大.由于油被乳化而使油膜破壞,造成磨損.乳化的油會促使灰塵、砂礫和污泥分散,影響閥的功能,增加摩擦、磨損和氧化.因此,優質空壓機油均具有好的抗乳化性能和油水分離性能.
    10.極好的消泡性
    回轉式空壓機油在循環使用過程中,循環速度快,是油品處于劇烈攪拌狀態,極易產生泡沫.空壓機油在啟動或泄壓時,油池中的油也易起泡,大量的油泡沫灌進油氣分離器,使阻力增大,油耗增加,會造成嚴重過載、超溫等異常現象.因此,優良的回轉式空壓機油均加有抗泡沫添加劑,以保證油品的泡沫傾向性(即起泡性)小和泡沫穩定性(即消泡性)好.
    此外,還要求油品揮發性小,合適的傾點,無機械雜質和水分等性能,以保證空壓機能長期安全運行.
    11.必須通過空壓機油的臺架試驗
    目前,德國、美國、英國、日本等西方國家都開展了空壓機油的臺架試驗研究,探索用實機試驗評定空壓機油的積炭傾向及使用壽命.由西安交通大學負責,上海703研究所和錦西煉化總廠參加的“往復空壓機油的臺架評定與選用技術研究”已取得空壓機行業的認可,并已通過中國石油化工總公司的技術鑒定.該項目選擇了空壓機油積炭評定和壽命評定的兩種有代表性的空壓機,建立了評定臺架,確定了評定方法.臺架試驗的主要內容有：
    1)評定臺架主要參數,見表3
    表3 評定臺架主要參數

    2)積炭評定指標
    DAA級油積炭量/參比油19號空壓機油積炭量≤1
    DAB級油積炭量/參比油19號空壓機油積炭量≤1/5
    3)壽命評定指標
    酸值改變量<0.15mgKOH/g
    粘度改變量<10%
    重復性誤差<15%
    上述評定臺架和評定方法已用于9家煉廠空壓機油產品質量的評定(見表4).提出的選用方法已在國內幾十家空壓機制造廠和用戶推廣使用.

        表4  9種DAB油的積炭與HS-19油的比值(gDAB/g19號)

   氣體空壓機油性能要求
    1. 天然氣
    天然氣空壓機的潤滑一般用礦物油型空壓機油.但天然氣會被油吸收,使油的粘度降低,因此選用油的粘度牌號一般要比相同型號,同等壓力的空氣空壓機所用油的粘度牌號要更高些.(中國空壓機網 www.KongYaji.com )
    不同天然氣中乙烷以上的可凝物含量,干氣為2-13ml/m3以內,貧氣為13-40ml/m3,濕氣為40-54ml/m3.
    對濕氣或貧氣,宜在空壓機中加3%-5%的脂肪油.濕度大的可摻10%-20%的脂肪油,亦有用5%-8%不溶的植物油無敏脂或動物脂混合油,以防凝聚物的液體沖洗油膜.
    對含硫氣體最好用SAE 30的重負荷發動機油.對發動機和空壓機在一起的設備,可用發動機所用的相同潤滑油,以保護設備不被含硫氣體腐蝕.
    在7.5MPa壓力以上時,對含硫氣體使用SAE 50或SAE 60的重負荷發動機油.
    2. 烴類氣體
    這類氣體能與礦物油互溶,從而降低油品的粘度.高分子烴氣體在較低壓力下會冷凝,因此要考慮濕度,對潤滑油的要求與天然氣相同.
    丙烷、丁烷、乙烯、丁二烯這些氣體易與油混合,會稀釋潤滑油.為此,需要用較粘的油,以抵制氣體和其冷凝液的稀釋和沖洗的影響.
    壓縮純度要求特別高的氣體如丙烷,一般采用無油潤滑.若采用油潤滑時,可用肥皂潤滑劑或乙醇肥皂溶液,以提供必要的潤滑.
    壓縮高壓合成用的乙烯時,為了避免潤滑油的污染,影響產品性能和純度,應采用無污染的合成油型空壓機油或液體石蠟等作為潤滑油.例如,從日本引進的30萬噸乙烯裝置上的二臺高壓和超高壓空壓機內部用潤滑劑為聚異丁烯,其分子量為1500.
    焦爐氣大部分是氫合格甲烷,氣體不純凈,因此,一般用離心式空壓機.如采用往復式空壓機,可選用DAA 100或DAA 150空氣空壓機油.
    3. 惰性氣體
    惰性氣體一般對潤滑油無作用,氫、氮可使用與壓縮干空氣相同的空壓機油.
    對氬、氖、氦等稀有貴重氣體,往往要求氣體中絕對無水,并不帶有任何油質.因此,一般用膜式空壓機,沒有氣缸潤滑問題.
    二氧化碳及一氧化碳均與礦物油有互溶性,會使油的粘度降低,如果有水,還會產生腐蝕性碳酸.因此,在保持干燥的同時,應選用更高粘度牌號的潤滑油,以減少油氣帶出.
    壓縮二氧化碳介質的潤滑油的粘度一般不低于SAE 50含添加劑的油,壓力14MPa時用SAE 40的油.
    二氧化碳與油混合會使氣體污染.當該氣體用來加工食品或不允許污染時,應選用液體石蠟或乙醇肥皂作為潤滑劑.
    新型合成食品級螺桿式空壓機的潤滑劑可選用聚α-烯烴合成油.聚α-烯烴油經過兩次加氫,可以符合食品級的要求,口試無毒,對皮膚和眼睛無刺激性,符合工業白油規格.
    采用離心空壓機壓縮氨或合成氣(常含大量氨)時,系統必須保持干燥,盡可能減少油與輸送氣接觸.因為有水分存在時,氨與油的酸性氧化物作用會生成沉淀.選用潤滑油時,最好選用專用的抗氨型汽輪機油.
    4. 化學活性氣體
    這類氣體與潤滑油有作用,應慎重考慮.
    氯和氯化氫在一定條件下可與烴起作用,不能使用礦物油.這類氣體的空壓機常用無油潤滑空壓機,也有用濃硫酸作為潤滑劑的.
    硫化氫空壓機的潤滑系統及氣缸要保持干燥.如有水分存在,則此氣體腐蝕性很強,潤滑油的選擇與壓縮濕空氣時相同,建議使用抗氧防銹型汽輪機油.
    氧氣空壓機通常使用無油潤滑空壓機.
    一氧化二氮與二氧化硫均能與油互混,因而會降低油的粘度,故應使用粘度牌號較高的潤滑油,如采用SAE 40或SAE 50的油.
    壓縮一氧化二氮時不能用有分散劑的重負荷發動機油,因為添加劑會與可能生成的硝酸起作用而產生大量的沉積物.
    當壓縮二氧化硫時,由于二氧化硫是一種選擇性溶劑,它有助于分出潤滑油中任何生成焦油狀的成分,并沉淀出來.建議選用防銹抗氧型汽輪機油,并應經常檢查油樣是否有沉渣.
   氣體空壓機油的選擇
    空壓機潤滑劑的選擇取決于空壓機的結構類型、工作參數(壓縮比、排氣壓力和排氣溫度等)及被壓縮氣體的性質等多種因素,活塞式空壓機工作條件較為苛刻,對潤滑劑選擇也較為嚴格,這里將重點予以說明.
    1. 不同的壓縮氣體決定了對潤滑劑類型的選擇
    在氧氣空壓機里,氧分會使使礦物性潤滑油劇烈氧化而引起空壓機燃燒和爆炸,因此避免采用油潤滑,或者采用無油潤滑的方式,或者采用水型乳化液或蒸餾水添加質量分數6%-8%的工業甘油進行潤滑；在氯氣空壓機里,烴基潤滑油可與氯氣化合生成氯化氫,對金屬(鑄鐵和鋼)具有強烈的腐蝕作用,因此一般均采用無油潤滑或固體(石墨)潤滑.對于壓縮高純氣體的乙烯空壓機等為防止潤滑油混入氣體中去影響產品的質量和性能,通常也不采用礦物油潤滑,而多用醫用白油或液態石蠟潤滑等等.只是在一般空氣、惰性氣體、烴類(碳氫化合物)氣體、氮、氫等類氣體空壓機中,大量廣泛采用了礦物油潤滑.表1列出了空壓機壓送不同氣體時所用潤滑劑的選用參考表.

表1 空壓機壓送不同氣體時所用潤滑劑的選用參考表

2．潤滑油粘度的選擇
    在多級的空氣空壓機中,前一級氣缸輸出的壓縮氣體通常經冷卻后恢復到略高于進氣時的溫度被送入下一級氣缸,因氣體已被壓縮故相對濕度較高,當超過飽和點時,氣體中的水分將可能凝結,該水分具有洗凈作用,可使氣缸表面失去潤滑油；其次在烴類氣體空壓機中,它不僅可溶解在潤滑油中降低了油的粘度,而且凝結的液態烴也同水分一樣對缸壁具有洗滌作用,因此對于多級、高壓、排氣溫度較高的烴類氣體空壓機和空氣濕度較大的空氣空壓機易選用粘度較高的油品,粘度較高的油品對金屬的附著性好,并對密封有利.如中低壓烴類氣體和空氣空壓機宜用L-DAA100的空壓機油,高壓多級宜用L-DAA150的空壓機油.噴油回轉式空壓機選用油的粘度情況也與此類似,壓力較低時選用100℃運動粘度為5mm2/s的N32回轉式空壓機油,壓力較高時選用運動100℃粘度為11-14 mm2/ s的N100回轉式空壓機油.
    其次為防止凝結的液態烴和空氣中的水分對潤滑油的洗凈作用,可采用質量分數3%-5%的動物性油(如豬油或牛油)與礦物油相混合的潤滑油,動物性油與金屬的附著力強,容易抵抗"水洗",阻止潤滑油的流失.
    3．油品的代用
    在采用油潤滑的往復和回轉容積式空壓機中除用相應牌號的空壓機油外,還可采用防銹抗氧的汽輪機油、航空潤滑油、汽缸油等作為代用的油品,但這些代用油品的性能不應低于相應的空壓機油的質量指標,或應滿足在具體條件下的使用要求.當氣體空壓機采用油潤滑時,外部零件和內部零件的潤滑可用同一牌號的潤滑油,也可采用不同牌號的潤滑油,但不論內部零件采用何種類型的潤滑介質,而外部傳動零件的潤滑都應采用礦物性的潤滑油.

氣體空壓機用油舉例及潤滑系統維護
表1 為各種油潤滑的氣體空壓機選油的參考表

    帶"十字頭"的空壓機的外部傳動零件可用L-AN68、L-AN100全損耗系統用油，不帶"十字頭"的空壓機外部零件可用與氣缸相同牌號的空壓機油.

    氣體空壓機潤滑系統的使用及維護
    氣體空壓機中最常見的故障是活塞與活塞環、轉子部件、滑動支承處的異常磨損和咬合,十字頭滑塊的咬合,及異常發熱等.這些故障都直接或間接地與潤滑系統和潤滑裝置的使用維護不當有關.作為使用維護人員除了應學習掌握有關的潤滑系統及其裝置的組成原理、性能結構、使用要求等一般知識外,還應在實踐中不斷總結積累經驗,加強日常使用維護工作,以保證空壓機及其潤滑系統經常保持良好的運行狀態.在日常點檢和定期維修中應注意以下各點：
    (1)注意保持潤滑油液的清潔臟油或變質的潤滑油會引起加速零件磨損的惡性循環,對強制循環式的潤滑系統應注意及時更換和清洗發生堵塞的濾油器中的濾芯；應避免油箱或油池中的油液暴露在空氣中,以防灰塵和污物等混入油中,對無壓的油箱和油池一般可采用空氣濾清器使其與大氣溝通；中、大修時應從油中取樣化驗其成分,如達到或超過換油指標,應全部或部分更換和補充新油.通常每3個月至半年(或工作2000-4000h)可更換一次新油.回轉式空壓機油的換油指標如表2所示,可供參考.

表2 回轉式空壓機油換油標準

    (2)應定期檢查應定期檢查氣缸、氣閥及排氣管道等處是否積聚有固體的炭粒和膠泥,一經發現應及時清除,否則可能引起氣缸的燃燒爆炸、加大排氣阻力,造成異常發熱.
    (3)應注意空壓機的工作狀態應注意觀察空壓機的工作狀態,定期檢查氣缸氣閥的潤滑磨損狀況,適時調整潤滑油量,防止出現潤滑油量過大和潤滑油量不足的情況.對強制循環系統,潤滑壓力指示過低或明顯下降,往往使潤滑油量不足,此時應及時停機維修,必要時應更換備品和備件.
    (4)注意保持潤滑系統中的油溫油箱或油池中油液的正常溫度以40-50℃為宜,油溫過高,油液的粘度降低,油易氧化變質,油溫過低,粘度增高,流動性變差,兩者都會引起潤滑不足的狀況.油溫除可從溫度表(計)得到直接的觀測指示外,從氣缸內冷循環水或油冷卻器的冷卻水溫也可得到間接的反應,冷卻水溫過高和過低都將影響潤滑油的工作溫度及潤滑油的粘度.

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