合成壓縮機油

目前,合成潤滑油在壓縮機領域得到廣泛套用,其中注油式和浸油式迴轉式螺桿式空氣壓縮機及大型往復式壓縮機是用量最大的市場之一。合成壓縮機油種類很多,可根據實際需要,選擇不同類型的合成壓縮機油以滿足不同型號的壓縮機壓縮介質的 工藝要求 。 選擇餘地遠比礦物型壓縮機油大得多,所以說合成潤滑油的發展拓寬了壓縮機的套用範圍。

分類,酯類油,合成烴,聚醚類油,

分類

目前用做壓縮機油的合成油有酯類油(雙酯、新戊基多元醇酯)、合成烴油、聚醚類油及矽油等。可根據壓縮機的結構、壓縮介質、技術參數及工況條件來選用合成油的類型。上述幾種合成油除具有共同的特性外,又各有不同的特點。

酯類油

用作合成壓縮機油的酯類主要有新戊基多元醇酯和雙酯。酯類油以它特有的優異的綜合性能滿足了大多數螺桿式及往復式空氣壓縮機的潤滑要求。
酯類油突出的優點是:
良好的高低溫性能、熱氧化安定性、閃點和自然點比礦物油高出40℃左右,使用溫度比礦物油高出50℃。
極低的揮發度,耗油量少,僅為礦物油耗油量的1/8。
殘炭低、溶融性好,保持潤滑系統的高清淨度,加之閃點高和自燃點高,大大提高了設備運轉的安全性,避免安全事故的發生。
酯類油因具有極性與金屬表面形成的油膜強度高,因而磨擦係數低,具有良好的潤滑性能。
酯類油的導熱係數高,其導熱率比礦物油高出15%,同時比熱較大,熱容量比礦物油大5~10%,因而散熱性好,可有效降低油箱及潤滑系統的溫度。
酯類油毒性極低、且具有可生物降解性,特別是用於壓縮機油的雙酯和多元醇酯生物降解率可達90%以上,可減少對生態環境的污染。
合成油解決的許多潤滑問題與溫度有關,為了防止水和其它致冷劑在壓縮機系統中冷凝,要求壓縮機在高溫下工作有利。由於礦物油含有蠟的凝膠作用及低溫性能差,粘度指數低,在野外和低溫條件下壓縮機啟動很困難。而合成油良好的高低溫性能、粘溫性能、寬的使用溫度範圍,解決了上述問題。 合成油在高溫下具有較高的粘度,在低溫下壓縮機容易啟動,運轉過程中粘度較高的合成油保證了螺桿式壓縮機具有高的容積效率。
合成酯型壓縮機油則更適用於工作溫度高於93℃,連續重負荷的多級高壓螺桿式空氣壓縮機,使用壽命可比PAO型油延長一倍。合成酯油另一主要特點是殘炭低,使用中抑制油泥、沉澱和積炭的產生,提高了曲軸箱及油品的清潔度,使傳熱良好、減少磨擦和運動部件的阻力,從而減少維修和停工時間,可減少動力耗費用7.2%,節省動力3%。而合成酯用於往復式空氣壓縮機,其高閃點和良好的氧化安定性更顯出其優越性,對於大型往復式空氣壓縮機的單程氣缸潤滑,常見的問題是在氣缸和排氣閥中形成殘炭和油泥,引起頻繁的維修和停車,更嚴重的是原用礦物油時,由於殘炭、鏽蝕潤滑劑的過量和高壓作用使壓縮系統在低於149℃的情況下自動起火,甚至引起爆炸。由於雙酯型壓縮機油的套用,取得了相當可觀的經濟效益。如國外某公司用了三年時間對100台迴轉葉片式和螺桿式壓縮機試驗,對試驗的雙酯型壓縮機油及壓縮機進行跟蹤監測,所有試驗的壓縮機都超過了予期的換油時間。迴轉葉片式壓縮機換油期由原來用礦物油的500小時延長到4000小時以上,其中有幾台試驗持續了10000多小時。 迴轉螺桿式壓縮機則由原來的1000小時延長到8000小時以上,而有幾台試驗長達13000多小時。同樣在往復式壓縮機用雙酯油進行試驗,提高了氣缸和曲軸箱的清潔度,使閥門的清洗周期延長了七倍。

合成烴

合成烴這裡主要指聚α烯烴,由於合成烴油許多性能優於礦物油,因此在工業領域套用越來越廣,其中包括壓縮機油的套用。
合成烴具有傾點低、粘溫性能好、粘度指數高,閃點高、蒸發損失小、殘炭低、良好的高溫和熱氧化安定性,對非金屬及金屬材料適應性好,無毒等特點。 合成烴油的粘度指數大於135,可以代替粘度指數改進劑用於調配各類潤滑油,並具有良好的抗剪下性能。良好的高低溫性能可在較寬的溫度範圍內使用,保證油品在寒區野外作業的機械設備具有良好的低溫啟動性能和泵送性。
聚a烯烴的主要優點:
1. 良好的抗氧化安定性
2. 良好的水解安定性
3. 良好的材料適應性
聚a烯烴的主要缺點:
一是會使某些橡膠產生收縮和變硬,這樣會影響密封性能,為此需加入橡膠膨脹劑。 另一缺點是對某些添加劑溶解性差。 以上兩個問題可以通過加入少量酯類油得以解決。
合成烴油的套用:
由於合成烴優良的綜合性能,使其套用範圍不斷擴大,特別適用於在高溫下及寬溫度範圍使用的潤滑油及在寒區、嚴寒區及野外作業的機械設備一般礦物油滿足不了要求的情況。目前已經在汽車發動機油、壓縮機油、液壓油、齒輪油、循環系統用油等得到廣泛套用。
合成烴(PAO)油具有好的水解安定性、優良的水分離性和高溫氧化安定性,特別適用於工作壓力小於1Mpa、工作溫度不高於82℃的離心式空氣壓縮機的密封件、齒輪和軸承的潤滑。可以延長壓縮機的使用壽命一年,由於延長了換油周期和檢修周期,延長了濾油器的使用壽命,減少了停工時間,提高了生產效率。可節省的經費遠超出了由於採用合成油而增加的費用。
由於合成烴無毒、無色在食品和醫藥工業得到套用,用於食品級的合成烴螺桿式空氣壓縮機油加入符合美國食品和藥品管理(FDA)法規的添加劑後,其工作壽命也可達到8000小時。
由於合成烴具有良好的抗化學穩定性,對化工廠生產的二氧化碳、二氧化硫、氯化氫、氯代甲烷等酸性氣體被壓縮時,壓縮機設備及潤滑油均受到化學腐蝕,且隨著壓力和溫度的升高而加劇。由於礦物油有抑制催化劑的作用,一般禁止使用。合適的潤滑油有合成烴、矽油、和加氫例裂解飽合烴,由於合成烴與上述壓縮氣體不互溶,在迴轉式壓縮機中保證有更好的容積效率,效果很滿意。
合成烴在冷凍壓縮機中也有廣泛的套用,因具有支鏈多的特點,能提供三維厚油膜,提高潤滑性,對以氨和鹵代烴(R-12、R-22、R-114等)為致冷劑的壓縮機,合成烴與致冷劑匹配極其穩定,其很高的粘度指數和良好的低溫性能保證了壓縮機在很低的溫度下冷啟動。合成烴不含蠟、無絮凝點,不存阻塞膨脹閥和控制管的問題。同時合成烴還適用於高溫下工作的工業熱泵。如用於壓縮溫度高達成120℃的R-114系統具有良好的穩定性。 低粘度的合成烴在用於R-13及R-503致冷系統中,蒸發器的溫度可以低於-46℃。都能很好的滿足使用要求。

聚醚類油

聚醚潤滑劑以環氧丙烷均聚或與環氧乙烷無規共聚的產物為主要基礎材料,自二十世紀六十年代工業化以來,其套用範圍不斷擴大。聚醚型油具有低傾點、低溫流動性好、高閃點(可達220℃以上)、高粘度指數(一般>200)、良好的潤滑性能,由於聚醚分子具有極性,承載能力高,在各種潤滑狀態下能形成穩定的油膜,特別對鋼/青銅摩擦的抗腐蝕性更好,獨特的高溫性能,尤其是利用聚醚分子中的可變因子靈活的調聚不同粘度的產品,以滿足各種性能的使用要求。聚醚與烴類氣體有很低溶解性,因而在化工企業用於壓縮輸送烴類氣體的壓縮機得到廣范套用。聚醚油的這些特點使其成功的在高溫潤滑油、齒輪油、壓縮機油、抗燃液壓油、制動液、金屬加工液及特種潤滑脂基礎油等等領域得到了廣泛的套用。是目前合成潤滑劑產量最大的類型之一。
大型高壓乙烯生產裝置將乙烯、醋酸乙烯混合原料氣體通過超高壓壓縮機輸送到反應器中,此類壓縮機的吸氣壓力為26MPa, 出口壓力約為300MPa,壓縮機油是在柱塞與密封件之間起潤滑和密封作用,而且壓縮機是長期工作,工況條件十分苛刻。採用礦物油時,高壓乙烯氣體會很容易將壓縮機油稀釋,造成潤滑不良、壓力下降,以至引起密封件磨損、氣體泄漏而造成工廠停產。而採用聚醚型壓縮機油就可以解決上述問題。
由於烴類氣體在PAG油中的稀釋度很低,回收的氣體中油的攜帶量很小,特別適用於已烷、丁烯等烴類蒸汽的回收,耗油量很低,換油期可達一年以上。同樣PAG廣范用於致冷劑為丙烷 螺桿壓縮機的使用經驗表明,PAG油的容積效率比礦物油高出18%,壓力比為2~10 時絕熱效率增加5%~8%,PAG油的密封壽命延10倍以上。
PAG油另一特點是在高溫(>220℃)有氧的存在下容易斷鏈生成低分子氧化產物,能溶解在油中或迅速揮發掉,所以PAG在高溫下使用不會生成沉積物和膠狀物。且對添加劑感受性好,加入酚類及芳胺類高溫抗氧劑後可以明顯改善高溫抗氧化安定性。另外,以酚類和胺類為引發劑的無規則聚醚具有較高的熱氧化安定性,因此在潤滑領域得到廣泛套用,特別是在高溫鏈條油、齒輪油、壓縮機油等用量較大。
PAG油還特別適用於在石油化工等以丙烷為致冷劑的大型螺桿式壓縮機的潤滑。

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