二十三.压缩机换油诸多学问全探究

有时侯人们觉得压缩机换油是小事一桩，其实压缩机换油并非是小事，较真实全面地了解压缩机有关换油的学问是有必要的。 　　作者之前在《压缩机换油科学性标准探究》一文中对换油标准进行了系统阐述，其实，除了换油标准外，还有诸多有关压缩机换油的学问，掌握这些换油学问将会获益匪浅。 　　1、压缩机换油的必要性 　　压缩机油在使用过程中，受到加热、氧化、高速剪切、灰尘污染和有害气体的作用。氧气和润滑油中的碳氢化合物进行反应，使油慢慢氧化、颜色变黑、黏度上升，最后可能严重到氧化物不能溶解于油中，而是以棕色黏液层沉积在系统某处，极易堵塞元件中的控制油道，使滚珠轴承、阀芯等摩损加剧，影响系统正常运行。氧化还会产生腐蚀及酸化。氧化过程开始是慢慢地进行的，累积的沉淀物和酸值增多，粘度增加，到一定程度时，就应该换油了。否则，氧化继续进行，氧化速度逐渐加快，黏度会跟着上升，结果导致工作油温升高。随着氧化的持续强化，压缩机油的粘度会出现明显升高的趋势。当氧化的速率从线性转到次方曲线后，粘度上升更快，可能就要出现人们不愿意看到的结果。 　　2、压缩机油的温度 　　在常温常压下，润滑油的氧化过程非常缓慢，所以在储运中，润滑油不易氧化变质。但是当润滑油的温度或氧气压力提高时，润滑油氧化速度迅速增加。 　　活塞压缩机的循环润滑油和离心压缩机的润滑油温度与被压缩气体的温度关系不大，而喷油螺杆压缩机则不同，其压缩机油温度在压缩机的排气温度和润滑油冷却后温度之间变化着。在大部分时间，压缩机油的温度等于和接近于主机排气温度。喷油螺杆压缩机油的寿命受到热氧化的作用要强烈得多。 　　3、压缩机油的真实寿命 　　螺杆空压机油的使用寿命应是正常工况下的最低使用寿命，准确测定润滑油的使用周期是很难的，各个厂家规定的也不一样，一般的规定是:Ⅰ类矿物油为2000小时，Ⅱ类矿物油可到4000小时，Ⅲ类矿物油可到6000小时，PAO可到8000小时，多元醇酯可到12000小时。 　　压缩机油的寿命是润滑油制造商规定的，用旋转氧弹法测定的氧化安定性小于50min，低于50min氧化速度就开始加快，则认为压缩机油的寿命终结。不同种类的压缩机油寿命差异颇大，其氧化安定性取决于基础油的性质和配方。 　　好的Ⅲ类油加部分PAO、酯类油的压缩机油寿命可达5000~6000小时，其酸值达到2.0mgKOH/g的时间≥10000小时，旋转氧弹值可达1500~2000min。请注意这里;寿命可达5000~6000小时和;≥10000小时两个数据，看起来视乎有些矛盾，后面将会进一步讨论。 　　3.1压缩机油种类 　　现在压缩机油的名堂更多，仅压缩机油的基础油就有：矿物油、二次加氢矿物油、加氢异构Ⅲ类基础油、天然气合成Ⅲ类基础油、PAO、聚醚、酯类油包括、硅油等等。 　　在售的压缩机油有普通压缩机油、合成油和半合成油。其中合成油较为混乱，合成油是通过化学合成方法获得的基础油，shell把加氢异构的Ⅲ类基础油称为：XHVI超高粘度指数的合成油，这种基础油是矿物油深度精炼加工得到的，更加精彩的是用天然气合成的GTLⅢ类基础油。 　　至于半合成压缩机油就有些混乱，半合成油的出现是针对单纯矿物油脂难以满足压缩机的工况条件，通过加入部分特殊结构的合成油有针对性地提高其某些方面的功能，是一种既保证性能而又尽量减少成本增加的技术解决方案。半合成油的性能不是合成油与矿物油性能的简单平均，选择合理的半合成油调配方案有时可以得到意想不到的性能体现。 　　问题在于半合成油中，矿物油基础油的含量是多少?合成油的种类和含量又是多少?由于Ⅲ类基础油属于非常规基础油，一部分Ⅲ类基础油是矿物油经加氢异构形成的，一部分是用天然气合成的GTLⅢ类基础油。近几年，人们把Ⅲ类基础油与矿物油、其它合成油区别开来，就叫Ⅲ类油，这个叫法显得恰如其分，合情合理，内涵清楚。 　　3.2压缩机油的真实寿命与压缩机关系很大 　　由于润滑油制造商宣传的结果，用户不大了解压缩机本身对压缩机油特别是喷油螺杆空压机油真实寿命的影响，真实情况是：即使是同一种压缩机油用在不同的类型、不同参数、不同压缩介质和不同工况的压缩机上，真实寿命也迥然不同。见下列分析： 　　1)若喷油螺杆空压机的排气温度降低8~10℃的话，压缩机油的寿命会增加一倍左右; 　　2)单级喷油螺杆压缩机的排气压力从0.3~1.3 MPa，由于排气温度和氧气分压不同，空压机油的氧化速度迥异，排气压力为0.3 MPa的低压空压机的润滑油真实寿命要比排气压力为1.3MPa空压机增加3~5倍; 　　3)氮气压缩机的润滑油不受氧气的作用真实寿命比同类型空压机的增加很多; 　　4)压缩CO2气的同类螺杆压缩机油酸值容易超标，真实寿命短; 　　5)两级压缩的常压喷油螺杆空压机因为各级氧气分压低，排气温度低不仅能效高，而且润滑油真实寿命比单级同类型空压机增加2倍左右; 　　6)压缩比高的单级螺杆空压机压缩机油寿命短; 　　7)变频喷油螺杆空压机由于在变频期间排气温度低，压缩机对润滑油的剪切作用比普通容调空压机轻，润滑油真实寿命长，变频时间和变频深度不同，润滑油的真实寿命不同; 　　8)有些空压机制造商和用户为了提高能效，加大了风冷喷油螺杆空压机的风扇，降低了螺杆压缩机的排气温度，这样不仅降低了电耗，而且延长了压缩机油的使用寿命，达到一石两鸟的效果; 　　9)离心压缩机油和活塞压缩机油的真实寿命比喷油螺杆空压机长得多。 　　4、换油标准 　　作者在《压缩机换油科学性标准探究》一文中讲到：压缩机油换油标准的外观规定为油泥、沉淀较多，颜色乌黑，乳化应考虑换油。 　　定量描述应为： 　　1)色度变化大于3; 　　2)运动粘度变化率为20% 3)压缩机油换油指标的酸值增值以大于100%为限较为合适; 　　4)轻负荷喷油回转式空气压缩机油换油标准SH/T 0538关于正戊烷不溶物，%大于2.0; 　　5)轻负荷喷油回转式空气压缩机油换油标准SH/T 0538关于氧化安定性，min的规定值60; 　　6)换油标准铁含量/为200; 　　7)换油标准硅含量/规定为50。 　　在这些指标中，运动粘度应该是第一位的。压缩机油的粘度变化，用户可以自测或委托测试，较大的企业可能有润滑油运动粘度测定仪，可以自己测试;一般的用户不妨取油样委托当地技术监督检验局或有运动粘度测定仪的单位进行检测。 　　5、油品选用参考 　　一般情况下可选用Ⅲ油，Ⅲ油的以旋转氧弹结果衡量的抗氧化能力是Ⅱ类基础油的6~7倍。可想而知其寿命比一般以Ⅱ类基础油为主的压缩机油的寿命要长得多。 　　以Ⅲ油为基础，并有PAO和酯类油组合的，配有超强抗氧剂、减摩剂、抗磨修复剂等添加剂的超高性能压缩机油能胜任90%以上的高能效空压机的需求。 　　6、换油时机 　　6.1 固定时间与简单浮动时间 　　1)润滑油供应商都会告诉用户一种压缩机油的使用寿命，一部分的用户就糊里糊涂的按照供应商推荐的润滑油寿命，固定换油时间。 　　这里问题很多：压缩机油供应商并未承诺他的压缩机油的使用温度和对应的使用寿命;不同的压缩机油由于采用不同的基础油和添加剂，寿命差别很大。作者在本刊2015第7期《国内超长寿命压缩机油现状与发展》一文中做过阐述，但是由于篇幅的原因，对此问题的探讨实是意犹未尽。 　　包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类压缩机油的工作温度在60℃以上时，每增加8~10℃其使用寿命就会减半，即在90℃工作的压缩机油寿命是在80℃工作寿命的50%。 　　2)压缩机用户在购买压缩机油时，应该明确所购买压缩机油的使用温度和对应的寿命。这样的话，压缩机用户就可以按照压缩机油工作温度与寿命的关系，针对压缩机的实际工作温度灵活掌握，采用浮动的压缩机油使用寿命——这样做是科学的，既经济，又可靠实用。 　　7、换油方法 　　在为压缩机换油时，若脏油或乏油清理的不干净，则新加进的压缩机油会受到污染，起到引进大量自由基，加速氧化的作用，其结果是新加进的压缩机油的寿命会减少一半。这就等于是把一锅刚烧好的菜肴盛到有发馊剩菜的容器中，味道全变了，菜肴变质更快了。 　　为了取得好的换油效果，下列对策可供选择： 　　对策1：认真清洗油分、油管路和油冷却器。换油时，先放干净乏油，在换油气分离器元件时，认真清洗油气分离器壳体;视情况确定是否需要吹洗油冷却器等，清洗后再换油。 　　对策2：用3~5%的清洗剂加到压缩机的旧油中，在正常工况下运转6~24 小时后，将系统内全部油品排放干净，更换油过滤器和油气精分离器元件后，加入新压缩机油开机即可正常运转。如系统由于使用矿物油或品质较差油品带来的油泥或积炭长时间没有清洗干净，则可适当的延长清洗时间，一般以2~3 天为宜，对系统没有影响;如期间清洗出大量油泥、积碳或胶质悬浮后对过滤器造成堵塞，有可能造成系统跳机，届时需更换新过滤器清洗。 　　对策3：放出压缩机的乏油，加入5#锭子油，低压运行5~10分钟后放出后，加入新压缩机油。把放出的锭子油妥善保管，备下次换油用。不必耽心锭子油的闪点低，粘度低的锭子油流量大，排气温度低，而且冲洗速度高，容易冲洗干净; 　　对策4：放出压缩机的乏油，加入5#锭子油，低压运行5~10分钟后放出后，用压缩空气或瓶装氮气吹油管路和油气分离器，待吹干净后，加入新压缩机油。 　　对策5：有条件的用户可联系较高水平的专业润滑油服务商，委托其代为清洗压缩机油路并换油。 　　对策6：加入新油后，加入新油重量0.5%的SL抗磨修复剂，这不仅可延长轴承的寿命，而且由于SL抗磨修复剂含抗氧剂，可使空压机油寿命增加一倍左右。 　　结论 　　1、市场上的压缩机油蹊跷很多，用户很难选到性价比高的产品，弥补的办法是多学习多了解，小心上当，三无油品和;黑心油问题大、隐患多; 　　2、压缩机油的寿命主要取决于基础油和添加剂，不同配方的压缩机油寿命差别很大，制造商和压缩机用户应认真选择; 　　3、压缩机油的真实寿命还与压缩机的机型、配置、工况参数有关; 　　4、压缩机油的真实寿命与换油方法关系很大，好的换油方法措施可使真实寿命延长一倍; 　　5、掌握全面的压缩机换油技术，细心操作的话，可使压缩机油的使用寿命实实在在的相对延长5倍左右; 　　6、喷油螺杆空压机油的真实寿命有待于设计科学、合理，有效的模拟台架试验方法，需经试验、分析后，精准判定。

4、螺杆空压机油过滤器不定期更换：随着前后压差增大，过油减少，螺杆空压机主机排气温度升高停机，如前后压差过大击穿，污染物进入机内，堵塞油分离芯，主机磨损。

5、螺杆空压机油分离芯不更换：随着前后压差增大，主电机电流升高，排气量也随着减少。如前后压差过大击穿，冷却润滑油会随着空气进入管路中直至跑完，主机排气温度升高停机。
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