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    壓縮機油真實壽命 計算公式佐證探究

    Date Added:2015-12-01 Views:

    各種品牌的螺杆空壓機油(回轉空壓機油)壽命不一,從2000小時到16000小時不等。
     
    現在有一個問題就是“潤滑油商推薦的潤滑油壽命”與“螺杆空壓機油的真實壽命”符合性怎麽樣?
     
    螺杆空壓機油的熱負荷形式類似於發動機油,但其負荷的變化率是各類潤滑油中最大的。柴油機油的壽命現在多按行駛的裏程數衡量,但是現在沒有一個類似於柴油機車行駛裏程的參數用來衡量壓縮機油的壽命。
     
    作者在之前刊發於《壓縮機》的文章中探討過: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。那麽,如果單看潤滑油製造商推薦的螺杆壓縮機壽命數據,就難免有霧裏看花的感覺。
     
    螺杆壓縮機油壽命的疑慮
     
    大部分潤滑油製造商推薦的潤滑油壽命是參考別的製造商壽命數據作出的規定,而真正有能力的潤滑油製造商則一方麵參考別的製造商壽命數據,另一方麵則需依據擬研發的新油品實驗室數據和實際運行試驗數據規定並修正螺杆壓縮機油的壽命。
     
    問題在於現在國內外的壓縮機油製造商並沒有對不同的類型、不同參數、不同壓縮介質和不同工況的壓縮機做細化試驗、台架試驗和模擬試驗。壓縮機用戶還是無法判定在用壓縮機油的真實壽命。
     
    雖然Koehler Instrument RULER  潤滑油剩餘有用壽命測定儀可檢測油中抗氧化劑的剩餘濃度,從而大致確定壓縮機油的剩餘壽命,但其提供的僅僅是一個相對值,而不是壓縮機油的真實壽命。
     
    其實,壓縮機油的旋轉氧彈值低於60min時和運動粘度增加值大於20%,可作為真實壽命終結的主要指標。
     
    酸值≥2.0mgKOH/g隻作為參考指標(壓縮酸性氣體介質時不能作為真實壽命終結指標)。
     
    這裏權且認為壓縮機有製造商提供的壽命是可信的,那麽,壓縮機油的真實壽命可按後述公式計算。
     
    解析螺杆壓縮機油的真實壽命
     
    對於不同的類型、不同參數、不同壓縮介質和不同工況的壓縮機油的真實壽命,可按下式計算:
     
    Lr= k1k2k3k4k5k6k7k8k9Lb       h
     
    式中:
     
    Lr--壓縮機油真實壽命 h
     
    Lb--壓縮機油基本壽命   h (可按潤滑油商提供的擬購進油品壽命)
     
    k1—工作溫度係數
     
    k2—排氣壓力係數
     
    k3—轉速係數
     
    k4—螺杆壓縮機類型係數
     
    k5—負荷率係數
     
    k6—換油清潔率係數
     
    k7—旋轉氧彈係數
     
    k8—壓縮氣體係數
     
    k9---抗磨修複劑係數
    \
    例1:壓縮機油工作溫度85℃,k1=1;排氣壓力0.7MPa,k2=1;轉速1500rpm,k3=1;雙螺杆壓縮機,k4=1;負荷率100%,k5=1;換油清潔率≥99.5%,k6=1;油品旋轉氧彈301~500min,k7=1.5;壓縮空氣,k8=1;未加SL抗磨修複劑,k9=1
     
    Lr1=1×1×1×1×1×1×1.5×1×1×8000=12000h
     
    例2:壓縮機油工作溫度95℃,k1=0.5;排氣壓力0.7MPa,k2=1;轉速3000rpm,k3=0.8;單螺杆壓縮機,k4=0.8;變頻負荷率80%,k5=1.2;換油清潔率≥99.5%,k6=1;油品旋轉氧彈1500min,k7=2;壓縮氮氣,k8=2;加入SL抗磨修複劑,k9=2
     
    Lr2=0.5×1×0.8×0.8×1.2×1×2×2×2×8000=24576h
     
    例3:壓縮機油工作溫度103℃,k1=0.25;排氣壓力0.3MPa,k2=1.2;轉速1500rpm,k3=1;雙螺杆壓縮機,k4=1;容調負荷率80%,k5=0.8;換油清潔率<99.5%,k6=0.5;油品旋轉氧彈650min,k7=1.75;壓縮氮氣,k8=2;加入SL抗磨修複劑,k9=2
     
    Lr3=0.25×1.2×1×1×.8×.5×1.75×2×2×8000=6720h
     
    在例中,Lb--壓縮機油基本壽命取值可按潤滑油商提供的擬購進油品壽命,也可采用更加可靠的壽命數據h。
     
    可以看到壓縮機油的基本壽命對應係數k1~k9取值均為1。
     
    螺杆壓縮機油真實壽命計算公式係數的說明
     
    公式中係數的確定依據:
     
    k1 是壓縮機油的工作溫度係數,按壓縮機油的實際排氣溫度取值。不同的潤滑油溫度對氧化誘導期影響差異很大,例如:Mobil 1在200℃的氧化誘導期>240min,在210℃的氧化誘導期為28.27min,在220℃的氧化誘導期為19.24min,230℃的氧化誘導期隻有6.68min。
     
    BP 2000在185℃的氧化誘導期>240min,在195℃的氧化誘導期為244.63min,在205℃的氧化誘導期為24.77min,在215℃的氧化誘導期為15.14min,在220℃的氧化誘導期隻有5.87min。潤滑油專業人員也普遍認為:若潤滑油的使用溫度提高10℃,其壽命降低一倍。
     
    k2 是噴油螺杆空壓機油排氣壓力的工作係數,按實際排氣壓力取值。此值主要依據空氣的氧氣分壓提高使潤滑油的氧化安定性下降,實驗證明:氧氣壓力增加0.1→0.5潤滑油的氧化安定性下降27%~35%。
     
    k3 是壓縮機轉速係數。壓縮機轉速提高一倍,壓縮機油的氧化安定性會從1下降為0.8。
     
    k4 是螺杆壓縮機結構係數。現在雙螺杆多月5:6齒,每轉產生5個基元容積,對壓縮機油的噴射次數是5,單螺杆壓縮機一般是每轉產生12個基元容積,對壓縮機油的噴射次數是12,單螺杆壓縮機對油的攪動強烈,壓縮機油的相對壽命低。
     
    K5 是空壓機負荷率係數。關閉進氣閥的容調方式會增大壓縮比,增大潤滑油流量,加大壓縮機油的氧化速度。負荷率越低,這種作用越強烈;而配置容積式油泵的變頻壓縮機隨著平,頻率降低,壓縮機油的流量和噴射次數均降低,減弱了壓縮機油的氧化趨勢。
     
    K6 是換油清潔率係數。換油時,清理乏油徹底的話,加入的新油壽命長;反之,清理乏油不徹底的話,殘存的乏油會汙染新加入的壓縮機油,等於植入自由基,使新加入的壓縮機油壽命變短。
     
    K7 是油品的旋轉氧彈值係數。油品的旋轉氧彈值高的話,其抗氧化性能高,油品的壽命長;反之,油品的旋轉氧彈值低,其抗氧化性能差,油品的壽命短。
     
    K8 是壓縮機的氣體係數。壓縮氮氣時,油品不易氧化,壽命相對長的多;壓縮氧氣時,油品的氧化強度大得多;壓縮二氧化碳氣時,會使壓縮機油酸值很快增大,產生類似氧化的效果。壓縮天然氣、石油氣時,雖然被壓縮氣體中的輕烴成分會稀釋壓縮機油,但總體氧化效果變化不大。
     
    K9 是SL抗磨修複劑作用係數。實踐證明,加入容積比例為0.5~1%的SL抗磨修複劑的柴油機油和壓縮機油,真實壽命延長一倍。
     
    CI-4柴油機油與螺杆壓縮機油的壽命對照
     
    目前CI-4是最高等級的柴油機油,滿足歐Ⅳ歐Ⅴ排放標準,壽命在20000公裏以上。國外的CI-4柴油機油基本都是以Ⅲ基礎油為主;國內的CI-4有以Ⅲ基礎油為主的,也有以Ⅱ基礎油為主的。以Ⅱ基礎油為主添加劑搞得好的,壽命在20000公裏以上;以Ⅲ基礎油為主的CI-4柴油機油壽命在30000公裏以上。上海禾泰特種潤滑技術有限公司為作者打造的CI-4柴油機油壽命在50000公裏以上,其中一台運行於沭陽-南京的大巴車用這種CI-4柴油機油,加入了1%的SL修複劑壽命在,運行50000公裏後的油樣數據完全在新油標準數據之內。
     
    本文的壓縮機油真實壽命計算公式,可得到上述數據的佐證。
     
    結論
     
    作者創立的壓縮機油真實壽命計算公式把虛無縹緲的壓縮機油壽命變成定量計算的真實壽命。
     
    公式中的壓縮機油的基本壽命可采用潤滑油製造商提供的壽命數據,也可采用更加可靠的壽命數據。
     
    公式中為計算壓縮機油真實壽命設定了9個工作係數,這些工作係數較為全麵的反映了噴油螺杆空壓機油諸多變化因素,在實驗基礎上,這9個工作係數數值可做調整。
     
    壓縮機油的旋轉氧彈值低於60min時和運動粘度增加值大於20%,可作為真實壽命終結的主要指標。酸值≥2.0mgKOH/g作為參考指標(壓縮酸性氣體介質時不宜作為真實壽命終結指標)。
     
    此壓縮機油真實壽命計算公式願與各方麵的專家、從業者們經一部討論、商榷。

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