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    新型壓縮機潤滑油研發現狀及試驗探究

    Date Added:2015-12-01 Views:

     新開發精品壓縮機的高性能和可靠性不僅決定於壓縮機本身的設計和製造工藝,也與新品壓縮機配套的壓縮機油有很大關係。但是對於新產品壓縮機適用的潤滑油的試驗研究卻寥寥無幾,此種狀況影響了壓縮機的發展。壓縮機製造商與有科研能力的潤滑油製造商進行戰略合作是必要的,精良的壓縮機油會使新開發的精品壓縮機的功能發揮到極致。
    1、新產品壓縮機油的現狀
    如果壓縮機在研發期,無可非議的做法是找一種認為可用的潤滑油試用,而在壓縮機研發後期,人們往往卻忽視了潤滑油的更適應研究。一種得過且過的做法使尋找更適應潤滑油的工作如石沉大海,隨後就是以訛傳訛,互相抄襲,誰也不肯在潤滑油方麵再增加成本,致使在此方麵提高壓縮機性能和可靠性的工作停滯不前。
    原因在於:
    1)壓縮機製造商缺乏熟悉潤滑技術的專業技術人員;
    2)潤滑油製造商缺乏對壓縮機油的較深一步的了解;
    3)低成本想法造就了此項工作的無人問津。
    發動機行業比壓縮機行業大得多,競爭更為激烈,發動機油更新換代周期短,這和壓縮機狀況形成鮮明的對比。
    其實,壓縮機行業的頂尖製造商在暗暗通過特殊的潤滑油製造商提高潤滑油品的技術研究,從而達到和提高潤滑油的適應性,使其壓縮機可靠性高踞於群雄之首。
    兩個例子可以說明壓縮機油對壓縮機適應性的重要程度。
    一個例子是:德萊賽公司在國外的近百台的蒸汽透平驅動活塞壓縮機一直在持續運行,而魯西化肥廠從上海德萊賽購進的兩台蒸汽透平驅動活塞壓縮機卻事故頻出(包括聯軸器故障,減速機高速軸斷裂等),該廠中間換過高價減速箱的高彈性聯軸器,換過減速機,最後不得不因為不堪重負而廢掉蒸汽透平和減速機,並修改基礎,改為同步電機驅動。這中間傷筋動骨的曲折、艱辛、大量人員和資金的浪費,何人能夠知曉?
    而恰恰與之相反的是山東久泰化工科技有限責任公司的蒸汽透平驅動活塞壓縮機一直在順利運行,不少化工企業也前去調研試圖取經。
    問題在哪?
    蒸汽透平驅動活塞壓縮機裝置的減速機和壓縮機普遍共用同一油箱,該油箱應該加入抗磨液壓油,其FZG齒輪失效等級不應小於10。山東久泰化工科技有限責任公司的蒸汽透平驅動活塞壓縮機其關鍵在於他們使用的是抗磨油品;德萊賽在國外的近百台的蒸汽透平驅動活塞壓縮機的持續穩定運行也得益於國外壓縮機油品的高FZG齒輪失效等級。
    有一個普遍的事實是:國內的幹螺杆壓縮機的增速齒輪箱一般裝的是普通液壓油,諸多用戶的幹螺杆壓縮機3年以後出現齒輪箱異音增大,傷及幹螺杆主機。即使購買國外大品牌的幹螺杆空壓機也不能幸免。但往往同樣是一個公司的幹螺杆空壓機在國外卻很少出現這種情況。
    國內不少的大棉紡廠自行淘汰昂貴的名牌無油螺杆空壓機,改用SULLAIR的24KT螺杆空壓機+後處理器。
    有些壓縮機專家不懂潤滑油知識,導致不能正確使用潤滑油,使昂貴的幹螺杆空壓機變得不可靠。
    2、更適應於壓縮機潤滑油的研發
    不同氣體壓縮機,尤其是螺杆壓縮機有不同的潤滑油匹配要求,對於新品壓縮機更適應的壓縮機油的基礎油和添加劑配方應遵循:
    為新精品壓縮機研發適應的潤滑油應由壓縮機專家和潤滑油專家結合,通過潤滑油樣品分析,初步設計壓縮機油的功能要求和成本要求,初步設計配方,試調油樣,通過台架試驗和模擬台架試驗,優選配方,並開發不同級別的適用油品。
    (1)對於不同重點功能要求的新品壓縮機,匹配的新壓縮機油也應有區別。例如:要求突出高能效的空壓機,新壓縮機油的重點是支持空壓機降低能耗。潤滑油製造商一般采用好的油性劑和高效減摩劑,以期由此降低壓縮機油的摩擦係數。但是僅此並不會取得理想的效果,此舉對能效的貢獻率不會超過1%。
    要想達到理想的效果,可遵循的方法有:
    1)采用附著力高的基礎油;
    2)追求最佳的粘度;
    3)密封效果和摩擦功率消耗的綜合最佳;
    4)盡量降低空壓機的磨損,盡量延長空壓機整機和零件的壽命,使空壓機的高效工況達到5年或以上。
    (2)除此以外的研發要求是:
    1)壓縮介質與壓縮機油的適應性研究
    不同的壓縮介質有較適應的基礎油和匹配的添加劑,能夠掌握最新,最合理的基礎油和匹配的添加劑技術,就有可能研發出適應的新品壓縮機油。
    2)氧化速度控製
    對於大量使用的烴類化合物基礎油調製的壓縮機油而言,控製其氧化速度至關重要。
    抗氧化實驗研究主要應遵循GB/T12581-2006(ASTM D943)方法,ASTM D2112,D2272法“旋轉氧彈法”。PDSC法適合於短期快速實驗,並可用此法得到的數據分析對照上述兩種方法得到的數據。
    抗氧化劑技術在不斷發展,抗氧劑單劑的性能和不同抗氧劑的協同效應差別很大;有些其它添加劑也有抗氧化作用,這些添加劑與抗氧劑的協同效應也會出現某些端倪,而令人費解。
    新品壓縮機油的功能和壽命很大程度上取決於該油品的抗氧化水平。
    3)酸值控製
    酸值控製應當用GB/T12581-2006(ASTM D943)方法,研究適用於新品壓縮機油的配方和壽命。總酸值控製的好的話,會保證新品壓縮機不易鏽蝕,壓縮機的可靠性相應提高。
    4)粘度控製
    同一種壓縮機可用壓縮機油的粘度範圍較寬,但對於壓縮機的不同功能要求有不同的最佳粘度。此問題尚未得到壓縮機界的共識,精良控製新品壓縮機油的粘度,會使新品壓縮機更能發揮優勢,可能收到意想不到的效果。
    壓縮不同氣體的壓縮機油(主要是噴油螺杆壓縮機油)粘度數值變化很大,用實際氣體做實驗會更有針對性。加速和變溫模擬實驗是行之有效的方法,可先人一步取得實驗成功。
    5)FZG齒輪失效等級要大於10
    有關DIN標準和韓國SK公司要求壓縮機油的FZG齒輪失效等級大於10,而其它的潤滑油製造商卻對此多有微詞,從很多例子應該體會到他們的規定不是沒有道理的。前述的蒸汽透平驅動活塞壓縮機就是驚人一例,而眾多幹螺杆壓縮機增速箱的齒輪和軸承磨損速度就更難於令人滿意,究其原因,無不在於抗磨性差,FZG齒輪失效等級過低所致。
    3、螺杆壓縮機油需要特殊的模擬試驗
    其實潤滑油的許多試驗標準方法都屬於模擬實驗,例如:四球摩擦試驗機,是一種極端載荷試驗,其載荷是實際載荷的5000~10倍,隻有齒輪的接觸載荷能達到最大無卡咬負荷PB的十分之一,一般的摩擦載荷隻有最大無卡咬負荷PB的1/5000,球軸承的載荷在1/20~100。這種模擬實驗與實際摩擦的不同在於載荷的連續性。四球機加在摩擦麵的負荷是連續負荷,而實際摩擦負荷則是脈動載荷,摩擦麵有間隙的低載荷,成為摩擦麵的恢複期,所以四球摩擦試驗機是一種極其嚴酷的試驗方法。但是潤滑界一直把這種方法作為神聖方法,不少的摩擦磨損學者並不認為四球摩擦試驗機的試驗方法的有效性和關聯性。
    潤滑油一般還要進行某些台架試驗,一些發動機油要求作台架試驗,通過之後方能投入使用。台架試驗是比較接近真實工況的模擬試驗。
    在高檔的車輛齒輪油標準中,要進行一係列齒輪台架的評定,包括低速高壓扭矩、高速低扭矩齒輪試驗;衝擊負壓的齒輪試驗;減速箱鏽蝕試驗及油品熱氧化安定性的齒輪試驗。
    評定內燃機油有很多單缸台架試驗方法,如皮特W-1、AV-1、AV-B和萊別克L-38及國產11005、1135單缸,可以用來評定不同等級的內燃機油。目前API內燃機油質量分類規格標準中,規定柴油機油用Caterpillar、Mack、Cummins、單缸及GM多缸進行評定;汽油機油則進行MS程序ⅡD(鏽蝕、抗磨損)ⅢE(高溫氧化)VE(低溫油泥)等試驗。
    而對壓縮機油所進行的台架試驗真是鳳毛麟角。
    有條件的製造商應該開展壓縮機油的台架試驗和模擬實驗研究,改變目前這種壓縮機油壽命的混沌狀況。
    有些潤滑油製造商已經用GB/T12581-2006(ASTM D943)、旋轉氧彈、紅外和RULER方法作了一些高級壓縮機油的試驗,取得了一些數據,但還不是真正意義的台架試驗。
    直接使用傳統的這些方法作所需的試驗,需要花費大量的時間、經費和人力。
    現在是應該以相對準確的台架試驗數據為基礎,設計合理的模擬試驗程序、實驗項目和相應的試驗方法,設計數據評價體係等。為加快台架試驗速度,有計劃地進行多方麵的超速、超載荷、超溫等試驗,取得一定量的數據,並經進一步分析考證,得出更符合實際的相似模擬台架試驗方法。
    在新壓縮機油品研發中可以應用既定的相似模擬台架試驗方法,優選配方及工藝,最終確定不同等級的新品壓縮機油樣品。
    經過模擬台架試驗可以形成一個具體型號壓縮機油品的真實性能數據和真實壽命數據,供壓縮機製造商和用戶參考使用。
    針對不同種類的壓縮機(活塞式,單雙螺杆式,滑片式,透平壓縮機等),應根據需要設計不同的台架試驗方法,以適應壓縮機的發展。
    4、螺杆壓縮機油需要更全麵的抗氧化試驗
    旋轉氧彈、紅外和RULER方法都能反映油品抗氧化性能狀況,但含義不同。
    旋轉氧彈方法反映的是整個油品的抗氧體係,包括抗氧劑還有一些起著輔助、協同作用的抗磨、防鏽、抗腐劑的抗氧效果。雖然為了較快的取得數據,試驗規定工況比實際工況嚴酷,但還是比較接近實際工況。因而,潤滑油指標中,普遍都列有旋轉氧彈值,成為潤滑油最重要的抗氧化指標,壓縮機油更是如此。

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