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          合成壓縮機油的應用

          一、目前,合成潤滑油在壓縮機領域得到廣泛應用,其中注油式和浸油式回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。如西歐在八十年代末合成壓縮機油銷售量為6000t , 九十年代初上升到來10000。而美國銷售量更大已超過15000t , 而且正以大于10%/年的速度增加。
          二、合成壓縮機油的類型及其特點:
          目前用做壓縮機油的合成油有酯類(雙酯、新戊基多元醇酯)、合成烴、聚醚及硅油等?筛鶕䦃嚎s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,
          合成油的使用溫度極限
          不同類型壓縮機油潤滑性能對比
          合成油與礦物油生物降性對比(CEC-L33-T-82法)
          1.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凈度,加之閃點高和自然高,大大進步了設備運轉的安全性,避免安全事故的發生。
          酯類油是具有極性與金屬表面形成的油膜強度高, 因而磨擦系數低,具有良好的潤滑性能。
          酯類油的導熱系數高,其導熱率比礦物油出動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,特別是用于壓縮機油的雙酯和多元酯生物降解率可達90%以上,可減少對生態環境的污染。
          合成油解決的很多潤滑題目與溫度有關,為了解決防止水和其它但這超過一般礦物油的耐熱能力致冷劑在壓縮機系統中冷凝。所以要求壓縮機在高溫下工作有利,。由于礦物油含有蠟的凝膠作用及件件低溫性能差,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、寬的使用溫度范圍,解決了上述題目。合成油在高溫下具有較高的粘度,在低溫下輕易壓縮機輕易啟動,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于工作溫度高于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、沉淀和積炭的產生,進步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,可減少動力耗用度7.2%節省動力3%。而合成酯用于往復式空氣壓縮機,其高閃點和良好的氧化安定性更顯出其優越性,對于大型往復式空氣壓縮機的單程氣缸潤滑,常見的題目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,由于殘炭、銹蝕潤滑劑的過量和高壓作用使壓縮系統在低于149℃的情況下自動起火,甚至引起爆炸。
          2. 合成烴(PAO)
          合成烴這里主要指聚α烯烴,由于合成烴油在很多性能優于礦物油,因此在產業領域應用越來越廣,其中包括壓縮機油的應用。
          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、良好的高溫順熱氧化安定性,對非金屬及金屬材料適應性好,無毒等特點。
          合成烴油主要的性能特點:
          從上述數據看出合成烴油的粘度指數大于是135,可以代替粘度指數改進劑用于調配各類潤滑油,并具有良好的抗剪切性能。良好的高低溫性能可在較寬的溫度范圍內使用,保證油品在冷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。
          合成烴油在化學性能方面具有:良好的熱安定性,
          幾種油的熱穩定性對比 (鋁板溫度310℃ 、油溫度計121℃)
          注 評分標準 10為清潔 0 為嚴重積炭
          1.良好的抗氧化安定性:
          聚а烯烴比礦物油具有更好的氧化安定性,如同樣條件下進行氧彈試驗,壓力降至172Kpa的時間礦物油100SN和250SN分別為100分鐘和180分鐘。而PAO4號和6號分別為380和400分鐘,比礦物油延長了一倍的時間。
          2.良好的水解安定性:
          聚a烯油具有良好的抗水解安定性,一般在有水的情況下比較穩定。
          3.良好的材料適應性:
          聚a烯烴油與礦物油對金屬和非金屬材料的適應性基本相同,
          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,為此需加進橡膠膨脹劑。
          合成烴油對各種橡膠性能的影響
          另一缺點是對某些添加劑溶解性差。 以上兩個題目可以通過加進少量酯類油得以解決。
          合成烴油的應用:
          由于合成烴優良的綜合性能,使其應用范圍不斷擴大。特別適用于在高溫下及寬溫度范圍使用的潤滑油及在冷區、嚴冷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下。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范應用。
          合成烴(PAO)油具有好的水解安定改性、優良的水分離性和高溫氧化安定性,特別適用于工作壓力為小于1Mpa、工作溫度不高于82℃的離心式空氣壓縮機的密封件、齒輪和軸承的潤滑?梢匝娱L壓縮機的使用壽命,一年由于延長了換油周期和檢驗周期延長了濾油器的使用壽命,減少了停工時間,進步了生產效率?晒澥〉慕涃M遠超出了由于采用合成油而增加的用度。
          由于合成烴無毒、無色在食品和醫藥產業得到應用,用于食品級的合成烴螺桿式空氣壓縮機油加進符合美國食品和藥品治理(FDA)法規的添加劑后,其工作壽命也可達到8000小時。
          由于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。由于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、硅油、和加氫例裂解飽合烴,由于合成烴與上述壓縮氣體不互溶,在回轉式壓縮機中保證有更好的容積效率,效果很滿足。
          合成烴在冷凍壓縮機中也有廣泛的應用,因具有支鏈多的特點,能提供三維厚油膜,進步潤滑性,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題目。同時合成烴還適用于高溫下工作的產業熱泵。如用于壓縮溫度高達成120℃的R-114系統具有良好的穩定性。低粘度的合成烴在用于R-13及R-503致冷系統中,蒸發器的溫度可以低于-46℃。都能很好的滿足使用要求。
               
          3、 聚醚類油(PAG)
          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產業化以來,其應用范圍不斷擴大。聚醚型油由于具有低傾點、低溫活動性好,高閃點、可達220℃以上,高粘度指數、一般>200,良好的潤滑性能,由于聚醚分子具有極性,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/青銅摩擦副的抗腐蝕性更好,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。而聚醚與烴類氣體很低溶解性的特點,因而在化工企業用于壓縮輸送烴類氣體的壓縮機得到廣范應用。聚醚油的這些特點使其的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應用。是目前合成潤滑劑產量最大的類型之一。
          在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, 出口壓力為所欲為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。采用礦物油時,高壓乙烯氣體會很輕易將壓縮機油稀釋,造成潤滑不良、壓力下降,以至引起密封件磨損、氣體泄漏而造成仃工仃產。而采用聚醚型壓縮機油就可以解決上述題目。
          由于烴類氣體在PAG油中的稀釋度很低,回收的氣體中油的攜帶量很小,特別適用于已烷、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廣范用于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 時盡熱效率增加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℃)有氧的存在下輕易斷鏈天生的低分子氧化產物,能溶解在油中或迅速揮發掉,所以PAG在高溫下使用不會天生沉積物和膠狀物。且對添加劑感受性好加進酚類及芳胺類高溫抗氧劑后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應用。特別是在高溫鏈條油、齒輪油、壓縮機油等用量較大。
          PAG油還特別適用于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。
          近幾年來,國內各大煉廠為了節約能源,消滅煉廠可燃氣體的排放的火把,減少對環境的污染,采取了用螺桿式壓縮機回收火把氣體的措施,回收的氣體又作為加熱爐的燃料。由于火把氣體主要含有甲烷、乙烯等烴類氣體,采用聚醚型壓縮機油是最隹選擇。

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