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浅析往复式空压机润滑油选用

   【乐虎集团的官方网站 】1、引言
 
  往复式空压机用于气缸、活塞、活塞环、填料等与压缩空气直接接触的工作部件润滑的,称为气缸润滑[1-2],多采用压力润滑方式,其原理主要依靠专门的注油器在压力下注入气缸强制润滑,注油点和注油量均可控制,各润滑点由单独的油管供油。
 
  往复式空压机的润滑,除采用自润滑材料外,均要求在相对运动运动表面注入适量润滑油,形成一定厚度油膜,以减少摩擦、磨损,降低功率损耗。此外,润滑油还能起到阻塞、密封气体以及清洗冷却的作用。因此正确选择润滑油的牌号和注油量,是保证往复式空气nianxiangyuan 安全、可靠运行的重要基础。
 
  润滑油随着基础油及添加剂的发展、nianxiangyuan 的种类区别较大,实际运用中应根据nianxiangyuan 的工况,结合润滑油理化指标,选型出适宜nianxiangyuan 的润滑油。
 
  2、润滑油发展概略
 
  往复式空压机油主要分为矿物油型和合成油型,我国最早于20世纪60年代对照苏联ΓOCT1861-54标准[3],开始研究和生产矿物油型润滑油,并发布了石油化工部标准SY-1216-66,该标准中仅有HY-13和HY-19两个牌号,HY-13未加添加剂,HS-19增加了抗氧防腐剂,当时的油品无法满足高压、高温工况,易产生积碳,对活塞和气损坏较大。之后在此基础上修订完善了SY-1216-77版标准,但牌号仍然较少。
 
  1981年,ISO开始逐渐发布润滑油标准族ISO6743,1987年首个乐虎电子游戏国际官网 润滑油国标ISO6743-3A/3B(3B适用于冷冻nianxiangyuan )发布。2003年,ISO发布6743-3:2003标准,取消了3A和3B之分[4]。
  我国在1991年正式执行GB 12691-90,于1992年正式替代SY-1216-77。该标准主要规定了矿物油型乐虎电子游戏国际官网 油的技术条件,其中根据排气压力、温度、级压力比和最终排气压力,分成了轻载荷(DAA)和中载荷(DAB)2类油品,适宜有油润滑往复式乐虎电子游戏国际官网 ,并按40℃运动粘度分为32#、46#、68#、100#、150#5个牌号,较原标准增加了3个。
 
  1992年,我国正式发布了GB/T 7631.9-92。1997年,对照ISO 6743-3A:1987和ISO6743-3B:1988,对其进行了第一次修订,发布了GB/T7631.9-1997标准[5]。该标准中根据分了轻载荷(DAA)、中载荷(DAB)、重负荷(DAC)3个种类,5个牌号共计15种。标准中约定俗称DAA和DAB为矿物质油,DAC为合成油。2014年经第二次修订,发布GB/T7631.9-2014标准,该标准对标ISO 6743-3:2003标准,取消了DAC分类,其中DAA和DAB除了载荷区分外,均包含矿物油和合成油[4],DAA类主要包括深度精制的矿物油,半合成和全合成油,DAB类主要包括特殊配置的矿物油、半合成和全合成油。研究认为,这与乐虎电子游戏国际官网 市场中螺杆式逐渐成为主流有较大关系。
 
  目前,往复式空压机工况逐渐向“三高”发展,即高压、高压差和高排温[6],乐虎电子游戏国际官网 润滑油的发展趋势为高可靠性、长寿命。随着乐虎电子游戏国际官网 工况条件逐渐苛刻,对润滑油的要求不断增加,有高温氧化安定性、积碳倾向性低、粘温性能好、挥发性弱和寿命长的合成润滑油品得到了较快的发展[7-8]。
 
  3、乐虎电子游戏国际官网 油品理化指标
 
  3.1 粘度
 
  粘度为润滑油最主要的指标,定义为一定温度条件下内摩擦系数与密度之比。粘度大表示润滑时内摩擦阻力大,将增大润滑功率损耗;粘度过小,则不能生成适宜厚度的油膜,影响润滑性能,增加摩擦功和磨损。
 
  润滑油粘度还会随温度变化而变化,一般润滑油低温时变化小,超过60℃时变化较大。表征粘度随温度变化的程度的是粘度指数,定义为40℃与100℃下粘度的比值,当粘度指数高于80时,常认为是高粘度指数润滑油。由于nianxiangyuan 在使用中被反复冷却和加热,常要求粘度指数适宜的润滑油,即粘度不能随温度变化而有太大变化。
 
  3.2 闪点
 
  当润滑油被加热时,其表面即开始形成油蒸汽,当油品在大气压力下加热形成的蒸汽压,达到用明火点燃的下限浓度时,发生瞬息燃烧时的温度即为闪点。
 
  闪点过高,说明油品馏分重、粘度大、沥青质等含量高,使用时易积碳;闪点过低,当气缸内温度过高时,易发生燃烧爆炸,造成人员伤害和设备损坏。闪点作为油品安全性的重要指标,一定要适宜,一般文献建议选型时闪点高于使用温度20~30℃即可。
 
  3.3 氧化安定性
 
  氧化安定性表示油品抵抗大气或氧气作用保持其性质不变的能力,在乐虎电子游戏国际官网 中,润滑油在气缸金属表面形成的油膜,在金属催化作用下与空气中的氧气发生化学反应,生产脂酸、焦油、沥青等产物,使润滑油色泽变黑,粘度和酸值增加,并能析出胶状沉积物阻塞油道、滤油器、气等。
 
  氧化安定性差将会缩短润滑油寿命周期,增大nianxiangyuan 故障或损坏概率,是一个需要控制的指标,可通过选用合适的基础油、添加抗氧化剂等措施调制出适宜的油品。
 
  3.4 积碳倾向性
 
  积碳倾向性以金属壁面生产的薄膜积碳的百分数来衡量,从气缸和压缩空气一起排出的润滑油,一部分以湿润状态附着在排气阀和排气管道表面,在高压高温下,在金属表面易生成薄膜积碳,影响设备安全运行。实践证明,高粘度的油易产生积碳,低粘度的环烷基油有时也生成大量积碳[9],为防止积碳产生,应根据nianxiangyuan 负荷和压力温度条件,选择适宜粘度的润滑油。
 
  3.5 其他
 
  往复式空压机油中抗磨性、抗乳化性等也是较为重要的指标。抗磨性代表nianxiangyuan 在使用中的抗磨性能,实验室多用摩擦磨损试验仪,磨迹小说明nianxiangyuan 油的抗磨损能力、润滑性好。抗乳化性多表征油品从液态水中分离的性能,分离的时间越短,抗乳化性越好。
 
  4、CFA34往复式空压机润滑油选型案例
 
  4.1 CFA34往复式空压机
 
  CFA34乐虎电子游戏国际官网 为美国卡麦隆(CAMERON)4列4级往复式空压机,转速1490r/min,流量45Nm3/min,最高排气压力32MPa。1~4级排气压力分别为3.9MPa、8.6MPa、21MPa和32MPa,1~4级排气温度分别为142℃、140℃、148℃和92℃。
 
  气缸为有油润滑,通过CPI注油分配块强制润滑和控制油量,设无油流开关检测手段。
 
  4.2 润滑油选型案例
 
  在nianxiangyuan 调试投运初期,根据厂家推荐使用了壳牌万德利S2B 320#工业齿轮润滑油,经过近1年运行发现,活塞杆出现异常磨损,局部出现发蓝现象。
 
  经查《壳牌润滑油-用户手册》知,S2B系列是通用工业轴承和循环系统的润滑油,主要用于循环系统、油润滑轴承、锟颈轴承及工业用闭式齿轮系统。而CFA34往复nianxiangyuan 气缸润滑为非轴承、非循环润滑系统,且活塞杆异常磨损,说明油膜厚度不足,润滑油粘度不合适。
 
  后选用加德士WS-460#润滑油替代壳牌S2B320#,该润滑油使用了大约2年,未出现明显的积碳,但活塞环的使用寿命相对较之前有所降低,考虑到WS-460#润滑油粘度过高,易增加活塞杆与气缸这对摩擦副引起的摩擦损耗。由于在往复nianxiangyuan 中,气缸与活塞环引起的摩擦损耗约占总摩擦损耗的38%~45%,填料与活塞杆引起的摩擦损耗约占2%~10%[10],对高速、高压nianxiangyuan 中,这个比例还会更大。据此,针对CFA34往复式nianxiangyuan 的高转速特点,同时考虑使用国内乐虎电子游戏国际官网 专用润滑油,重新按照郁永章主编《活塞式nianxiangyuan 》[11]标准选型,探索使用低粘度润滑油(表1)。
 
浅析往复式空压机润滑油选用
 
  根据《活塞式nianxiangyuan 》,结合CFA34往复式乐虎电子游戏国际官网 工况:排气压力32MPa,压缩级数4级,气缸冷却方式为水冷,发现并无完全符合标准的,但无论是从排气压力温度和压缩级数维度看,N150都为推荐牌号,因此选出中国石化长城LDAB-150 4502型乐虎电子游戏国际官网 油[12]。
 
  在选型的同时,针对nianxiangyuan 使用中存在的积碳和磨损情况,委托国内某研究所对WS-460#进行深度分析,并对国内某新型研制的150#乐虎电子游戏国际官网 油进行对比试验。开展WS-460#和新型150#油高温结焦试验,进行活塞机后端除油设备中润滑油ICP分析。
 
  利用高温斜板结焦器对WS-460#和新型150#在250℃下做6h观察实验。根据实验结果可知,发现WS-460#生成结焦量大,颜色暗深,某型150#生成结焦量较少,说明WS-460#积碳倾向性能不好,在高压高温条件下容易产生积碳,影响设备安全运行。
 
  对活塞机后端除油设备中润滑油进行ICP分析后(表2),从废油元素分析来看,其含有铁元素含量较高,说明内部存在磨损。
 
浅析往复式空压机润滑油选用
 
  进一步对比分析WS-460#和新型150#油抗磨性能,经测WS-460#在摩擦磨损试验仪中四球磨斑半径为0.464mm,新型150#油为0.355mm,说明新型150#油具有更好的耐磨性。
 
  此外在粘度、闪点、倾点等其他理化指标方面,新型150#油与WS-460#、长城LDAB-150 4502基本相同(表3)。因此认为新型150#乐虎电子游戏国际官网 润滑油在积碳倾向性、抗磨抗压性方面优于WS-460#润滑油,有利于降低积碳产生、减缓摩擦损耗。
 
浅析往复式空压机润滑油选用
 
  目前,中国石化长城LDAB-150 4502型乐虎电子游戏国际官网 油和新型150#乐虎电子游戏国际官网 润滑油均在CFA34机型上试用,均已连续运行约700台时,目前各台机组未发现明显积碳,各级参数未发现因油品引起的异常。
 
  5、结语
 
  本文梳理了往复式空压机气缸润滑油发展历程,尤其是各类标准、分类和牌号的变更过程和渊源。从粘度、闪点和积碳倾向性等关键性选型指标入手,重点分析了CFA34往复式空压机润滑油选型过程,对比使用过国内外不同牌号的4类油品,得出的一些结论可供有同行业借鉴。
 
  从选型案例中可见,针对高转速、高压力的纯进口机型,进口油品无论是壳牌320#还是加德士460#均有一定的优点和缺陷,但完全可被国产150#乐虎电子游戏国际官网 专用油替代,部分指标甚至还优于国外产品。下一步将深入对比中石化LDAB-1504502型和新型150#乐虎电子游戏国际官网 润滑油效果,继续探索往复式空压机润滑油选型中的相关课题。
 
  参考文献
  [1] 魏龙.活塞式nianxiangyuan 润滑油的选择[J].化学工业与工程技术,1998,19(4):23-25.
  [2] 李微微,孙宏飞.往复式nianxiangyuan 润滑油的选用[J].中国设备工程,2009,8:28-30.
  [3] 蔡叔华.我国nianxiangyuan 润滑油研究的进展[J].润滑油,1995,10(1):24-27.
  [4] 吴旭东.从ISO标准的演变看乐虎电子游戏国际官网 油的发展[J].合成润滑材料,2010,37(2):36-40.
  [5] 中国石油化工股份有限公司科技开发部.石油产品国家标准汇编[G].北京:中国标准出版社,2005:43-48.
  [6] 徐平,孙东,杨界贤.DAC重负荷乐虎电子游戏国际官网 油的研制[J].润滑油,2007,(3 ).
  [7] 高锋,刘晖,樊玉光,等.nianxiangyuan 油性能及合理选用[J].nianxiangyuan 技术,2007,(4 ):64-68.
  [8] 李姝,陈美名.合成乐虎电子游戏国际官网 油的特点及应用[J].合成润滑材料,2012,39(1):32-34.
  [9] 陶承德.nianxiangyuan 润滑油使用[J].黑龙江科技信息,2004,11.
 

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