Тел./факс: +7 (8452) 250-661
(многоканальный)
все контакты

Компрессорное масло, его свойства и методы очистки масла

Краткое описание требований и свойств Компресорных масел:      Назначение

в зависимости от областей применения и предъявляемых требований компрессорные масла подразделяют на классы:

    - для поршневых и ротационных компрессоров,

    - для турбокомпрессорных машин,

    - для холодильных компрессоров.

Масла для поршневых и ротационных компрессоров

    Масла этого класса широко применяют для смазывания компрессоров, эксплуатируемых в различных отраслях промышленности и на транспорте. В поршневых и ротационных компрессорах смазочное масло находится в прямом соприкосновении со сжатым газом, имеющим высокую температуру. Состав и свойства газа в значительной мере определяют требования к маслу и его работоспособность.

    В поршневых компрессорах масла применяют для смазывания цилиндров и клапанов, а также в качестве уплотняющей среды для герметизации камеры сжатия. Детали механизма движения обычно смазывают индустриальными маслами. В компрессорах с единой системой смазки цилиндров и механизма движения применяют только компрессорные масла.

    В соответствии с правилами, утвержденными Госгортехнадзором СССР ("Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздуховодов и газопроводов" от 7.12.1971 г.), температура воздуха после каждой ступени сжатия воздушных компрессоров не должна быть выше 170 °С для общепромышленных компрессоров и выше 180 °С для компрессоров технологического назначения. В таких условиях основным эксплуатационным свойством масел, обеспечивающим долговечную, эффективную и безопасную работу компрессоров, является их термоокислительная стабильность и способность предотвращать или сводить к минимуму образование коксообразных масляных отложений в нагнетательных линиях компрессоров. Основной причиной пожаров, возникающих в смазываемых маслом компрессорах, является образование твердых продуктов распада и уплотнения масла при его эксплуатации, иногда по аналогии с отложениями в двигателе называемых нагаром. Требования к термической стабильности компрессорных масел возрастают в зависимости от температуры нагнетания компрессора.

    Применительно к компрессорным машинам вязкость является одной из основных эксплуатационных характеристик масла. От вязкости зависят потери энергии на трение, износ поверхностей трения деталей, уплотнение поршневых колец, время запуска компрессора, температура поверхностей трения.

    Образование отложений кокса зависит от термической стабильности масла, а также от его вязкости. Масло более низкой вязкости быстрее перемещается по нагнетательному тракту компрессора и образует меньше отложений в системе нагнетания. В соответствии с правилами техники безопасности эксплуатации стационарных воздушных компрессоров (стандарт ISO 5388) для компрессоров, смазываемых маслом, отложения кокса должны своевременно удаляться. Частота проверок и сроки очистки зависят от качества масла, но при этом толщина слоя отложений между чистками не должны превышать 3 мм при эффективном давлении менее 1 МПа, 2 мм при давлении 1-3 МПа и 1 мм при давлении 3-5 МПа. Следует иметь в виду, что существующее мнение о связи температуры вспышки масла с его безопасной эксплуатацией является неверным. Высокая температура вспышки не гарантирует большей безопасности их применения по сравнению с маслами, имеющими меньшую температуру вспышки. Для поршневых компрессоров более важна температура самовоспламенения компрессорных масел, которая для дистиллятных масел с низкой температурой вспышки выше, чем для остаточных высоковязких масел.

    Обозначения отечественных компрессорных масел установлены в соответствии с разработанным в 80-х годах их унифицированным ассортиментом. Согласно классификации масла разделяют на группы:

    первая - для компрессоров, работающих при умеренных режимах, сжимающих воздух и другие нерастворимые в масле газы при температуре нагнетания ниже 160 °С;

    вторая - то же. при температуре нагнетания ниже 180 °С;

    третья - для компрессоров, работающих в тяжелых условиях при температуре нагнетания ниже 200 °С;

    четвертая - для компрессоров высокого давления, работающих в особо тяжелых условиях при температуре нагнетания выше 200 °С.

    В соответствии с классификацией масла маркируют следующим образом. Буква "К" означает принадлежность к компрессорным маслам. Группа масла указывается цифрой после "К", за исключением первой группы. Затем после дефиса следует цифра, соответствующая кинематической вязкости при 100 °С.

    Примеры обозначений: масло К-12 - компрессорное, относится к первой группе классификации, вязкостью 12 мм-'/с при 100 °С;

    К4-20 - масло компрессорное, относится к четвертой группе классификации, вязкостью 20 ммУс при 100 °С.

    Характеристики компрессорных масел приведены в таблице:

Характеристики компрессорных масел

Показа-тели

Масла без присадок

Масла с присадками

К-19

КС-19

Кп-8С

К3-10

К3-10Н

КС-19П

К3-20

К4-20

К2-220

К2-24

Кинематическая вязкость, мм2/с, при температуре: 100°С

17-21

18-22

6,5-9

8,8-10,5

9-13

18-24

17-23

19,5-22

18-21

21-25

40 °С

-

-

41,4-50,6

73,7-96,2

76-130

-

206-336

240-310

220-310

-

Индекс вязкости, не менее

-

92

95

90

90

85

80

85

82

82

Кислотное число, мг КОН/г

0,04

0,02

0,05

0,2

0,2

0,03

0,5

-

0,4

0,35

Температура, °С: вспышки в открытом тигле, не ниже

245

260

200

205

205

260

250

225

230

270

застывания, не выше

-5

-15

-15

-10

-30

-15

-15

-15

-10

-10

Содержание, % (маc. доля), не более: водорастворимых кислот и щелочей

Отсут-
ствие

-

-

-

Отсут-
ствие

-

-

-

-

механических примесей

0,07

Отсут-
ствие

0,07

0,02

Отсут-
ствие

воды

Отсут-
ствие

Следы

Отсут-
ствие

Следы

Отсут-
ствие

серы

0,3

1,0

0,5

0,65

0,65

1,0

0,35

0,6

0,5

0,5

селективных растворителей

-

Отсут-
ствие

-

-

Отсут-
ствие

-

Отсут-
ствие

-

-

Коксуемость, %, не более

0,5

0,5

0,05

0,2

0,2

0,45

0,45

-

0,45

0,45

Зольность, %, не более

0,01

0,005

0,005

0,005 *

0,005 *

0,005

0,12

0,5-0,8

0,06

0,06

Стабильность против окисления, не более: осадок, % (маc. доля)

0,015

Отсут-
ствие

0,02

-

-

Отсут-
ствие

-

-

-

-

кислотное число, мг КОН/г

-

0,5

0,2

-

-

0,5

-

-

-

-

увеличение коксуемости, %

-

-

-

1,5 **

1,5 **

-

2,0 **

-

3,0 **

2,0 **

потери от испарения, %

-

-

-

15 **

15 **

-

-

-

20 **

-

Цвет, ед. ЦНТ, не более

-

7,0

2,5

6,5

6,5

7,0

7,5

-

7,5

7,5

Коррозия: на пластинках из стали

Выдер-
живает

-

-

Выдер-
живает

-

Выдер-
живает

-

-

-

на пластинках из свинца, г/см2, не более

-

10

-

-

-

-

-

10

-

-

на пластинках из меди

-

-

Выдер-
живает

-

-

Выдер-
живает

-

-

Выдер-
живает

на стальных стержнях

-

-

Отсутствие

-

-

-

-

Отсутствие

-

-

Плотность, кг/дм3

-

905

885

900

900

905

900

900

905

900

    * Показатель нормируется для базового масла.     ** Стабильность определяется по методу ISO 6617. Примечание. Условия окисления при определении стабильности по методу ГОСТ 981 -75:

Масло

Температура, °С

Длительность, ч

Расход кислорода, мл/мин

К-19, КС-19 и KC-19п

120

14

200

Кп-8С

150

25

50

Масла для турбокомпрессоров

    Для смазывания центробежных и турбокомпрессорных машин в основном применяют турбинные масла, среди которых наиболее распространены для этой цели масла Тп-22С и Тп-22Б. В турбокомпрессорах, спаренных с высоконагруженными редукторами, условия работы часто диктуют применение более вязкого, специально разработанного компрессорного масла Кп-8С (ТУ 38.1011296-90). В тех случаях, когда от масла требуется высокая устойчивость к образованию осадка и хорошая антиокислительная стабильность, в компрессорах следует применять масла Тп-22Б и Кп-8С. Преимущества этих масел перед маслом Тп-22С особенно ярко проявляются при их работе в компрессорах, перекачивающих аммиак. По результатам лабораторных исследований и эксплуатационных испытаний масел на турбокомпрессорах отечественного производства и импортных поставок ВНИИ НП и НИИтурбокомпрессоров (г.Казань) разработаны предельные показатели качества, превышение которых отрицательно влияет на состояние узлов трения и работу компрессоров:

Показатель

Максимально допустимое значение

Кислотное число, мг КОН/г

0,2

Массовая доля, %: воды

0,05

осадка, нерастворимого в бензине-растворителе *

0,05

Отклонение кинематической вязкости от вязкости свежего масла, %

± 15

* Определяют по ГОСТ 981-75 при кислотном числе более 0.1 мг КОН/г.

Масла для компрессоров холодильных машин

    К компрессорным маслам для холодильных машин предъявляют специфические требования, обусловленные непрерывным контактом смазывающего материала с хладагентом, а также постоянным изменением температуры и давления среды. Для компрессоров холодильных машин рекомендуется применять минеральные и синтетические масла с достаточно низкой температурой застывания и высокой химической стабильностью. Под химической стабильностью принято понимать склонность масел к взаимодействию с хладагентами на основе галогенопроизводных углеводородов жирного ряда при повышенных температурах и давлении. Важнейшими эксплуатационными характеристиками холодильных масел являются их способность к взаимному растворению с хладонами (смотри рисунок ниже), а также температура, при которой из растворов выпадают хлопья парафина. Температура хлопьеобразования в растворе хладона R-12 составляет для масла: ХФ12-16 - минус 50, ХА-30 -минус 40, ХС-40 - минус 55°С.

    Необходимо также контролировать агрессивность смесей хладагента с маслом по отношению к металлам и другим материалам, применяемым в холодильных машинах.

    Для компрессоров холодильных машин применяют масла серии ХА и ХФ в соответствии с ГОСТ 5546-86:

    Кроме масел по ГОСТ 5546-86 для компрессоров холодильных машин, работающих в диапазоне температур -50...+150 °С, можно применять синтетическое масло ВНИИНП ХС-40 (ТУ 38.101763 - 78), а для промышленных фреоновых холодильных машин - нефтяное масло ХМ-35 (ТУ 38.1011158-88).

Характеристики масел для компрессоров холодильных машин

Показатели

ХМ-35

ХА-30

ХФ12-16

ХФ22-24

ХФ22С-16

ХС-40

Кинематическая вязкость, мм2/с, при температуре: 20°С

-

<=150

>=17

-

-

-

50 °С

32-37

28-32

>=16

25,4-28,4

>=16

37-42

Кислотное число, мг КОН/г

0,03

0,05

0,02

0,04

0,35

0,02

Температура, °С: вспышки в открытом тигле, не ниже

190

185

174

130

225

200

застывания, не выше

-37

-38

-42

-55

-58

-45

Зольность, %, не более

0,005

0,004

-

-

-

0,02

Стабильность против окисления, не более: осадок, %, (маc. доля)

-

0,02

0,005

-

0,02

-

кислотное число, мг КОН/г

-

0,5

0,04

-

0,4

-

Цвет, ед. ЦНТ, не более

-

-

1,0

-

-

-

Коррозия: на пластинках из меди

Выдеживают

на пластинках из стали

-

Отсут-
ствие

-

-

Отсут-
ствие

    Примечания. 1. Для масла ХФ12-16 температура хлопьеобразования с хладоном 12 не выше -50 °С.     2. Для всех масел содержание водорастворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды - отсутствие.

Методы регенерации.

Физические методы

позволяют удалять из масел твердые частицы загрязнений, микрокапли воды и частично –смолистые и коксообразные вещества, а с помощью выпаривания – легкокипящие примеси. Масла обрабатываются в силовом поле с использованием гравитационных, центробежных и реже электрических, магнитных и вибрационных сил, а также фильтрование, водная промывка, выпаривание и вакуумная дистилляция. К физическим методам очистки отработанных масел относятся также различные массо- и теплообменные процессы, которые применяются для удаления из масла продуктов окисления углеводородов, воды и легкокипящих фракций.

Отстаивание

является наиболее простым методом, он основан на процессе естественного осаждения механических частиц и воды под действием гравитационных сил. В зависимости от степени загрязнения топлива или масла и времени, отведенного на очистку, отстаивание применяется либо как самостоятельно, либо как предварительный метод, предшествующий фильтрации или центробежной очистке. Основным недостатком этого метода является большая продолжительность процесса оседания частиц до полной очистки, удаление только наиболее крупных частиц размером 50-100мкм.

Фильтрация

– процесс удаления частиц механических примесей и смолистых соединений путем пропускания масла через сетчатые или пористые перегородки фильтров. В качестве фильтрационных материалов используют металлические и пластмассовые сетки, войлок, ткани, бумагу, композиционные материалы и керамику. Во многих организациях эксплуатирующих СДМ реализован следующий метод повышения качества очистки моторных масел – увеличивается количество фильтров грубой очистки и вводится в технологический процесс вторая ступень – тонкая очистка масла.

Центробежная очистка

осуществляется с помощью центрифуг и является наиболее эффективным и высокопроизводительным методом удаления механических примесей и воды. Этот метод основан на разделении различных фракций неоднородных смесей под действием центробежной силы. Применение центрифуг обеспечивает очистку масел от механических примесей до 0,005% по массе, что соответствует 13 классу чистоты по ГОСТ 17216-71 и обезвоживание до 0,6% по массе.

Физико - химические методы

нашли широкое применение, к ним относятся коагуляция, адсорбция и селективное растворение содержащихся в масле загрязнений, разновидностью адсорбционной очистки является ионно-обменная очистка.

Рекомендуемое оборудование:

Станция очистки масел СОМ 1,6-10 т/ч

Полуавтоматическая и автоматическая

Станция восстановления масел СВМ 1,6-10 т/ч

Полуавтоматическая и автоматическая