Компрессорное масло представляет собой особую разновидность горюче-смазочных материалов, специально разработанную для использования в подвижных узлах и агрегатах компрессорного оборудования. Имеется несколько разновидностей компрессорных масел, имеющих свою область применения и различающиеся эксплуатационно-техническими характеристиками.
По области своего использования и техническим характеристикам компрессорные масла относятся к моторным. Эксплуатация их ведётся в похожих условиях – испытывают на себе воздействие повышенных температур, резкие изменения эксплуатационных режимов.
Виды базовых компрессорных масел
Подобно остальным маслам, используемых для смазки двигателей внутреннего сгорания, компрессорные масла создаются на минеральной, синтетической или полусинтетической основе.
- Минеральные – это смазочные материалы эконом класса, которые изготовлены из продуктов переработки нефти. Они подходят для использования внутри помещений, для смазывания слабо – и средне загруженных устройств. Рабочая температура не должна превышать 90° С, в противном случае повышается риск воспламенения и детонации. Главное преимущество – низкая цена.
- Полусинтетические – универсальные смазочные материалы среднего ценового сегмента, обладающие оптимальным набором вязкостно-температурных характеристик, которые позволяют защитить поверхность промышленного оборудования от коррозии и износа.
- Синтетические – изготовленные на основе полимеров. Такие смазочные материалы относятся к высокой ценовой категории, однако большие первоначальные затраты оправданы благодаря способности материала сохранять вязкость в условиях повышенной температуры (180-200° С) и повышенного давления, возможности работы в экстремальных условиях на открытом воздухе. Такое масло станет оптимальным выбором для компрессоров повышенного давления. Срок службы в 2-4 раза выше, чем у полусинтетического.
- Синтетические масла на основе полиалкиленгликолей (PAG) – представляют собой полимеры окиси алкиленов. Отличаются очень малой растворимостью в них углеводородных газов даже при повышенном давлении. Отличные смазывающие свойства за счет высокой полярности и защитные свойства благодаря прочности масляной пленки. Термоокислительная стабильность выше, чем у минеральных масел. Высокая теплопроводность способствует снижению рабочей температуры. Работа в очень широком температурном диапазоне.
- Синтетические масла на основе полиальфаолефинов (PAO) – обладают лучшей устойчивостью к окислению за счет большей толщины пленки, чем сопоставимые смазочные материалы на основе масел I, II или III группы. Присущая ПАО высокая температурная стабильность может значительно снизить количество отказов оборудования, сократить объем технического обслуживания и увеличить интервалы замены масла. ПАО-синтетические смазочные материалы обычно имеют до 4 раз больший срок службы, чем жидкости на основе минеральных масел.
Синтетические масла более долговечные и обладают лучшими эксплуатационными свойствами, соответственно, стоят дороже.
Типовые методы оценки свойств
Коксуемость
Высокие термические нагрузки на компрессорные масла, особенно при работе в поршневых видах компрессоров, могут приводить к образованию коксовых отложений на деталях. Именно поэтому вовлекаемые базовые масла должны быть хорошо очищены, чтобы обеспечить отличную стойкость к окислению. Данные методы испытания позволяют определить коксуемость масла и склонность к образованию отложений в реальных условиях эксплуатации.
DIN 51352-2
Проведение
Окисление масла в присутствии воздуха с применением катализатора оксида железа (Fe2O3) с последующей оценкой коксуемости.
Что оценивается
Коксуемость окисленного образца масла.
DIN 51551
Проведение
Вакуумная дистилляция масла до 20%-го остатка с последующей оценкой коксуемости.
Что оценивается
- Коксуемость 20%-го остатка после дистилляции.
- Изменение кинематической вязкости 20%-го остатка после дистилляции.
Стабильность к окислению и образованию отложений
Данный метод позволяет оценить стабильность масла к окислению и образованию твердых осадков. Дополнительно проверяется способность окисленного масла вызывать коррозию деталей оборудования.
TOST (ASTM D4310)
Высокая стабильность
Низкая стабильность
DIN 51551
Проведение
Окисление масла в присутствии кислорода, воды, катализаторов при температуре 95 °С в течение 1 000 ч.
Что оценивается:
- Количество осадка.
- Коррозия меди и железа.
- Кислотное число.
Антикоррозионные свойства
Процесс коррозии в компрессорных установках может вызвать коррозионный износ, избыток металлической стружки в масле и забивку фильтрующих элементов. Антикоррозионные присадки в составе компрессорных масел покрывают поверхность пассивирующим защитным слоем, а также активно абсорбируются на очаге коррозии при его возникновении.
Тесты DIN EN ISO 2160, ASTM D130 (коррозия меди)
Высокая защита от коррозии
Проведение
Медная пластина полируется и погружается в нагретое до 37,8 °С масло.
Низкая защита от коррозии
Что оценивается
Изменение цвета и наличие следов коррозии в сравнении с эталонной пластиной.
Тесты ISO 7120, ASTM D665 метод А (коррозия стали)
Высокая защита от коррозии
Проведение
Стальной стержень погружают в нагретое до 60 °С масло на 24 часа.
Низкая защита от коррозии
Что оценивается
Наличие и степень коррозии в сравнении с эталонным стержнем.
Совместимость с материалами уплотнений
При воздействии масел и смазок эластомерные детали могут набухать или терять свою эластичность (стареть). Интенсивность старения зависит от свойств самих эластомеров, температуры и химического состава масла. Эластомеры быстро стареют при воздействии на них продуктов окисления масла. Совместимость масел с эластомерами оценивается по результатам воздействия масла на резиновые детали уплотнений (сальники, манжеты, прокладки и др.) при продолжительном контакте.
ASTM D471
Высокая совместимость
Низкая совместимость
Проведение
Образцы материалов уплотнений погружают в масло.
Что оценивается:
- Изменение объема.
- Потеря веса.
- Изменение механических свойств.
Деэмульгирующие свойства
В зависимости от условий эксплуатации компрессора, а также от его типа возможно повышенное образование влаги в системе смазки. Это может приводить к образованию шламов в системе смазки компрессора, а также к преждевременной потере свойств масла. Компрессорное масло должно быстро отделять воду для предотвращения попадания воды в рабочую зону.
WATER SEPARATION (ASTM D1401)
Высокая деэмульсация
Низкая деэмульсация
Проведение
Образец масла объемом 40 см3 перемешивают в течение 5 минут с аналогичным объемом воды до образования эмульсии.
Что оценивается:
Время расслоения эмульсии.
Противопенные свойства
Во время работы компрессора масло подвергается турбулентным потокам, что может приводить к его вспениванию. При избыточном пенообразовании существует риск потери смазывающих и защитных свойств масла, а также возможно его преждевременное окисление.
FOAM (ASTM D892)
Высокие антипенные свойства
Низкие антипенные свойства
Проведение
Масло подвергается интенсивному пропусканию воздуха с образованием пены.
Что оценивается:
- Объем образовавшейся пены.
- Уровень пены через 10 минут.
Противоизносные и противозадирные свойства
В тяжелых условиях эксплуатации возможна потеря масляной пленки, и движущиеся детали могут кратковременно контактировать. Противоизносные присадки образуют защитный слой на поверхностях металла и предотвращают их повреждение. Уровень противоизносных и противозадирных свойств определяет степень защиты деталей компрессора и возможность применения продукта в условиях особо высоких нагрузок.
FZG SCUFFING TEST (CEC-L-07-A-95)
Высокая защита от износа
Низкая защита от износа
Проведение
На специальном стенде зубчатые колеса, погруженные в масло, вращаются ступенчато с регулируемой нагрузкой, со скоростью 8,3 м/с и при температуре масла 90 °С.
Что оценивается:
Количество пройденных ступеней до достижения повреждающей ступени.
Эксплуатационно-технические характеристики компрессорных масел
Для обеспечения безаварийной работы и длительного срока эксплуатации механизмов, масло должно отвечать следующим требованиям:
- обеспечивать температурную стабильность, эффективно охлаждая движущиеся внутренние узлы компрессора;
- предотвращать образования налёта коксоподобных отложений в процессе нагрева масла;
- иметь стабильный показатель вязкости в широком диапазоне эксплуатационных температур;
- поддерживать герметичность стыков деталей, заполняя собой все зазоры;
- хорошо смазывать трущиеся детали во избежание их истирания и перегрева.
Для достижения вышеперечисленных требований, компрессорные масла имеют такие эксплуатационно-технические характеристики:
- коэффициент вязкости при t = 100ºC варьируется в диапазоне от 7 до 30 сантистоксов;
- низкая степень испаряемости, в том числе и при повышенной температуре работы;
- способность выполнять свои функции при высоких температурных показателях узлов механизма и перекачиваемых веществ. Согласно требованиям технических стандартов, температура воспламенения компрессорных масел должна составлять от 190 до 270ºC;
- химическая нейтральность – компрессорное масло не должно вступать в реакцию с перекачиваемыми газами. При использовании его в холодильных установках, компрессорное масло должно быть инертно в отношении хладагентов.
Типы компрессоров
Условия работы компрессорных масел и требования, предъявляемые к ним.
Поршневые и ротационные компрессоры
Условия работы масел:
непосредственный контакт со сжатым газом, имеющим высокую температуру. Масло работает как уплотняющая среда (герметизирует камеру сжатия), смазывает цилиндры и клапана.
Требования к маслам:
– высокая термоокислительная стабильность;
– способность предотвращать или сводить к минимуму образование коксообразных масляных отложений в нагнетательных линиях компрессоров;
– антипенные свойства;
– определенный уровень вязкости.
Турбокомпрессорные машины
Условия работы масел:
смазывание и охлаждение подшипников, валов и других деталей, защита от коррозии.
Требования к маслам:
– оптимальная вязкость;
– хорошая антиокислительная стабильность;
– устойчивость к осадкообразованию.
Возможно применение турбинных масел (Тп-22С, Тп-22Б).
Компрессоры для холодильных машин
Условия работы масел:
непрерывный контакт с хладагентом, образуется смесь хладагента и масла, которая выполняет одновременно функции и рабочего вещества, и смазывающей жидкости. Постоянные колебания температуры и давления.
Требования к маслам:
– низкая температура застывания;
– высокая химическая стабильность (масло не должно вступать во взаимодействие с хладагентами);
– нейтральность по отношению к деталям холодильной установки.
Классификация компрессорных масел и область их применения
Все современные компрессоры подразделяются на две основных разновидности, отличающихся своей конструкцией и особенностью работы.
- Объёмные. В подобном оборудовании перегоняемое газообразное вещество засасывается в рабочую камеру, сжимается и под давлением выбрасывается наружу поступательно-возвратным движением поршневой системы.
- Динамические. Сжатие перегоняемой ими среды производится при помощи турбинных механизмов. Всасываемый газ ускоряется при помощи роторов турбины, после чего внезапно замедляется, в результате чего происходит его динамическое сжатие.
В объёмных поршневых компрессорах масло обеспечивает смазку движущихся частей – поршневой группы, клапанов, подшипников. Традиционно для подобных моделей используется минеральное масло, отвечающее международным сертификатам DIN-51506-VGL, VDL. Класс вязкости для них соответствует стандартам ISO/VG от 68 до 150. В объёмных компрессорах ротационной или винтовой схемы смазка подвижных узлов производится при помощи масляной ванны. В результате масло непрестанно смешивается с нагнетаемым воздухом, нагреваясь до температуры порядка 90-100ºC.
На выходе из компрессорной камеры устанавливается фильтрующее устройство, сепарирующее масло от газообразного вещества. Поэтому для использования в роторных и винтовых компрессорах применяются масла, имеющие повышенные деаэрационные и деэмульгирующие характеристики.
Особые требования предъявляются и к повышенным антикоррозийным свойствам, максимальному количеству отложений в процессе эксплуатации. Большая часть производителей подобной техники в сопроводительных инструкциях дают указания относительно выбора подходящего масла.
В динамических модификациях компрессорных установок смазка производится через контур принудительной подачи: зубчатых передач, уплотнителей валов, подшипников. Приветствуется использование одного сорта масла для рабочего механизма компрессора и системы его приводов.
Отечественная классификация компрессорных масел
В отличие от моторных, компрессорные масла подразделяются по температуре нагнетаемого вещества.
Все компрессорные масла разделены на 4 группы:
- масла, предназначенные для работы при умеренных нагрузках (температура нагнетаемого газа не превышает 160ºC);
- масла, предназначенные для эксплуатации при умеренных нагрузках, но с tº нагнетаемого газа до 180 градусов;
- масло, разработанное для механизмов, работающих при повышенных нагрузках и температуре до 200ºC;
- масла, предназначенные для работы в крайне тяжёлых условиях, с повышенными показателями давления и температуре до 200ºC.
Маркировка масел и расшифровка
Пример: «КС-19п», «Кп-8С», «К2-24», «К3-10» и др.
«К» означает принадлежность к компрессорным маслам.
Цифра после «К» (кроме 1) группа масла.
Цифра после дефиса кинематическая вязкость при 100ºС.
«п» масло с присадками.
Буква «С» масло вырабатывается из сернистых нефтей.
Марки отечественных компрессорных масел
Для поршневых и ротационных компрессоров:
- для поршневых компрессоров среднего и высокого давления: К-19; КС-19;
- для поршневых и ротационных компрессоров с температурой нагнетания;
- до 200ºС: К3-10; К3-10Н;
- для тяжелонагруженных компрессоров высокого давления: К2-24; К3-20; К4-20; К2-220.
Масла для турбокомпрессорных машин
Масла для компрессоров холодильных машин
Международная классификация компрессорных масел
DIN 51506
Категория масла
Максимальная температура сжатого воздуха, °С
Для компрессоров, установленных на мобильных видах техники
Для стационарных компрессоров
VB, VB-L
до 140
до 140
VC, VC-L
до 220
до 160
VD, VD-L
до 220
до 220
L — масла, содержащие ингибиторы коррозии и антиокислительные присадки
ISO 6743-3
Поршневые и ротационные (лопастные) компрессоры с капельной подачей масла
Ротационные (лопастные и винтовые) компрессоры с интенсивной подачей масла
Легкий режим DAA
Условия:
- t < 160 °C, p < 10 бар, степень сжатия < 3 : 1
- t < 140 °C, p > 10 бар, степень сжатия < 3 : 1
Легкий режим DAG
Условия:
- t < 90 °C, p < 8 бар
Средний режим DAB
Условия:
- t > 160 °C, p < 10 бар, степень сжатия < 3 : 1
- t = 140 –160 °C, p > 10 бар, степень сжатия < 3 : 1
- степень сжатия > 3 : 1
Средний режим DAH
Условия:
- t < 100 °C, p = 8–15 бар
- t < 100–110 °C, p < 8 бар
Тяжелый режим DAC
Условия:
- Те же, что у среднего режима, но в случае применения масел класса DAB наблюдается образование кокса на линии нагнетания.
Тяжелый режим DAJ
Условия:
- t > 100 °C, p < 8 бар
- t < 100 °C, p = 8–15 бар
- p > 15 бар
Масла, специально разработанные для использования в компрессорах, способны надолго продлить моторесурс оборудования. Для этого требуется лишь правильно подобрать сорт масла и его тип, а также соблюдать нехитрые эксплуатационные требования, данные в инструкции по использованию.
Для подбора компрессорных масел вы можете обратиться к нашим технический специалистам
