Компрессорная техника
Компрессорная техника применяется в разных областях. Более распространенными являются следующие модели:
- Поршневой — из поршня и цилиндра с нагнетающим и всасывающим клапанами.
- Винтовой — с двумя винтовыми роторами, которые вращаются синхронно.
- Струйный — включает струйный аппарат, золотниковый клапан, насадку с каналом, применяется в нефтедобывающей и газовой отраслях.
- Мембранный — имеет эластичный пластинчатый орган, который используется при перекачке жидкости.
- Осевой — корпус с направляющими, а ротор — с работающими лопатками.
- Центробежный — с ротором и колесами, имеет обычные и сборные диафрагмы, а также аппараты для направления газовых потоков.
В независимости от конструкции всегда есть масляный нагнетатель, подающий смазочный, охлаждающий и герметизирующий материал.
Технические характеристики и эксплуатационные свойства компрессорных масел.
Согласно ГОСТ 12.1.007 класс опасности компрессорных масел по вредному воздействию на организм человека:
- в жидком состоянии – 4-й;
- при образовании масляного тумана – 3-й.
Теплота сгорания компрессорного масла составляет около 40 МДж/кг, поэтому в соответствии с ВНТП 4-89 помещения, в которых используются воздушные компрессоры, по взрывопожарной и пожарной опасности относятся к категории В/Д (при содержании в единице оборудования более/менее 60 кг масла).
Для улучшения эксплуатационных свойств минеральных компрессорных масел в их состав вводят антиокислительные, противокоррозионные, противопенные, моющие и другие присадки. Характеристики разных видов масел приведены в Таблице 1.
Таблица 1
| Показатели | 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. |
Плотность и вязкость компрессорного масла при изменении температуры
С повышением/понижением температуры вязкость и плотность компрессорного масла уменьшаются/возрастают (рис.1), что может стать причиной ухудшения его смазывающих и герметизирующих свойств/сложностей с запуском оборудования в холодное время года.
Рис.1
Для высоконагруженного оборудования требуемую вязкость смазочного материала рассчитывают по формуле:
υp = υ0α p
где υp и υ0– динамическая вязкость при рабочем (р) и атмосферном (0) давлении; α – постоянный коэффициент для конкретной марки.
Плотность масла при температуре t можно быстро определить простым способом: умножить разность между ней и +20 °С на температурную поправку (таблица 2), вычесть/прибавить полученное произведение из значения плотности при +20 °С (указывается в технических характеристиках), если t выше/ниже +20 °С.
Таблица 2
| Плотность при 20 °С | Температурная поправка на 1 °С | Плотность при 20 °С | Температурная поправка на 1 °С |
| 0,6500–0,6590 | 0,000962 | 0,8300–0,8399 | 0,000725 |
| 0,6600–0,6690 | 0,000949 | 0,8400–0,8499 | 0,000712 |
| 0,6700–0,6790 | 0,000936 | 0,8500–0,8599 | 0,000699 |
| 0,6800–0,6890 | 0,000925 | 0,8600–0,8699 | 0,000686 |
| 0,6900–0,6999 | 0,000910 | 0,8700–0,8799 | 0,000673 |
| 0,7000–0,7099 | 0,000897 | 0,8800–0,8899 | 0,000660 |
| 0,7100–0,7199 | 0,000884 | 0,8900–0,8999 | 0,000647 |
| 0,7200–0,7299 | 0,000870 | 0,9000–0,9099 | 0,000633 |
| 0,7300–0,7399 | 0,000857 | 0,9100–0,9199 | 0,000620 |
| 0,7400–0,7499 | 0,000844 | 0,9200–0,9299 | 0,000607 |
| 0,7500–0,7599 | 0,000831 | 0,9300–0,9399 | 0,000594 |
| 0,7600–0,7699 | 0,000818 | 0,9400–0,9499 | 0,000581 |
| 0,7700–0,7799 | 0,000805 | 0,9500–0,9599 | 0,000567 |
| 0,7800–0,7899 | 0,000792 | 0,9600–0,9699 | 0,000554 |
| 0,7900–0,7999 | 0,000778 | 0,9700–0,9799 | 0,000541 |
| 0,8000–0,8099 | 0,000765 | 0,9800–0,9899 | 0,000528 |
| 0,8100–0,8199 | 0,000752 | 0,9900–1,0000 | 0,000515 |
| 0,8200–0,8299 | 0,000738 |
Комплектация винтовых компрессоров
Изобретение винтового компрессора относится к 1934 году. Со временем разработка претерпела определенное количество изменений, но основной принцип действия остался прежним.
Стандартная комплектация любого винтового компрессора (основные элементы):
|
- Всасывающий (впускной) клапан: основное назначение – это всасывание воздуха из окружающей атмосферы через воздушный фильтр и подача в камеру винтового блока, переключение между режимом нагрузки и холостого хода. Клапан работает в двух положениях: открыт, либо закрыт. За открытие и закрытие всасывающего клапана отвечает контрольный блок (иногда называют пневмоблоком);
- Винтовой блок: состоит из двух роторов – ведущего и ведомого, которых и называют “винтами”;
- Двигатель: электрический или внутреннего сгорания (дизельный/бензиновый); запускает всю систему и приводит в движение винтовой блок;
- Привод (тип передачи): различают ременный или прямой; электродвигатель соединяется с винтовым блоком через ременную передачу: на вал ведущего ротора и двигателя устанавливаются шкивы, соединенные ремнем (или ремнями); либо через прямой привод (в этом случае двигатель может быть соединен различными вариантами прямого привода: через редуктор, через гибкую муфту или непосредственно, когда винтовой блок находится на одном валу с двигателем); устанавливается определенное передаточное число;
- Маслобак: емкость, в которой находится компрессорное масло, циркулирующее по всей масляной системе;
- Термостат: определяет температуру масла; осуществляет переключение контуров охлаждения (малый контур и большой, идущий через радиатор);
- Клапан минимального давления: поддерживает давление, необходимое для циркуляции масла и работы сепаратора;
- Трубопроводы и РВД (рукава высокого давления): необходимы для циркуляции масла, сжатого воздуха и воздушно-масляной смеси;
- Предохранительный клапан: срабатывает при превышении давления в системе:
- Вентилятор: основные функции заключаются в охлаждении и направлении воздушного потока;
- Масляный радиатор: охлаждает масло;
- Концевой охладитель / воздушный радиатор: доводит сжатый воздух до оптимальной температуры перед выдачей из компрессора;
- Контроллер (блок управления): различают несколько видов: на основе прессостата (аналогичный устанаваливается на поршневых компрессорах, выполняет фукнцию старт/стоп, механическая настройка нижнего и верхнего порога давления), электромеханический (кнопка “вкл/выкл”, манометр, в некоторых случаях индикация ошибок в виде лампочек, настройка давления также осуществляется механическим путем), микропроцессорное управление с ЖК дисплеем на разных языках (индикация рабочих параметров и ошибок, электронная настройка компрессора, сигнализация времени проведения ТО, синхронизация с другим компрессором, удаленное управление и визуализация, установка расписания работы компрессора и многое другое, в зависимости от модели и производителя);
- Встроенная система воздухоподготовки (опционально): подразумевает наличие встроенного ресивера, осушителя, магистрального фильтра, циклонного сепаратор (влагоотделителя);
Как и когда заменить масло в компрессоре?
Информация о том, как часто производить замену масла в компрессоре и как проверить его уровень, содержится в сервисной книжке.
При работе оборудования в тяжелом режиме периодичность смены смазки сокращается. Масло следует внепланово менять, когда оно мутнеет или меняет цвет (белеет из-за попадания воды, темнеет вследствие сильного перегрева).
При заправке компрессора необходимо точно соблюдать инструкцию – в маслосистему не должны попасть воздух, влага, пыль.
Перед тем, как поменять масло в компрессоре, нужно удалить старую смазку, залить в него промывочную жидкость и включить на 10-15 минут.
Эффективнее смазать пары трения помогает лубрикатор (распылитель масла, подающий его в виде масляного тумана).
Чтобы лучше понять, как заменить масло в компрессоре, можно посмотреть следующую видео-инструкцию.
Замена масла в поршневом компрессоре
Менять масло в воздушном поршневом компрессоре обязательно после первых 500 ч работы, далее – в зависимости от режима нагрузки и качества всасываемого воздуха, но не реже 1 раза в год.
После каждых 4000 ч эксплуатации следует заменить не только масло, но и поменять масляный фильтр, фильтр-сепаратор, при необходимости – ремень привода.
Замена смазочной жидкости производится при постоянном контроле уровня заполнения (должен находиться между центральной и верхней меткой смотрового окна компрессора).
Замена масла в винтовом компрессоре
Первая замена смазки в винтовом компрессоре производится после 500 ч эксплуатации, в дальнейшем – с периодичностью до 8000 ч (точный интервал зависит от марки устройства и условий эксплуатации).
Заливать свежего масла нужно столько же, сколько было слито старого. Необходимость в доливе определяется после кратковременного включения оборудования.
Отличия в классификации и способе применения
Если моторное масло просто классифицируется по температуре воспламенения или вспышки, то компрессорные технические жидкости разделяются по температуре нагнетания.
Жидкости или газы, которые перекачивает компрессор, имеют температуру на входе и выходе. Для смазочных материалов предусмотрено 4 группы (отечественная классификация):
- Простой режим эксплуатации: до 160°C.
- Умеренный режим (самый распространенный) – до 180°C.
- Суровый режим: для мощных перекачивающих станций, непрерывной работы и (или) переменных нагрузок – до 200°C.
- Экстремальный режим: особо тяжелые условия, аварийные системы, установка компрессоров в неблагоприятной среде – свыше 200°C.
Сложность подбора заключается в том, что в отличие от моторных масел, «компрессорщики» не вырабатывали единых правил совместимости, типа SAE, ACEA, или API.
Например, зарубежные производители технических жидкостей для поршневых перекачивающих установок, руководствуются классификацией VCL DIN 51 506. А винтовые компрессоры обслуживаются маслами, которые соответствуют иному стандарту: ISO/DP 6521.
Свойства компрессорного масла Total, грамотный подбор для оборудования — видео
В этом нет ничего страшного, однако пользователь компрессора затруднен в выборе расходных материалов. Не найдя совместимого продукта, приходится покупать именно тот тип (а зачастую и бренд) компрессорного масла, который указан в документации.
Если у вас отечественный компрессор – можно смело руководствоваться ГОСТ 1861-73. Он устанавливает два основных типа расходников:
- К-12 – дистиллятное масло, с добавлением депрессорной присадки в объеме 1/100. Допускается замена основы на смесь остаточного и дистиллятного масла (по аналогии с синтетикой и полусинтетикой). В качестве присадки используется отечественная разработка АзНИИ.
- К-19 – состав на основе 100% остаточного масла, с добавлением присадок (по аналогии с минеральным маслом).
В качестве примера можно привести классификацию импортных аналогов:
Синтетическое компрессорное масло Shell:
На иллюстрации изображена таблица совместимости с условиями эксплуатации по ISO, при этом остальные производители этим же стандартом пользуются по-своему.
Есть еще один вариант применимости стандартов: DIN 51506 и ISO 6743/3 с дополнительной информацией. Он похож на Шелловский формат, но со своими особенностями. Импортные масла могут использовать присадки, либо выпускаться без них.
Посмотрим вариант классификации по температурному признаку производителя Klüber Lubrication.
Диапазон совместимости шире, чем по российскому ГОСТ, а групп меньше. Это говорит о некоторой унификации. Тем не менее, тот же Klüber Lubrication вводит собственные стандарты компрессорных масел, для совместимости которых с иными производителями потребуются сравнительные таблицы.
Следующий вариант классификации: совместимость для российского ГОСТ по температуре и условиям эксплуатации:
- К19 (КС19) – смазочный материал очищен от сернистых соединений. Рассчитан на эксплуатацию со средними и высокими нагрузками по давлению перекачиваемого материала.
- К2-24, К3-20, К4-20 – масла применяются в компрессорах с возможностью соединения перекачиваемого материала и смазки. Фильтр не требуется, расходник качественный и нейтральный. Не меняет характеристик при высоком давлении. Содержит универсальные присадки для тяжелых условий эксплуатации.
- К3-10 (10Н) – высокотемпературная смазка, не меняющая параметры при температурах воздушной смеси до 200°С. Для стабилизации, компрессорное масло содержит комплекс высокотемпературных и антиокислительных присадок.
Стандарты иностранные, но не чужие
Существующий ассортимент компрессорных масел широк. Его увеличение обусловлено ростом потребности в сжатом воздухе, развитием конструкций компрессоров, ужесточением требований к их производительности, надежности и энергоэффективности.
Компрессорные масла различных классов вязкости имеют в своем ассортименте главные действующие лица российской нефтяной отрасли (масло компрессорное ЛУКОЙЛ, РОСНЕФТЬ).
По мере либерализации внешней торговли на отечественном рынке появились продукты зарубежного производства, изготовленные с учетом последних достижений технологий нефтепереработки (компрессорное масло SHELL, масло компрессорное MOBIL).
Неудивительно, что сегодня в России получили распространение марки компрессорного масла, производство которых регламентируется европейскими стандартами (DIN 51506-2017, ISO 6743-3А).
В DIN 51506-2017 компрессорные масла классифицируют на группы в зависимости от конечной температуры сжатого воздуха:
- VB, VB-L – до 140°C;
- VC, VC-L – до 160°C;
- VD, VD-L – до 220°C.
Они различаются показателями стойкости к старению (особенно высокой стойкостью обладает масло компрессорное VDL). «V» означает компрессорное масло, «L» говорит о наличии присадок.
Производители, чтобы их продукты были легко узнаваемыми на рынке, дают им собственные названия (масло компрессорное SHELL CORENA, масло компрессорное MOBIL RARUS, компрессорное масло ЛУКОЙЛ СТАБИО). Если в названии есть (или подразумевается, ─ о чем говорит ссылка на DIN 51506-2017) сочетание букв VD, VDL (VD-L), VB, VBL (VB-L), VC, VCL (VC-L), присутствующие в марке цифры в большинстве случаев означают кинематическую вязкость масла при 40 OC. Она с относительно небольшими отклонениями (± 10%) равна классу вязкости по ISO.
Примеры: масло компрессорное 32, компрессорное масло 46, компрессорное масло 100 (например, масло компрессорное VDL 100 или масло компрессорное VG 100), компрессорное масло 150.
В марке компрессорного масла может содержаться прямая ссылка на его вязкость по ISO ─ масло компрессорное ISO 100. Или более конкретный пример ─ Mannol Compressor Oil ISO 100.
Mannol Compressor Oil
Компрессорные масла Mannol Compressor Oil ─ один из продуктов компании Sudheimer Car Technik-Vertriebs GmbH ─ представляет в России компания БИТЕХ (https://bi-teh.ru/). Немецкий производитель изготавливает широкий спектр изделий, включая смазки и масла ─ индустриальные, моторные, трансмиссионные. В т. ч. компрессорные масла марок:
- Mannol Compressor Oil ISO 46;
- Mannol Compressor Oil ISO 100;
- Mannol Compressor Oil ISO 150.
Минеральное компрессорное масло Mannol Compressor Oil на основе парафиновых масел применяют для смазывания поршневых, винтовых, центробежных воздушных компрессоров, а Mannol Compressor Oil ISO 46 еще для пневмоинструмента. Его эффективность усиливает наличие беззольных присадок.
Mannol Compressor Oil обладает жизненно важными для компрессоров свойствами:
- термостабильностью;
- устойчивостью к окислению;
- антикоррозионными свойствами;
- низкой испаряемостью;
- оставляет минимум отложений.
Все они помогают гарантировать стабильную надежную работу оборудования.
Купить компрессорное маслоMannol Compressor Oil, значит, сделать правильный выбор для правильной эксплуатации компрессоров.
Изготовленное на севере Германии компрессорное масло отличает высокое качество и соответствие требованиям, предъявляемым потребителями к этому виду продукции.
О требованиях несколькими строками ниже, а сейчас перечислим основные функции компрессорного масла.
Функции компрессорного масла:
смазывание;
смазывание трущихся поверхностей уменьшает абразивный износ деталей, снижает обусловленные трением энергетические потери, обеспечивает чистоту трущихся поверхностей, помогает предупредить задиры, заклинивание и иные чреватые серьезными поломками и быстрым износом дефекты;
охлаждение;
отвод избыточного тепла ─ необходимое условие функционирования компрессора;
- защита от коррозии;
- уплотнение зазоров;
обладая на несколько порядков меньшей текучестью, чем воздух, масло заполняет зазоры, способствуя лучшей герметизации полостей.
Система смазки поршневого компрессора включает насос, масляный фильтр, термостат, охладитель масла. Компрессорное масло для поршневых компрессоров смазывает поршни, клапаны, подшипники и кривошипно-шатунный механизм. Оно формирует стабильный жидкостный слой между трущимися поверхностями (втулкой цилиндра и поршневым кольцом).
Компрессорное масло для винтовых компрессоров смазывает подшипники валов, винты и шестерни (или только шестерни), помогает снизить температуру в камере сжатия, уплотняет зазоры между роторами.
Выбираем масло для компрессора
После того как мы разобрались, что представляет собой современный воздушный компрессор, можно приступить и к вопросу выбора масла для него. Как можно догадаться, у масла есть целый ряд функций в компрессоре, успешное выполнение которых позволит значительно увеличить продуктивность и эффективность всего двигателя. Особенно важен выбор правильного масла в зимний период, так как с наступлением холодов нагрузка на все детали компрессора и автомобиля значительно возрастает, поэтому без качественного масла они могут быстро прийти в негодность. Какими же функциями обладает масло для компрессора? Их существует несколько:
- Улучшение непроницаемости камер сжатия воздуха.
- Уменьшение износа и трения соприкасающихся частей.
- Теплоотвод.
Как видим, каждая из функций имеет очень большое значение для работы механизма, поэтому ни одной из них ни в коем случае нельзя пренебрегать, выбирая масло для поршневых компрессоров и пытаясь сэкономить. Всё потому, что сэкономить не получится, так как даже если вы сэкономите на стоимости масла, уже скоро вы можете столкнуться с весьма серьёзной проблемой, которая заключается в чрезмерно быстром износе деталей и нарушении работы компрессора.
Для того чтобы не прогадать в выборе масла, лучше всего покупать именно те масла, которые предназначены именно для компрессора, так как при производстве таких масел учитываются все особенности работы данного механизма. Также масло должно обладать необходимым уровнем вязкости и иметь хорошую термоокислительную способность. Именно эти два параметра в какой-то степени и являются самыми основными, которыми должно обладать масло компрессорное для поршневых компрессоров.
Что же может произойти, если масло не будет обладать достаточным уровнем вязкости? Всё очень просто, в этом случае оно просто не сможет охлаждать рабочие детали компрессора, что приведёт к их резкому нагреву и непредсказуемым результатам для компрессора в дальнейшем. Начиная с 1993 года, для того чтобы не допустить перегрева и защитить детали от чрезмерного трения, в компрессор поршневой масляный стали заливать 2 типа жидкостей -PAG и POE. Эти жидкости имеют целый ряд всевозможных отличий и также отличаются по коэффициенту вязкости. Так, для жидкости PAG коэффициент может составлять либо 45, либо 150, а для жидкости POE его значение должно равняться 100.
В том случае, если вы не знаете, жидкость какого типа залита в ваш компрессор, вам обязательно следует обратиться к специалисту, который сможет это определить. Без такой информации, лучше не совершать покупку масла и не заливать его в компрессор, так как это может привести к самым неожиданным и очень часто — самым неприятным последствиям, вплоть до поломки компрессора. Поэтому лучше не рисковать.
Какие же характеристики должны быть у масла, используемого в компрессоре:
Хорошие уплотняющие свойства
Важно, чтобы масло обладало подходящим коэффициентом вязкости для конкретного компрессора. В этом случае все свои функции масло будет выполнять в полной мере.
Устойчивость к окислению
Это очень важный параметр, его несоблюдение может привести даже к взрыву из-за образования кокса.
Защита от воды. Довольно часто в процессе работы компрессора газ способен выделять жидкость, хорошее масло не будет позволять попадать воде на детали.
Наличие всех этих характеристик делает из масла очень мощное средство, которое позволяет максимально уберечь компрессор поршневой безмасляный от всевозможных поломок и быстрого выхода из строя.
