Типы компрессоров и компрессорные масла

Компрессор – это механизм, применяемый для сжатия газов. Спектр использующихся в компрессорах газов достаточно широк: воздух, применяемые в рефрижераторных установках в качестве хладагентов хлорфторуглерод, метилхлорид, аммоний, используемые в промышленности органического синтеза водород, азот и пр. газы.

Диапазон создаваемого давления также достаточно широк – от 1 до 1000 кг на см³. Для эффективной эксплуатации компрессоров в соответствии с возлагаемыми на них задачами и увеличения срока их службы проводится смазка подшипников и трущихся поверхностей подходящими смазочными материалами – компрессорными маслами. Они используются в качестве охладителей, а также средств, предотвращающих утечку газа, образование ржавчины и износ металлических деталей за счет снижения трения между ними.

Существуют компрессоры поршневого и вращательного типа. Первые, в свою очередь, подразделяются на одноступенчатые (вертикальные и горизонтальные, скоростные многоцилиндровые, двойного действия), двухступенчатые (каскадные, двухцилиндровые) и многоступенчатые (каскадные, параллельные, оппозитные). Компрессоры вращательного типа подразделяются на ротационно-пластинчатые и ротационно-винтовые, осевые и центробежные (радиальные, турбокомпрессоры).

Смазка компрессоров поршневого типа подразделяется на внутреннюю смазку системы цилиндров и на внешнюю смазку системы картера. В зависимости от объектов смазки различаются и требования, предъявляемые к компрессорным маслам.

Масла для внутренней смазки производят смазку цилиндров, поршней, клапанов и прочих участков, напрямую контактирующих со сжатым газом, и выполняют функцию по предотвращению утечки сжатого газа.

Для обеспечения хорошего скольжения трущихся частей поршней эти масла должны обладать подходящей вязкостью. Из-за воздействия на них высокой температуры и давления, а также процессов теплового и кислотного разложения, происходит образование углеродных осадков.

Масла для внутренней смазки компрессора должны отвечать следующим требованиям:

• Иметь подходящую степень вязкости
• Обладать стабильностью к окислению
• Быть стойкими к карбонизации
• Обладать хорошим сцеплением с металлическими поверхностями
• Предотвращать образование коррозии
• Сохранять стабильность в отношении сжатого газа

Масла для внешней смазки предназначаются для подшипников, штифтов поршней, области вокруг коленчатых рычагов.

Так как масла для внешней смазки часто применяются в продолжительном повторном режиме, они должны обладать превосходной стойкостью к окислению, а также:

• Большим коэффициентом вязкости
• Высокой стойкостью к окислению
• Хорошими водоотделяющими свойствами
• Свойствами препятствовать образованию ржавчины
• Малым пенообразованием

Масла для компрессоров вращательного типа выполняют функции охлаждения, герметизации и снижения трения.

Компрессорное масло поглощает тепло, образующееся в процессе сжатия газа, затем производит теплообмен с охлаждающей жидкостью или воздухом в масляной охлаждающей системе и вторично подается в компрессор, выполняя таким образом функцию охлаждения. Смазочные масла предотвращают утечку сжатого газа путем герметизации промежутков между ротором и кожухом, между ротором по типу «мама» и ротором по типу «папа» в компрессорах винтового типа, между ротором и оплеткой в компрессорах пластинчатого типа.

В компрессорах винтового типа масло смазывает подшипники, поверхности зубцов ротора, шестеренчатую передачу скорости, в компрессорах пластинчатого типа – трущиеся поверхности ротора и пластин, а также трущиеся поверхности между платинами и кожухом, предотвращая тем самым износ в результате трения.

В компрессорах вращательного типа смазочное масло смешивается с поступающим воздухом, впитывает тепло, образующееся при сжатии газа, затем отдает это тепло в масляном охладителе и охлаждается.

Из-за того, что масло в компрессоре циркулирует в повторяющемся режиме «нагрев-охлаждение», оно подвержено окислению.

Кроме того, на процесс окисления влияет соприкосновение масла с металлами (медью, сталью и пр.) и металлической пылью, образующейся при трении деталей. В связи с этим смазочные масла должны обладать особенно высокой стойкостью к окислению и противозадирными свойствами.

К смазочным маслам для компрессоров вращательного типа предъявляются следующие требования:

• Высокий индекс вязкости
• Высокая стойкость к окислению и термоокислению
• Хорошие водоотделяющие свойства
• Антикоррозийные свойства
• Предупреждение негативного воздействия металлических катализаторов окисления (стали, меди, медных сплавов)
• Минимальное пенообразование

Выбор вязкости компрессорного масла в большинстве случаев производится опытным путем исходя из таких показателей как диаметр цилиндров, температура, сила создаваемого давления, количество оборотов, применяемый газ.

Что касается выбора оптимальной вязкости масла для компрессоров вращательного типа, то для винтовых обычно применяются масла с индексом вязкости 28-35 c ST при +40 °С, для пластинчатых – со степенью вязкости 32-56 c ST при температуре +40 °С.

При использовании масла с ухудшившимися параметрами образуются нагар и копоть, которые забивают масляные фильтры, поэтому необходимо производить его регулярную замpну.

В зависимости от качества используемого масла, условий эксплуатации, и пр. сроки замены масла могут незначительно отличаться.

Таблица 1. Сроки замены картерного масла