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螺杆式空压机油的颜色与品质探讨
时间:2019-06-12

摘要:

空压机油在空压机运行过程中承担着冷却、密封及润滑等重要职能,同时负有减振、防噪、防锈和部分动力传送等作用,堪称空压机的血液。本文主演阐述了喷油螺杆式空气压缩机油在使用过程中的颜色变化 原理以及由此带来的影响,探讨了参考油液颜色变化换油的可行性。

在常见的空气压缩机中,喷油螺杆式空气压缩机(以下简称空压机)对润滑油品质要求极高,然而很多用户在使用中对润滑油的监测检测方法不够完善,于是,针对外观的肉眼观察便成了简单而必不可少的油品质量直观吧、判别手段。当油品发生颜色改变时,许多客户仅依靠经验和直觉就草率地作出判断,给出应该换油或继续使用的结论,而其自身往往对于颜色变化的实质缺少科学的理论认知。在此就空压机油的颜色变化成因加以探讨。

空压机新油颜色

空压机油的新油颜色多为浅******或接近透明无色,不同地区生产的基础油,颜色和透明度或多或少存在差异,因此,采用不用地区基础油生产的同型号油品颜色也可能有差异,所以,对大多数润滑油品来说,并没有颜色上的要求。

很多人往往以为油品越接近无色透明,精制程度就越高,而事实是:只要适当使用添加剂,几乎所有润滑油都可以达到无色透明的外观。因此是否无色透明,并不能成为判断油品精制程度的依据。只要指标符合要求,润滑油的初始颜色对使用效果没有影响。

此外,由于包装、储存和运输不同,油品与空气、热源的接触程度存在差异,使很多油品尚未使用,就因受到部分氧化和添加剂的共同作用,而呈现深浅不一的颜色。

个别润滑油对颜色有特殊要求,可以通过染色方式达成,但是性能并不因此改变。

影响空压机油使用的重要因素

由于空压机油在喷入主机时是经过雾化的,且喷入主机后会迅速与高温的压缩气体完全混合,在高温和空气的作用下会被快速氧化,同时有大量的饱和蒸汽起到了催化作用,因此,抗氧化能力的强弱成了影响空压机油使用效果和使用寿命的关键因素。

为了避免空压机油因加入金属元素而产生的催化影响,在空压机油中通常会添加一定量的金属钝化剂,以及抗腐蚀和防锈的添加剂,从而确保全程与金属接触的空压机油的稳定状态。

空气中含有一定量的气态水,当空气被压缩,所含气态水达到临界饱和状态时,液态水就会析出,混入油中起催化作用。

其他诸如粉尘、颗粒悬浮物、特殊气体分子等也会进入空压机压缩室,***终与空压机油混合。、在空压机油的使用过程中,上述诸多因素都是造成空压机油使用效果和使用寿命产生差异的***为重要的影响因素。

使用过程中的颜色变化

随着空压机油装机使用,淡黄或接近无色透明的油品颜色逐步变深,开始呈现不同的色泽改变:******、深红色、蓝色、紫色、深褐色,甚至酱黑色,如图1所示。

通常人们会认为如******、深褐色等常见的色泽改变更倾向于正常,而深红色、蓝色、紫色等不常见的色泽改变则被归于异常。显然,这缺乏必要的科学依据,判断油品色泽改变是否正常应首先了解变色的原因。

某些空压机油的非正常变色往往伴有其他特征,如变乳白或灰白、不透明,同事粘度降低,表示油品含水量过高,乳化严重;或者变黑的同时伴有大量的金属磨屑,发出焦糊的味道等(图2)。

常见颜色变化的原因

虽然氧化和各类杂质的混入难免会带来一定的颜色改变,但是***主要的变色原因则是抗氧剂的作用。热氧化过程中是一系列的自由基链式反应,在热、光或氧的作用下,有机分子的化学键发生断裂,生成活泼的自由基和氢过氧化物。氢过氧化物发生分解反应,也生成烃氧自由基和羟基自由基。这些有机化合物的结构和性质发生根本变化。抗氧剂的作用是******刚刚产生的自由基,或者阻止氢过氧化物的分解,阻止链式反应的进行(图3)。

抗氧剂可延缓或抑制油品氧化过程的进行,从而阻止油品的老化并延长其使用寿命,是必不可少的润滑油添加剂,尤其是对于空压机油这一类使用中必须长期与高温气体混合的润滑油,抗氧剂的种类选择和使用效果往往决定了产品的***终性能。

润滑油中常用的抗氧剂有胺类和酚类,不同类型的抗氧剂在作用时会有不同的颜色变化,多数油品的颜色变化都是由抗氧剂的颜色改变带来的。在使用抗氧剂时,除了考虑抗氧化的效果外,还要考虑与其他添加剂的共容性,实际上在进行配方的研究时,多达上百种的添加剂反映出的绝不仅仅是单剂作用的简单叠加,二十非常复杂的相互作用的共同表现。

以某公司生产的性能优异的空压机油为例,在采用了胺类抗氧剂的同时,优化了多种添加剂的配比,在实际使用中,颜色的变化与市场上多数产品有很大差异,随着使用时间的增加,从无色透明逐步转变为明蓝色、深蓝色、紫色、深紫色。通过对该产品的跟踪测试显示,其指标在运行7600h以后仍然适合继续使用(表1)。

由此可知,空压机油的颜色变化,在未伴随其他明显故障特征同时出现时,多数情况下可视为正常,而油品中沉淀物的情况及油液清浊程度,则更应予以关注。在缺少必要检测手段时,如果变色的同时未析出沉淀,且油液清澈无浑浊,可以初步判断为使用效果良好。当然,***准确的还是油品检测的指标。

特殊的颜色变化原因

还有一种特殊的油品变色情况,即变成绿色(图4)。经过对多宗案例的跟踪研究,发现在油品变绿的同时,检测到酸值增大且增幅较大,多次检测到酸值达到20mgKOH/g以上,要知道,即便是比较宽松的换油标准也不会允许酸值达到2mgKOH/g以上,显然,这个10倍的酸值所代表的是油品严重劣化。此外,还在元素检测中检出超标的铜(有时达到3000ppm以上)。这种情况与其他正常变色明显不同,那么,究竟是酸值升高导致对铜质部件的侵蚀,还是由于超标的铜元素起了催化作用,导致油品的酸值上升呢?

通过大量的油品检测,发现油品中的添加剂含量极低,远远超出正常的损耗。同时在检测中所混入的固体杂质时,发现杂质颗粒度虽然都很小,但是在微观下却具有多微孔结构,也就是说,具有极大的比表面。这些固体杂质的成分比较杂质,有大气灰尘、粉煤灰、水泥粉末等。某水泥厂粉煤灰扫描电镜******如图5所示。

活性炭由于自身独特的孔隙结构以及分子之间相互吸附的凡徳瓦引力,具有强大的吸附能力。油中所混入的杂质颗粒虽然没有活性炭高达500~1500m2/g的比表面,但仍然具有很强的吸附能力。正是这些杂质吸附了大量的添加剂成分,尤其是金属钝化剂和抗氧剂,使得油与接触的铜质部件发生反应(俗称咬铜),大量的铜离子进入油中,起到了催化剂的作用,加剧了油品的劣化,同时抗氧剂的缺失使得油品被快速氧化,造成了酸值急剧增加,此时,大量的铜离子溶入水中,油品呈现绿色。

由以上分析可知,空压机油变绿往往与污染相关,尤其是在有粉煤灰、水泥粉末等存在的环境下。

另有一种观点认为,在空压机设备安装时,需要可靠接地,如果对地连接阻值太大或虚接,设备处于较高的电位,缓慢的对地放电可能造成油品的电离,此时也可能形成油品发绿的现象,但是程度很轻,不易察觉。

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