Компрессорные масла применяются для смазки цилиндров, клапанов и уплотнения поршневых штоков компрессоров и холодильных машин.
При старении масла в компрессоре преобладают процессы окисления, так как температура воздуха достигает 120—230° С при давлении от 5 до 225 ат. В результате окисления масла в воздушных компрессорах часто образуется нагар на поршневых пальцах, на всасывающих и выпускных клапанах и выхлопной трубе. В этих условиях (высокая температура и давление) масла осмоляются, окисляются и частично превращаются в нагар, лак и осадки. Содержание смол в отработанных компрессорных маслах достигает 6,5% (в свежем 4%).
Как показали исследования, 50—60% нагара составляют асфальтогеновые кислоты и асфальтены и лишь 3—10% — карбены и карбоиды. Это подтверждает, что в воздушных компрессорах преобладают процессы окисления масла и условия работы отличаются от наблюдаемых в двигателях внутреннего сгорания, где преобладают процессы термического разложения. В связи с этим к компрессорным маслам предъявляется требование высокой противоокислительной стабильности, что отражено в нормах ГОСТ.
В компрессорах высокого давления происходит интенсивная конденсация содержащихся в воздухе паров воды. Поэтому отработанные компрессорные масла, как правило, содержат значительные количества воды.
Нефтяная промышленность вырабатывает компрессорные масла двух сортов из малосернистых нефтей — 12 (М) и 19 (Т) и масло КС-19 из сернистых нефтей.
Компрессорные масла получают смешением хорошо очищенных дистиллятных масел с остаточным (авиационным). Так, масло компрессорное 12 получают путем смешения индустриальных (машинных) масел и авиационного МК-22, масло компрессорное 19 — смешением цилиндрового 11 (цилиндровое 2) и МК-22 в соотношении 20 : 80.
Масло компрессорное 12 применяется для смазки механизмов горизонтальных воздуходувных машин, горизонтальных двух- и трехступенчатых компрессоров низкого и среднего давлений (до 40 ат) и одноступенчатых вертикальных и горизонтальных компрессоров низкого давления (до 8 ат).
Масло компрессорное 19 (и КС-19) используется для смазки механизмов многоступенчатых компрессоров высокого давления (до 225 ат).
В табл. 11 и 12 приведены показатели качества свежих и отработанных компрессорных масел 12 и 19.
ТАБЛИЦА 11 Показатели качества масла компрессорного 12
Показатели |
Масло 12 (М) |
|||
свежее |
отработанное — партии |
|||
1 |
2 |
3 |
||
Вязкость V100, сст |
11-14 |
9,1 |
13,6 |
13,0 |
Кислотное число, мг КОН/г |
0,15 |
0,09 |
0,19 |
0,23 |
Температура вспышки (в открытом тигле), °С |
216 |
120 |
214 |
_ |
Стабильность против окисления — осадок после окисления, % |
0,30 |
_ |
_ |
_ |
Зольность, % |
0,015 |
0,078 |
0,208 |
0,137 |
Реакция водной вытяжки |
Нейтральная |
|||
Содержание, % |
|
|
|
|
механических примесей |
0,007 |
1,450 |
0,339 |
0,526 |
воды |
Отсутствие |
3,0 |
2,2 |
7,0 |
ТАБЛИЦА 12 Показатели качества компрессорного масла 19 (Т), работавшего на компрессорах высокого давления
Показатели |
Масло 19 (Т) |
||
свежее |
отработанное — партии |
||
1 |
2 |
||
|
17—21 |
16,48 |
16,58 |
Кислотное число, мг КОН/г |
0,10 |
0,14 |
— |
Температура вспышки (в открытом тигле), °С |
242 |
— |
238 |
Стабильность против окисления — осадок после окисления, % |
0,02 |
— |
— |
Зольность, % |
0,010 |
0,142 |
0,085 |
|
Нейтральная |
Щелочная |
|
Содержание, % |
|
|
|
механических примесей * |
0,007 |
0,2588 |
0,2776 |
0,1204 |
0,093 |
||
воды * |
Отсутствие |
17,2 |
10,4 |
3,6 |
0,88 |
||
Коррозия (по Пинкевичу), г/м2 |
5 |
20,9 |
42,0 |
* Цифра в вычислителе относится к неотстоенному маслу, а в знаменателе — к отстоенному.
Как видно из данных табл. 11 и 12, кислотное число, зольность, содержание механических примесей и воды повысились, а другие показатели практически остались без изменения.
Для холодильных машин применяются следующие масла: ХА (фригус) — при работе на аммиаке или двуокиси углерода; ХФ-12 и ХФ-22 — при работе соответственно на фреоне 12 и фреоне 22.
Температурные условия работы компрессорных масел в холодильных машинах значительно мягче, чем в воздушных компрессорах, так как хладагент в ходе всасывания интенсивно охлаждает стенки цилиндров, и все же в маслах для холодильных машин образуются твердые отложения и осадки. Процессы окисления в них не протекают (воздух практически отсутствует), однако аммиак и сернистый ангидрид способны растворяться в масле, сообщая ему щелочную или кислую реакцию.
При использовании в качестве хладагентов галоидпроизводных углеводородов (фреона, хлористого метила), смешивающихся с маслами в любых соотношениях, отработанные масла разбавляются ими, вязкость масел становится значительно ниже нормы. Но достаточно отогнать хладагент и дополнительно обработать масло отбеливающей глиной (3%), чтобы качество его восстановилось до нормы.
В табл. 13 и 14 приведена характеристика свежих, отработанных масел ХА и ХФ-12.
Таблица 13 Показатели качества масла ХА
Показатели |
Масло ХА (фригус) |
||
свежее |
отработанное |
регенерированное |
|
Вязкость v50, сст |
11,5-14,5 |
12,5 |
12,9-13,2 |
Кислотное число, мг КОН/г |
0,14 |
— |
0,04 |
Температура вспышки (в открытом тигле), °С |
160 |
156 |
162 |
Зольность, % |
0,12 |
0,16 |
0,002 |
Реакция водной вытяжки |
Нейтральная |
Резкощелочная |
Нейтральная |
Испытание на коррозию |
Выдерживает |
— |
Выдерживает |
Содержание, % |
|
|
|
механических, примесей |
Отсутствие |
0,22 |
Отсутствие |
воды |
» |
До 3,2 |
- |
ТАБЛИЦА 14 Показатели качества масла ХФ-12
Показатели |
Масло ХФ-12 |
||||
свежее |
отработанное, партии |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
||
Вязкость v50, сст, не менее |
18 |
15,66 |
14,14 |
16,58 |
15,13 |
Кислотное число, мг КОН/г |
0,03 |
0,021 |
0,029 |
0,014 |
0,063 |
Число омыления, мг КОН/г |
— |
0,617 |
1,715 |
0,447 |
0,527 |
Температура вспышки, °С |
160 |
180 |
178 |
176 |
173 |
Зольность, % |
— |
0,0114 |
0,0246 |
0,0114 |
0,0026 |
Реакция водной вытяжки |
Нейтральная |
Кислая |
Нейтральная |
||
Содержание, % |
|
|
|
|
|
примесей |
Отсутствие |
0,0560 |
0,1592 |
0,0202 |
0,0342 |
в том числе: |
|
|
|
|
|
асфальтенов |
— |
0,0168 |
0,0780 |
0,0130 |
0,0236 |
неорганических компонентов |
_ |
0,0048 |
0,0316 |
0,0032 |
0,0026 |
карбенов и карбоидов |
— |
0,0344 |
0,0496 |
0,0040 |
0 0080 |
железа |
— |
0,0015 |
0,0096 |
0,0006 |
0,0008 |
воды |
Отсутствие |
Следы |
Отсутствие |