冷冻机油的原理

冷冻机油的原理 　　冷冻机油 　　冷冻机油主要用于润滑冷冻机中需要润滑的部位，与压缩机运转性能和使用寿命有密切关系，所以它的选择和应用，都是非常的重要。 　　1. 冷冻机油的主要功能 　　(1) 润滑摩擦面，使摩擦面完全被油膜分隔开来，从而降低摩擦功、摩擦热和磨损； 　　(2) 冷冻机油的流动带走摩擦热，使摩擦零件的温度保持在允许范围内； 　　(3) 在密封部位充满油，保证密封性能，防止制冷剂的泄漏； 　　(4) 油的运动带走金属摩擦产生的磨屑，起到清洗摩擦面的作用； 　　(5) 为卸载机构提供液压的动力。 　　2. 冷冻机油的分类 　　一类是传统的矿物油;另一类是合成的多元醇酯类油如POE(PolyolEster)，常称聚酯油PAG(PolyalkyleneGlyco1)也是合成的聚(乙)二醇类润滑油， 　　它们中文名不十分统一。POE油不仅能良好地用于HFC类制冷剂系统中，也能用于烃类制冷剂。PAG油则可用于HFC类、烃类及氨作为制冷剂的系统中。 　　3. 选择冷冻机油应考虑的因素 　　(1) 粘度 　　压缩机的转速越高，使用冷冻机油的粘度应越大，实际使用中一般低速立式双缸压缩机可使用L-DRAl5号冷冻油，中速和高速多缸压缩机应使用L-DRA22号或L-DRA32号冷冻油，某些高速重载压缩机的发热量大，油温高，气温也高，最好使用L-DRA46号或L-DJRA68号冷冻油。 　　(2) 热稳定性 　　热稳定性一般用冷冻机油的闪点来衡量。闪点是指冷冻机油的蒸汽遇火后发生闪火的温度。冷冻机油的闪点必须高于压缩机的排气温度，如R717，R12，R22压缩机使用的冷冻机油闪点应在160℃以上。 　　(3) 流动性 　　冷冻机油应有良好的低温下的流动性，在蒸发器内，因温度低、油的粘度增大，流动性变差，当达到一定温度时冷冻机油停止流动，此时的温度称油的凝固点。制冷机的冷冻机油要求凝固点要低，特别是低温制冷机对油的凝固点要求很重要。否则流动性降低，既影响蒸发器的传热又影响机器的润滑。 　　各种冷冻油的凝固点都在-40℃以下，能够满足一般用途的制冷机的使用需要。蒸发温度再低时，可使用精密仪器油，其凝固点一般不高于-60℃。 　　(4) 溶解性 　　各种制冷剂与冷冻机油相溶是不相同的，大致分三大类： 　　一类为相互不溶解的，一类为相互无限溶解的，再一类是介于上述二者中间的。关于溶解性的利弊在制冷剂一节已有论述，这里不再重复。 　　(5) 浊点 　　冷冻机油开始析出石蜡(油变混浊)时的温度称为浊点，当有制冷剂存在时，冷冻机油的浊点会下降。 　　(6) 此外，全封闭和半封闭制冷机对冷冻机油的电击穿电压有一定的要求，一般要求在25kV以上。 　　4. 冷冻机油变质的原因主要 　　(1) 混入水分由于制冷系统中渗入空气，空气中的水分与冷冻机油接触后混合进去；制冷剂中含水量较多时，也会使水分混入冷冻机油。冷冻机油中混入水分后，粘度降低，对金属造成腐蚀。在氟利昂制冷系统中，还会引起“冰塞”现象； 　　(2) 氧化冷冻机油在使用过程中，当压缩机的排气温度较高时，就有可能引起氧化变质，特别是化学稳定性差的冷冻机油，更易变质，经过一段时间，冷冻机油中会形成残渣，使轴承等处的润滑变坏。有机填料、机械杂质等混入冷冻机油中也会加速它的老化或氧化； 　　(3) 冷冻机油混用几种不同牌号的冷冻机油混合使用时，会造成冷冻机油的粘度降低，甚至会破坏油膜的形成，使轴承受到损害；如果两种冷冻机油中，含有不同性质的抗氧化添加剂，混合在一起时，就有可能产生化学变化，形成沉淀物，使压缩机的润滑受到影响，故使用时要注意。 　　(4) 冷冻机油中有杂质。 　　5. 冷冻机油的选择标准 　　冷冻机油的规格品种很多，为了保证制冷压缩机的正常运行，必须了解冷冻机油的性能，并能正确选用。冷冻机油的性能可由很多指标来决定，以下简要介绍其主要质量指标。 　　粘度，粘度是润滑油最重要的性能参数之一，它决定了滑动轴承中油膜的承载能力、摩擦功耗和密封面的密封能力。粘度的大小通常以运动粘度来表示，法定单位是m2/s，常用单位是斯（st）和厘斯（cst）。1st=10-4m2/s=1cm2/s，1cst=10-6m2/s=1mm2/s。 　　制冷压缩机的润滑油粘度必须合适，粘度过大，油膜承载能力大，易于保持液体润滑，但流动阻力大，压缩机的摩擦功耗和启动阻力将增大；粘度过小，流动阻力小、摩擦热量少，但不易形成润滑油膜，同时也影响密封性。由于制冷压缩机在工作中高压侧制冷剂的排气温度高，希望润滑油的粘度不应过小。又由于低压侧吸入的低温气体，此时润滑油的粘度又不应过大。各种润滑油的粘度都是随温度的升高而有不同程度的下降。在制冷压缩机中要选用粘度随温度变化尽可能小的润滑油，即专用的冷冻机油。 　　润滑油的粘度还与制冷工质在润滑油中的互溶性有关。如氨和润滑油不相溶，应选用较低粘度的润滑油。 　　冷冻机油选取的基本要求 　　1. 基础油质量要高 　　压缩机油的基础油可分为矿物油型和合成油型两大类。矿物油型压缩机油的生产一般经溶剂精制、溶剂脱蜡、加氢或白土补充精制等工艺得到基础油，再加入多种添加剂调合而成。 　　压缩机油的基础油一般要占成品油的95%以上，因此基础油的质量优劣直接关系到压缩机油成品油的质量水平，而基础油的质量又与其精制深度有着直接关系。精制深度深的基础油，其重芳烃、胶质含量就少。残炭低，抗氧剂的感受性就好，基础油的质量就高，它在压缩机系统中积炭倾向小，油水分离性好，使用寿命相对就长一些。 　　合成油型的基础油是以化学合成的方法得到的有机液体基础油再经过调配或加入多种添加剂制成的润滑油。其基础油大部分是聚合物或高分子有机化合物。合成油的种类很多，用作压缩机油的合成油主要有合成烃（聚-烯烃）、有机酯（双酯）、聚亚烷基二醇、氟硅油和磷酸酯等5种。合成油型压缩机油的价格比矿物油型压缩机油昂贵得多，但合成油的综合经济效益仍超过普通矿物油。它具有氧化安定性，积炭倾向小，可超过普通矿物油的温度范围进行润滑，使用寿命长，可以满足一般矿物油型压缩机油所不能承受的使用要求。 　　2. 基础油馏分要窄 　　研究压缩机油的工况认为：改善基础油构成是提高压缩机油质量的关键性因素。由轻、重两种组分调合成的压缩机油注入压缩机气缸后，其中的轻组分因挥发性过强而提前离开工作部位影响润滑效果，而其中的重组分则因挥发性差，完成工作任务后不能迅速离开工作工作部位，长而久之在热与氧的作用下易生成积炭。因此，在这样的工况下，润滑油应选用窄馏分的组分油，不应选用多种馏分混合的组分油。 　　19号压缩机油是用含有大量残渣组分的宽馏分油调制而成的，在使用中压缩机积炭量较大。因此，要提高压缩机油的质量应将19号压缩机油中的残渣组分去掉，选用窄馏分基础油。 　　3. 粘度要适宜 　　在动力润滑的条件下，油膜厚度随油品的粘度提高而增加，但摩擦力亦随油品粘度的提高而增加。粘度过低的润滑油不易形成足够强的油膜，会加速磨损，缩短机件的使用寿命。反之，润滑油粘度过高，会加大内摩擦力，使压缩机的比功率增大，以致增大功耗和油耗，也会在活塞环槽内、气阀上、排气通道内等处形成沉积物。因此，选择合适的粘度是正确选用压缩机油的首要问题。西安交通大学通过试验证明：在同一型号的压缩机上采用相同的试验条件，使用较低粘度牌号的油品比使用高粘度牌号的油品最多可降低压缩机的比功率约10%，而机件磨损量却无明显差异。因此，在保证润滑的前提下，选择适宜粘度牌号的油品，对于节能和压缩机的可靠运行有着很重要的影响。 　　4. 粘温性能要好 　　喷油内冷回转式空气压缩机在工作过程中反复被加热和冷却。因此，要求油品粘度不应由于温度变化而有太大变化，应具有良好的粘温性能。精制的压缩机油的粘度指数均在90以上。 　　5. 闪点要适宜 　　闪点是指油品在大气压力下加热形成的蒸气压力，达到用明火点燃的下极限浓度时的温度。闪点过高，油品馏分就重，粘度亦大，沥青质等含量就高，使用时易积炭。若片面追求高闪点的压缩机油，反而会成为不安全因素。所以，压缩机油的闪点要求适宜即可。 　　闪点只是油品使用的安全指标之一，压缩机油闪点一般控制在200℃以上都可以安全使用。 　　6. 积炭倾向性要小 　　压缩机油抗积炭倾向性如何对压缩机油的可靠运行是至关重要的。在实际工业使用中，大中型压缩机由于积炭而发生着火爆炸的事故已屡见不鲜。 　　在油品中易形成残炭的主要物质是沥青质、胶质及多环芳烃的叠合物。润滑油料经深度精制后均可去掉大部分以上物质。一般低粘度和深度精制的润滑油残炭值低，在使用中不易积炭。因此，优质的L-DAB压缩机油应选用深度精制的不含残渣（光亮油）的窄馏分基础油。添加剂也应尽量选用无灰型添加剂。 　　现在国内外评定空气压缩机油积炭倾向性的试验方法普遍采用润滑油老化特性测定法（GB/T 12709）和减压蒸馏蒸出80%后残留物性质（GB 9168）。这两项试验方法的试验条件较为苛刻，如果油品的精制深度不够或含有残渣油（光亮油）组分或选用有灰添加剂，都很难达到优质标准。 　　7. 极好的氧化安定性 　　从往复式压缩机的使用工况看，润滑油在气缸活塞部位与热的压缩空气不断接触会引起油品的氧化、分解，生成胶质和各种酸类物质。如有磨损的金属杂质掺入，更易引起氧化。分解的油气在压气缸中与氧混合到一定浓度和温度时，可能自燃和有气缸爆炸的危险。因此，往复式压缩机油的氧化安定性是保证油品质量的关键指标。 　　从回转式压缩机的使用工况看，润滑的环境苛刻。油品在循环使用中，易被氧化变质生成各种酸类、胶质、沥青质等物质，使油品的颜色变深，酸值增高，粘度增大并出现沉积物，从而减少油的喷入量，使油品和机器的温度升高，产生过量磨损，降低工作性能，甚至可能引起气缸爆炸的危险。因此，回转式压缩机油的氧化安定性是保证油品能长期安全使用的主要质量指标，国内的试验方法为GB/T 12581汽轮机油氧化安定性测定法。 　　8. 不腐蚀金属、防锈性好 　　压缩机的油冷却等部件的材质为铜或铜金属，易被腐蚀，会使油品出现早期氧化变化变质，生成油泥。这就要求油品应有良好的抗腐蚀能力。 　　空气中的水分易在间歇操作的压缩机气缸内冷却，这对润滑不利并能产生磨损和锈蚀，要求压缩机油应具有良好的防锈蚀作用。 　　9. 油水分离性好 　　压缩机在运行中不断与空气中的冷凝水相遇并被剧烈搅拌，易产生乳化现象，造成油气分离不清，油耗增大。由于油被乳化而使油膜破坏，造成磨损。乳化的油会促使灰尘、砂砾和污泥分散，影响阀的功能，增加摩擦、磨损和氧化。因此，优质压缩机油均具有好的抗乳化性能和油水分离性能。 　　10. 极好的消泡性 　　回转式压缩机油在循环使用过程中，循环速度快，是油品处于剧烈搅拌状态，极易产生泡沫。压缩机油在启动或泄压时，油池中的油也易起泡，大量的油泡沫灌进油气分离器，使阻力增大，油耗增加，会造成严重过载、超温等异常现象。因此，优良的回转式压缩机油均加有抗泡沫添加剂，以保证油品的泡沫倾向性（即起泡性）小和泡沫稳定性（即消泡性）好。 　　此外，还要求油品挥发性小，合适的倾点，无机械杂质和水分等性能，以保证压缩机能长期安全运行。 　　上海坪尧贸易有限公司为美国CPI合成润滑油在中国市场的总代理。是由一群合成油专家及压缩机专业人士所组成的专业公司。目前在上海外高桥保税区以及普陀地区各有一个仓库，并备有充足的现货，以服务中国境内的压缩机制造厂、销售商以及各省市石油化工行业的经销商。主要市场有以下几个方面：　◆碳氢气体压缩机油　◆冷冻压缩机油　◆空气压缩机油　◆冰箱及冰柜压缩机油　◆合成设备用油　◆食品级润滑油　◆食品级低温导热油　◆风力发电齿轮箱专用油