Обслуживание компрессоров: выбор и анализ масла для компрессорного оборудования

Содержание

Что такое техническое обслуживание компрессора
Типы и функции компрессорной техники
Факторы, влияющие на смазочные материалы
Выбор смазочного материала при техническом обслуживании компрессоров
Анализ масла – основа технического обслуживания компрессорной техники
Техническое сервисное обслуживание компрессора и значение понимания особенностей компрессорной смазки

Что такое техническое обслуживание компрессора

Компрессоры являются неотъемлемой частью почти каждого производственного предприятия. Обычно их называют сердцем любой воздушной или газовой системы, поэтому они и, в частности, их смазка требуют особого внимания. Чтобы понять жизненно важную роль, которую играет смазка в компрессорном оборудовании, и почему его обслуживание — это в первую очередь мониторинг состояния и свойств смазки, необходимо сначала понять функции компрессорной техники, влияние системы на смазку, а также какой смазочный материал выбрать и какие анализы масла следует проводить.

Типы и функции компрессорной техники

Существует множество различных типов компрессорных установок, но их основная роль почти всегда одинакова. Компрессор предназначен для повышения давления газа путем уменьшения его общего объема, и в упрощенном виде его можно представить как газовый насос. Функциональные возможности практически одинаковы, с той лишь разницей, что компрессор уменьшает объем и перемещает газ по системе, а насос просто нагнетает давление и перемещает жидкость по системе.

Компрессоры можно разделить на две общие категории: объемные и динамические. Ротационные, мембранные и поршневые компрессоры относятся к категории объемных. Ротационные компрессоры работают путем нагнетания газа в меньшее пространство с помощью винтов, лопаток или лопастей, в то время как мембранные компрессоры работают путем сжатия газа за счет движения мембраны. Рециркуляционные компрессоры сжимают газ через поршень или серию поршней, приводимых в движение коленчатым валом.

Центробежные, смешанные и осевые компрессоры относятся к категории динамических. Центробежный компрессор работает путем сжатия газа с помощью вращающегося диска в сформированном корпусе. Компрессор смешанного потока работает аналогично центробежному, но направляет поток в осевом, а не в радиальном направлении, создавая сжатие через ряд аэродинамических крыльев.

Факторы, влияющие на смазочные материалы

Перед выбором смазочного материала одним из основных факторов, который должен учитывать специалист по техническому обслуживанию, является тип нагрузки, которой может подвергаться смазочный материал во время эксплуатации. Как правило, на смазку в компрессорах воздействуют влага, высокая температура, сжатые газ и воздух, металлические частицы, газовая растворимость и горячие поверхности нагнетания.

Следует помнить, что при сжатии газ может оказывать негативное воздействие на смазку и приводить к заметному снижению вязкости наряду с ее испарением, окислением, отложением сажи и конденсацией влаги.

Узнав о ключевых проблемах, которые могут возникнуть при работе со смазочным материалом, вы сможете использовать эту информацию, чтобы сузить круг поиска идеального смазочного масла. Характеристики наиболее подходящего смазочного материала включают хорошую стабильность к окислению, противоизносные и антикоррозионные присадки, а также свойства деэмульгируемости. Синтетические базовые масла также могут работать лучшев более широком диапазоне температур.

Выбор смазочного материала при техническом обслуживании компрессоров

Выбор надлежащего смазочного материала имеет решающее значение для безотказной работы компрессорного оборудования. Прежде всего необходимо ознакомиться с рекомендациями по техническому обслуживанию производителя оригинального оборудования (OEM). Вязкость смазочных материалов и смазываемые внутренние детали могут сильно различаться в зависимости от типа компрессора. Рекомендации производителя могут послужить хорошей отправной точкой для выполнения плановых мероприятий технического обслуживания компрессора.

Далее, необходимо учитывать сжимаемый газ, так как он может существенно повлиять на смазку. Сжатие воздуха может привести к проблемам с повышенной температурой смазочного материала. Углеводородные газы склонны разжижать смазочные материалы и, в свою очередь, постепенно снижать их вязкость.

Химически инертные газы, такие как углекислый газ и аммиак, могут вступать в реакцию со смазочным материалом и снижать его вязкость, а также создавать «мыло» в системе. Химически активные газы, такие как кислород, хлор, диоксид серы и сероводород, могут образовывать липкие отложения или становиться чрезвычайно коррозийными, если в смазочном материале слишком много влаги.

При проведении работ по техническому обслуживанию и проверке компрессора также следует учитывать условия, в которых находится смазочный материал. Это может включать температуру окружающей среды, рабочую температуру, загрязняющие вещества в окружающем воздухе, нахождение агрегата в помещении и под навесом или на улице и под воздействием неблагоприятных погодных условий, а также отрасль, в которой он используется.

В компрессорах часто используются синтетические смазочные материалы в соответствии с рекомендациями производителя оборудования. Производители часто требуют обслуживания с использованием своих фирменных смазочных материалов в качестве условия технической гарантии. В таких случаях для замены смазочного материала лучше подождать до истечения гарантийного срока.

Если в вашем оборудовании в настоящее время используется смазочный материал на минеральной основе, переход на синтетику должен быть обоснован, так как зачастую это обходится дороже. Конечно, если в отчетах по анализу масла указаны конкретные проблемы, синтетический смазочный материал может быть хорошим вариантом. Однако будьте уверены, что в результате технического обслуживания вы не просто устраняете симптомы проблемы, а решаете ее первопричины в системе.

Какие синтетические смазочные материалы наиболее целесообразно использовать? Обычно используются полиалкиленгликоли (ПАГ), полиальфаолефины (ПОА), некоторые диэфиры и полиолефины. Какой из этих синтетических материалов выбрать, зависит от смазочного материала, который вы хотите заменить, а также от области применения.

Полиальфаолефины, отличающиеся стойкостью к окислению и длительным сроком службы, обычно являются подходящей заменой минеральным маслам. Нерастворимые в воде полиалкиленгликоли обладают хорошей растворимостью, что помогает поддерживать чистоту компрессоров. Некоторые сложные эфиры обладают еще лучшей растворимостью, чем ПАГ, но могут испытывать трудности при избыточной влажности в системе.

Номер	Параметр	Метод анализа, стандарт	Единицы	Номинал	Внимание	Критично
Анализ свойств
1	Вязкость при 40 °С	ASTM D445	cSt	Свежее масло	Номинал ±5 %	Номинал ±10 %
2	Кислотное число	ASTM D664 или ASTM D974	mgKOH/g	Свежее масло	Пороговое значение +0,2	Пороговое значение +1,0
3	Примеси: Ba, B, Ca, Mg, Mo, P, Zn	ASTM 5185	ppm	Свежее масло	Номинал ±10 %	Номинал ±25%
4	Окисление	ASTM E2412 FTIR	Абсорбция /0,1 мм	Свежее масло	Зависит от статистики и используется как инструмент диагностики.
5	Нитрование	ASTM E2412 FTIR	Абсорбция /0,1 мм	Свежее масло	Зависит от статистики и используется как инструмент диагностики.
6	Антиоксидант RUL	ASTM D6810	Процент	Свежее масло	Номинал -50 %	Номинал -80 %
	Потенциал лака Мембранность Колориметрия	ASTM D7843	По шкале 1–100 (1 лучше, чем 100)	< 20	35	50
Анализ загрязнений
7	Внешний вид	ASTM D4176	Визуальный осмотр на наличие свободной воды и твердых частиц.
8	Уровень влаги	ASTM E2412 FTIR	Процент	Цель	0,03	0,2
8	Уровень влаги	Крякл-тест	Чувствительность до 0,05 % и используется как инструмент мониторинга.
Дополнительно	Уровень влаги	ASTM D6304 Карл Фишер	ppm	Цель	300	2000
9	Количество частиц	ISO 4406:99	Шкала ISO	Цель	Цель + 1 диапазон	Цель + 3 диапазона
Дополнительно	Анализ пробы	Собственные методы	Применяется для контроля частиц при визуальном осмотре.
10	Загрязняющие элементы: Si, Ca, Mg, Al, и др.	ASTM 5185	ppm	< 5*	6–20*	> 20*
* В зависимости от загрязнителя, условий использования и внешней среды.
Анализ частиц износа в масле (Примечание: аномальные показания должны сопровождаться аналитической феррографией)
11	Элементы частиц износа: Fe, Cu, Cr, Al, Pb, Ni, Sn	ASTM 5185	ppm	Историческое среднее значение	Номинал + SD	Номинал + 2 SD
Дополнительно	Железо	Собственные методы		Историческое среднее значение	Номинал + SD	Номинал + 2 SD
Дополнительно	PQ-индекс	PQ90		Историческое среднее значение	Номинал + SD	Номинал + 2 SD

Таблица. Пример испытаний масла и предельных значений для центробежных компрессоров.

Анализ масла — основа технического обслуживания компрессорной техники

При техническом обслуживании образец масла можно подвергнуть множеству испытаний, поэтому необходимо критически подходить к выбору этих испытаний и частоты отбора проб. Тесты должны охватывать три основные категории анализа масла:

свойства смазочного материала;
наличие загрязнений в системе смазки;
любые частицы износа оборудования.

В зависимости от типа компрессора могут быть внесены незначительные изменения в программу обслуживания, но в целом обычно для оценки свойств смазочного материала рекомендуется проводить испытания на вязкость, кислотное число, потенциал лака, окисляемость во вращающемся сосуде под давлением (RPVOT) и деэмульгируемость, элементный анализ, инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье (FTIR).

Программа сервисного обслуживания компрессорной техники, очевидно, будет включать испытания на загрязнение смазывающей жидкости, в том числе анализ внешнего вида, FTIR и элементный анализ, в то время как единственным обычным тестом с точки зрения загрязнения частицами износа будет элементный анализ. Пример испытаний состояния и состава масла и предельные значений для центробежных компрессоров показаны в таблице.

Поскольку некоторые тесты могут оценивать несколько проблем, некоторые из них будут представлены в разных категориях. Например, элементный анализ может определить степень истощения присадок с точки зрения свойств жидкости, в то время как фрагменты компонентов, полученные в результате анализа частиц износа или FTIR, могут определить окисление или влажность как загрязняющий фактор жидкости.

Предельные значения часто устанавливаются лабораторией по умолчанию, и большинство предприятий при проведении технического обслуживания компрессорной техники никогда не задаются вопросом об их обоснованности. Вы должны проанализировать и проверить, что эти пределы определены в соответствии с вашими целями надежности. По мере разработки программы по техническому обслуживанию промышленного компрессора вы можете даже рассмотреть возможность изменения пределов. Часто предельные значения начинаются с более высоких и изменяются со временем из-за повышения требований по чистоте, фильтрации и контролю загрязнений.

Техническое сервисное обслуживание компрессора и значение понимания особенностей компрессорной смазки

В отношении смазки промышленная компрессорная техника может показаться чем-то сложным. Но чем лучше вы и ваша команда понимаете влияние системы на смазку, какой смазочный материал следует выбрать и какие испытания масла следует провести, тем выше ваши шансы на поддержание и повышение надежности вашего оборудования.