螺桿式空氣壓縮機油是由基礎(chǔ)油和多種添加劑組成，根據(jù)性能需求分析，通常的添加劑類型包括抗氧劑、防腐劑、破乳劑、抗泡劑、抗磨劑；基礎(chǔ)油的類型也很多：傳統(tǒng)的溶劑精制礦物油型基礎(chǔ)油，由于這類基礎(chǔ)油的高溫揮發(fā)量大，熱和氧化安定性較差、易形成積炭的原因，取而代之被廣泛使用的是深度加氫精制礦物油型基礎(chǔ)油以及聚α烯烴（PAO）、聚醚（PAG）、酯類油等多種合成型基礎(chǔ)油，以此滿足用戶對油品高溫穩(wěn)定性和長使用壽命、生物降解性等方面的性能需求。目前一般市場上仍然以礦物油型的壓縮機油為主導，但在OEM市場，合成型產(chǎn)品的使用比例在增加。由于壓縮機油產(chǎn)品的官方標準很少或影響力較小，除了各大品牌潤滑油公司推出的自有品牌產(chǎn)品之外，世界級的壓縮機制造商都會提出自己的壓縮機油產(chǎn)品性能需求或者OEM品牌產(chǎn)品，并要求壓縮機用戶選擇購買OEM品牌壓縮機油，且將這種產(chǎn)品的購買與壓縮機設(shè)備的質(zhì)量保證聯(lián)系在一起，通常這種產(chǎn)品的價格非常高。各大壓縮機制造商推出的OEM壓縮機油產(chǎn)品包括：壽力公司（SULLBER 32）,Ingersoll-Rand（英格索蘭）公司的超級冷卻劑（Ultra Coolant）系列產(chǎn)品，Quincy（昆西）公司的quinsyn系列產(chǎn)品，Kaeser（凱撒）公司的Sigma系列產(chǎn)品，Gardner Denver（丹佛）公司的AEON系列產(chǎn)品等等。產(chǎn)品的類型主要是以加氫精制礦物基礎(chǔ)油和各類合成型基礎(chǔ)油調(diào)合，市場常見產(chǎn)品見下表。
表1.市場常見的適用于螺桿式空氣壓縮機的潤滑油的基礎(chǔ)油類型
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品牌 |
艾普利 |
殼牌 |
美孚 |
Gardner-Denver |
Ingersoll-Rand |
Kaeser |
測試方法 |
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產(chǎn)品牌號 |
ACPL-216 |
Corena |
Rarus 425 |
AEON 4000 |
SSR Ultra Coolant |
S-460 |
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基礎(chǔ)油類型 |
加氫礦物油 |
加氫礦物油 |
高品質(zhì)礦物油 |
加氫礦物油 |
PAG+酯類合成油 |
PAO+酯類合成油 |
|
|
運動粘度（40℃）mm2/s |
46.3 |
46 |
46 |
46.6 |
48 |
43.8 |
ASTM D445 |
|
運動粘度（100℃）mm2/s |
6.93 |
6.9 |
6.9 |
7.0 |
9.0 |
6.9 |
ASTM D445 |
|
傾點，℃ |
-30 |
-30 |
-27 |
-33 |
-50 |
-51 |
ASTM D97 |
|
閃點，℃ |
239 |
230 |
238 |
258 |
271 |
240 |
ASTM D92 |
1.2不同類型空壓機油的應(yīng)用范圍
在產(chǎn)品的推薦使用時間上，溶劑精制礦物油型基礎(chǔ)油調(diào)配的壓縮機油推薦使用時間為1000-2000小時左右，而加氫精制礦物半合成油類型的產(chǎn)品，推薦的換油周期在2000-4000小時左右，合成型壓縮機油產(chǎn)品的推薦換油周期在8000小時左右，若再對運行中的潤滑油進行必要的監(jiān)測和維護，換油周期可以大幅度地延長。合成型產(chǎn)品由于具有更廣泛的工作溫度范圍、較少的油泥和結(jié)膠形成、較低的油揮發(fā)性導致降低潤滑油消耗、穩(wěn)定的性能引起更低的維護費用，可延長軸承乃至設(shè)備的壽命，已經(jīng)成為螺桿式壓縮機制造商的普遍推薦和質(zhì)保產(chǎn)品，當然產(chǎn)品的價格也很高。選擇合成型壓縮機油產(chǎn)品時，注意向產(chǎn)品供應(yīng)商咨詢相關(guān)油品與密封材料的橡膠相容性問題，同時更換潤滑油產(chǎn)品時，注意對系統(tǒng)進行清洗。
1.3螺桿式空氣壓縮機油的規(guī)格標準
我國等效采用國際標準ISO 6743/3A-1987，制定了壓縮機油分類標準GB/T 7631.9-1997，將噴油回轉(zhuǎn)式（包括滑片式和螺桿式）空氣壓縮機油按輕、中、重分為三種，即輕負荷的L-DAG、中負荷的L-DAH、重負荷的L-DAJ，其中DAG、DAH屬礦物油型，DAJ為合成型。目前世界范圍關(guān)于螺桿式空氣壓縮機油的通用性標準是1983年頒布的ISO/DP 6521，我們國家依據(jù)該標準制定了相應(yīng)的國家標準GB 5904-1986 L-DAG輕負荷噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機油，相應(yīng)的輕負荷噴油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機油換油指標為SH/7 0538-2000。
表2.油回轉(zhuǎn)式空氣壓縮機的分類（GB/T 7631.9）
|
負荷 |
代號 |
操作條件 |
|
輕 |
DAG |
排氣和氣/油溫度＜90℃，排氣壓力800 kPa（＜8ar） |
|
中 |
DAH |
排氣和氣/油溫度<100℃，排氣壓力800～1500kPa（8～15bar）
或排氣和氣/油溫度＞100～110℃，排氣壓力＜800kPa（＜8bar） |
|
重 |
DAJ |
排氣和氣/油溫度＞100℃，排氣壓力＜800kPa（＜8bar）
或排氣和氣/油溫度≥100℃，排氣壓力800～1500kPa（8～15bar）
或排氣壓力＞1500kPa（＞15bar） |
表3.適用于螺桿式壓縮機的礦物油型潤滑油產(chǎn)品標準（ISO/DP 6521）
|
|
ISO-L-DAH |
ISO-L-DAG |
分析方法 |
|
粘度等級 |
32 |
46 |
68 |
100 |
150 |
32 |
46 |
68 |
100 |
150 |
ISO 3448 |
|
運動粘度，40℃，mm2/s±10％ |
32 |
46 |
68 |
100 |
150 |
32 |
46 |
68 |
100 |
150 |
ISO 3104 |
|
粘度指數(shù)，不小于 |
90 |
90 |
ISO 2909 |
|
傾點，℃，不大于 |
－9 |
－9 |
ISO 3016 |
|
銅片腐蝕（100℃，3h），不大于 |
1b |
1b |
ISO 2160 |
|
液相銹蝕試驗 |
無銹 |
無銹 |
ISO 7120A |
|
抗乳化性， |
|
|
ISO 6614 |
|
測試溫度，℃ |
54 |
82 |
54 |
82 |
|
乳化層＜3ml的時間，min，不大于 |
30 |
30 |
|
抗泡性（24℃，吹氣5min/靜止10min）ml/ml，不大于 |
300/0 |
300/0 |
ISO 6247
|
|
氧化安定性/h，不小于 |
1000 |
－ |
ISO 4263 |
在L-DAH級別上，除了上述常規(guī)理化性能測試外，還要測試油品的氧化安定性能，試驗測試方法包括旋轉(zhuǎn)氧彈法（ASTM D2272）和改進的通用氧化/熱安定性測試方法（ASTM D4871），考察項目包括蒸發(fā)損失、粘度增加值、酸值增加值、油泥增加量。 其中我國的標準GB 5904，在氧化試驗上依據(jù)SH/T 0192試驗方法，規(guī)定了揮發(fā)損失不大于20％，康氏殘?zhí)吭黾硬淮笥?.5％，在承載能力測試方面依據(jù)SH/T 0306試驗方法，規(guī)定FZG齒輪機失效載荷大小于10級。
1.4螺桿式空氣壓縮機潤滑方式
螺桿式壓縮機屬容積式壓縮機，因其具有結(jié)構(gòu)緊湊、造價低、維修費用低、噪音低、氣體輸送沒有波動等特點，應(yīng)用日趨廣泛。目前已經(jīng)形成了Ingersoll-Rand（英格索蘭），Atlas-Copco（阿特拉斯－科普柯），SULLAIR（壽力），Gardner Denver（丹佛），Quincy（昆西）, Kaeser（凱撒），CompAir（康普艾），Boge（伯格）等世界著名螺桿式壓縮機制造商。
壓縮機油的選擇與被壓縮氣體介質(zhì)有很大關(guān)系，主要是考慮到部分氣體對壓縮機油的溶解稀釋作用，會造成壓縮機油粘度的下降，因此選擇的特殊性很大。下面我們重點介紹螺桿式壓縮機在壓縮空氣介質(zhì)方面的工作狀態(tài)、故障分析等與潤滑相關(guān)內(nèi)容。
螺桿式空氣壓縮機的潤滑方式分為有油潤滑和無油潤滑，目前仍然是以有油潤滑方式為主，采用滴油式或噴油式方式，而噴油式是螺桿式壓縮機中應(yīng)用最廣的一種形式。在這種潤滑方式中空氣和壓縮機油接觸密切，它們的工作狀態(tài)和流程見下圖。
圖1.螺桿式空氣壓縮機的工作示意圖（摘自伯格壓縮機公司）
1.進氣過濾器 2.多功能進氣控制閥 3.注油管路 4.壓縮機機頭\轉(zhuǎn)子室 5.油氣預(yù)分離器罐 6.精細油氣分離器 7.最小壓力止回閥 8.油冷卻器 9.壓縮空氣冷卻器 10.油過濾器 11.溫控閥 12.清潔口
上圖示可簡單描述為：空氣壓縮機從外界大氣中吸入空氣，通過濾網(wǎng)進行預(yù)過濾進入機箱內(nèi)部再通過進氣過濾器①過濾，進入多功能進氣控制閥②，接著進入轉(zhuǎn)子室④進行壓縮，轉(zhuǎn)子由馬達驅(qū)動。精確控制一定量的壓縮機油持續(xù)不斷地注入轉(zhuǎn)子室④，對旋轉(zhuǎn)的螺桿進行潤滑冷卻，并起到密封作用。壓縮完畢后，含油的空氣被排出機頭，經(jīng)過法蘭連接直接進入油氣分離器⑤、⑥將油與壓縮空氣分離，被分離出來的油
在油冷卻器⑧中被冷卻，流經(jīng)油過濾器⑩重新回到注入口。分離后的壓縮空氣通過旋入式精細油氣分離器⑥，過濾掉部分油質(zhì)，使壓縮空氣中的含油量只有1～3mg/m3，然后經(jīng)過最小壓力止回閥⑦回到空氣冷卻器⑨冷卻，冷卻后的壓縮空氣經(jīng)過一個截止閥進入用氣系統(tǒng)。溫控閥在整個運行過程中控制正常的油溫，保證螺桿式壓縮機在所有的運行階段都以最佳的溫度工作。
在螺桿式空氣壓縮機的潤滑中，壓縮機油是直接加注到壓縮機吸氣口的空氣中的，潤滑油在高溫高壓下與空氣長期接觸，從上面所述的螺桿式空氣壓縮機的工作狀態(tài)和潤滑油的行程可以看出，在此過程中壓縮機油起到潤滑、冷卻、密封的作用，潤滑部件包括轉(zhuǎn)子、軸承、軸承密封、驅(qū)動齒輪等，壓縮機油同時在循環(huán)過程中帶走壓縮產(chǎn)生的熱量，密封兩個相互旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子與殼體之間的微小配合間隙。因為壓縮機油在整個過程中的冷卻作用比較重要，以至于部分OEM制造商直接將壓縮機油稱為冷卻劑。
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