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 |