【康沃真空網(wǎng)】一、空氣壓縮機(jī)的潤(rùn)滑
壓縮機(jī)按潤(rùn)滑方式可分為以下三類：無油壓縮機(jī)，壓縮空氣不與潤(rùn)滑油接觸，例如動(dòng)力式壓縮機(jī)、迷宮壓縮機(jī)、隔膜壓縮機(jī)或帶無油潤(rùn)滑活塞環(huán)的壓縮機(jī)；有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，壓縮腔中的運(yùn)動(dòng)件用油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油由專用注油器或由壓縮機(jī)的其他部件供給。
例如無十字頭的單作用往復(fù)活塞壓縮機(jī)；噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，大量的潤(rùn)滑油噴入壓縮腔，潤(rùn)滑油不僅潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)零部件，同時(shí)也有助于密封并吸收壓縮熱。潤(rùn)滑方式有注油潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑等。
1. 無油回轉(zhuǎn)和往復(fù)壓縮機(jī)
所有的無油壓縮機(jī)幾乎都有油潤(rùn)滑的軸承、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或齒輪傳動(dòng)裝置，用填料函或其他裝置將壓縮機(jī)的潤(rùn)滑部位與壓縮空氣的部位隔開，防止空氣與油彼此接觸。
在機(jī)器的潤(rùn)滑部位，引起磨損繼而引起損壞的不充分潤(rùn)滑的危險(xiǎn)通常很小。有些高速壓縮機(jī)，在啟動(dòng)和停車時(shí)對(duì)潤(rùn)滑來說是危險(xiǎn)期。
因此，這些機(jī)器常備有安全裝置，在啟動(dòng)和停車操作時(shí)用來控制油壓。有些機(jī)器采用單獨(dú)的油泵，即在壓縮機(jī)啟動(dòng)前，先開動(dòng)油泵建立起油壓。
在有些壓縮機(jī)中，機(jī)器的潤(rùn)滑部位與無油部位之間的密封件易產(chǎn)生一定程度的磨損，結(jié)果使?jié)櫥吐┻M(jìn)壓縮腔內(nèi)，這種泄漏不僅會(huì)使壓縮機(jī)不適合使用，還會(huì)使壓力系統(tǒng)中形成積炭。
2. 有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)
正確選擇和使用壓縮機(jī)潤(rùn)滑油，不僅是為滿足正常的潤(rùn)滑要求，同時(shí)也為了在排氣系統(tǒng)中消除積炭和至少少形成積炭。通常采用的潤(rùn)滑油品級(jí)和牌號(hào)，應(yīng)是壓縮機(jī)制造廠家推薦的。
有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)中著火的主要原因是由于積炭的形成，所以最新的發(fā)展方向是直接生產(chǎn)不易變質(zhì)和不易形成沉積物的潤(rùn)滑油。
油的抗氧化性和暴露在排氣系統(tǒng)熱空氣中的時(shí)間是很重要的兩點(diǎn)。抗氧化性好的油是靠選用具有抗氧化作用的基礎(chǔ)油或油中加入在壓縮機(jī)排氣溫度下才具有穩(wěn)定性的抗氧化劑。
而油暴露的時(shí)間則取決于壓力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形狀和油的黏度。油的黏度越低，越容易沿管子移動(dòng)，但也容易產(chǎn)生氣化，所以，重要的是采用具有適當(dāng)蒸餾特性的油。
如果一種油蒸餾范圍太寬，油中的輕油部分將產(chǎn)生氣化，剩下較重部分，因?yàn)槠漯ざ容^高，在熱區(qū)滯留更長(zhǎng)時(shí)間。
3. 噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)
噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)由于排氣溫度低，一般沒有積炭的問題，但作為循環(huán)油，應(yīng)具有良好的抗氧化作用，以保證一定的壽命
對(duì)于噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)應(yīng)該使用特殊油或具有良好抗乳化的循環(huán)油。抗氧化劑在一般的壓縮機(jī)溫度下應(yīng)具有足夠低的揮發(fā)性，使油保持到換油的時(shí)間。
4. 潤(rùn)滑油的使用
通常，應(yīng)該使用壓縮機(jī)制造廠推薦的牌號(hào)和品級(jí)的潤(rùn)滑油，如用其它潤(rùn)滑油，則應(yīng)與壓縮機(jī)制造廠商議。
油的氧化反應(yīng)會(huì)形成自燃溫度低的乙醛，因此具有潛在的危險(xiǎn)。潤(rùn)滑油的分類及在壓縮機(jī)中的典型應(yīng)用按GB/T 7631.9的規(guī)定。
噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的高溫安全開關(guān)應(yīng)設(shè)定為不高于最高排氣溫度+10℃，業(yè)界普遍認(rèn)為規(guī)定應(yīng)不超過120℃。
在露天或不熱的機(jī)房?jī)?nèi)運(yùn)行的有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，在可能出現(xiàn)的最低環(huán)境溫度時(shí)，潤(rùn)滑油計(jì)算黏度應(yīng)不超過2000mm2/s，并且凝固點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低大約5℃。
如環(huán)境溫度特別高，須使用黏度等級(jí)高的潤(rùn)滑油。需要特別注意，在可能吸入空氣的情況下應(yīng)確保潤(rùn)滑油無毒。供油方應(yīng)提供信息，以使用戶能夠評(píng)估與壓縮空氣預(yù)期用途有關(guān)的任何健康危害。空氣中油霧的極限值通常定為 5mg/m3。
宜選擇滿足潤(rùn)滑要求并且黏度最低的潤(rùn)滑油，該潤(rùn)滑油須適用于最低環(huán)境溫度下啟動(dòng)和最高環(huán)境溫度下運(yùn)行。在特殊情況下，可按一年中不同的季節(jié)使用不同黏度等級(jí)的潤(rùn)滑油。
二、積炭自燃的機(jī)理和油爆炸的起因
油與壓縮空氣接觸易發(fā)生氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)的速度隨著溫度、氧的分壓力、起催化劑作用的鐵或氧化鐵的微粒的增加而增加。
氧化反應(yīng)會(huì)提高油的黏度，如果油在熱區(qū)停留的時(shí)間充分，就可能在壓縮機(jī)排氣系統(tǒng)形成積炭。這些積炭繼續(xù)氧化，而氧化反應(yīng)產(chǎn)生放熱現(xiàn)象，因此，就存在著自燃的必要條件。
實(shí)際上，氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱一方面被積炭層上面的壓縮空氣流冷卻并帶走，同時(shí)通過積炭層傳給所處的金屬壁帶走。
當(dāng)不能及時(shí)帶走氧化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，積炭層的溫度就升高，在特殊情況下，會(huì)達(dá)到積炭層自燃的溫度，而產(chǎn)生足夠大的熱量消弱或軟化壓力系統(tǒng)壁上的金屬。雖然不發(fā)生真正的爆炸，但這種器壁的突然破裂會(huì)被誤認(rèn)為是爆炸。
三、壓力系統(tǒng)著火與爆炸
1. 有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)
一般有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)壓力系統(tǒng)的著火事故是由于積炭引起的。選擇潤(rùn)滑油時(shí)，壓縮機(jī)和壓力系統(tǒng)都應(yīng)當(dāng)是清潔、無積炭的，這樣可減少著火事故。對(duì)會(huì)產(chǎn)生積炭的壓力系統(tǒng)來說，油的品級(jí)是比較重要的，而定期清洗壓力系統(tǒng)也同等重要。
以下列出影響積炭形成的幾個(gè)因素：
a）給油量
供油過度會(huì)助長(zhǎng)積炭的形成。
b）空氣過濾
隨空氣吸入的塵粒使油變稠，并造成油通過排氣系統(tǒng)熱部件的通道時(shí)間延長(zhǎng)，增加了油氧化反應(yīng)的時(shí)間，因而加速了積炭形成的速度。
c）溫度
明顯氧化的起始溫度與使用油的品級(jí)和種類有關(guān)。水冷壓縮機(jī)，推薦采用處理過的或去除礦物質(zhì)的水，以防止水道結(jié)垢。公認(rèn)的起火原因之一是冷卻水中斷，引起排氣溫度急劇升高，超過壓縮機(jī)的正常溫度，當(dāng)熱區(qū)內(nèi)的積炭層又足夠厚時(shí)，就可能產(chǎn)生起火。
閥的損壞，同樣也能使排氣溫度升高，引起事故的發(fā)生；級(jí)壓力比很高的壓縮機(jī)，在冷卻不良或潤(rùn)滑油過量時(shí)，會(huì)出現(xiàn)“壓燃”現(xiàn)象。在特定的情況下，壓燃引起的缸內(nèi)爆燃，可變成沿著排氣管道方向的連續(xù)爆燃。
d）存在催化劑（例如氧化鐵
e）潤(rùn)滑油的錯(cuò)選或黏度不合適。
2. 噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)（特別預(yù)防）
經(jīng)驗(yàn)證明，良好的設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑和維護(hù)，能使噴油回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)避免發(fā)生著火事故。但由于油過濾器芯子引起的不正常溫度升高，加速油的氧化，也會(huì)產(chǎn)生著火的危險(xiǎn)。
對(duì)于分離器芯子是由化纖材料制成的油分離器，如果芯子和分離器筒體無良好的導(dǎo)電性并可靠接地，則當(dāng)高溫高壓的油氣混合物進(jìn)入分離器芯子時(shí)，可能發(fā)生靜電起火的危險(xiǎn)。
實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，防止發(fā)生油著火危險(xiǎn)的三個(gè)重要因素為：
a）合理的設(shè)計(jì)；
b）選擇恰當(dāng)?shù)挠停?/p>
c）壓縮機(jī)的正確操作與維護(hù)，特別重要的有以下幾點(diǎn)：保持低油耗；定期換油；保證油冷卻裝置正常工作。
四、有油潤(rùn)滑壓縮機(jī)壓力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
壓縮空氣系統(tǒng)中油的燃燒通常是由于積炭引起的。在壓縮空氣系統(tǒng)中，高溫和氧的高分壓力使油發(fā)生氧化反應(yīng)。
一旦油被氧化，將變得更粘稠，形成如淤泥狀的物體，最后在末級(jí)轉(zhuǎn)化成積炭。如果積炭層很厚，就可能發(fā)生自燃并引起壓力系統(tǒng)著火，甚至?xí)鸨ā?/p>
實(shí)踐證明，壓縮機(jī)排氣系統(tǒng)熱區(qū)的設(shè)計(jì)對(duì)積炭的形成有決定性影響，因?yàn)榕艢庀到y(tǒng)的設(shè)計(jì)決定了油微粒通過熱區(qū)需要的時(shí)間。
壓縮機(jī)排氣法蘭或排氣閥的一些潤(rùn)滑油被霧化成小的微粒，直接隨壓縮空氣被快速送到壓力系統(tǒng)的冷區(qū)而不與熱壁相接觸。
由于這部分油很快通過熱壓力區(qū)，因而實(shí)際上不發(fā)生氧化作用。較大的油微粒具有較大的質(zhì)量和慣性，無法被氣流帶走，因此沉積在熱區(qū)的壁上，與空氣接觸的時(shí)間足夠長(zhǎng)，因而發(fā)生氧化反應(yīng)并發(fā)生分解。
主要有兩種方法可以把停留在壁面上的油迅速轉(zhuǎn)移到冷區(qū)。通常，應(yīng)同時(shí)利用如下兩個(gè)方法，使壓縮空氣系統(tǒng)的熱區(qū)保持干凈：
a）使部分油氣化；
b）把壓力系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)計(jì)成可借助壓縮空氣的脈動(dòng)作用及重力作用，促使油沿著壁面向冷區(qū)移動(dòng)。
調(diào)查表明，如果按照上文要求選擇潤(rùn)滑油，同時(shí)有油潤(rùn)滑往復(fù)壓縮機(jī)的管道及其他元件中壓縮空氣的速度大于8 m/s，壓縮機(jī)排氣系統(tǒng)就能保持干凈、無沉積物。
在這種空氣速度下，任何沉積在垂直壁面上的油都將向上移動(dòng)。當(dāng)然，在可能的情況下，氣流應(yīng)向下流動(dòng)，這樣重力將有助于油的移動(dòng)。
最佳的后冷卻器結(jié)構(gòu)應(yīng)是壓縮空氣在管內(nèi)、冷卻劑在管外。這種布置對(duì)于窄管結(jié)構(gòu)的后冷卻器具有良好的壓力脈動(dòng)阻尼作用。
連接壓縮機(jī)和后冷卻器的管路長(zhǎng)度必須設(shè)計(jì)成能夠獲得最大的壓力脈動(dòng)阻尼。為了充分利用上述脈動(dòng)阻尼現(xiàn)象，每臺(tái)壓縮機(jī)應(yīng)有適用的后冷卻器和儲(chǔ)氣罐，同時(shí)這種布置也有利于使用和維護(hù)。
