روغنکاري کمپرسور تا دهه 1221 بهدرستی درک نشده بود و روغنهایی که براي کاربردهاي دیگر مانند روغن موتور، روغنهاي هیدرولیك، روغنهاي توربین براي روغنکاري استفاده میشدند. چندین نمونه از آتشسوزي کمپرسورهاي فشارقوي در اروپا وجود داشته است. بررسی سیستماتیك کمیته اروپایی تولیدکنندگان کمپرسورها و پمپ های خلا در دهه 1221 منجر به این نتیجه گیري شد که به احتمال زیاد آتشسوزي و انفجار در کمپرسورهاي رفتی و برگشتی هنگامی رخ میدهد که رسوبات کربن آغشته به روغن بوده و گرمای کافی در دسترس براي ایجاد اشتعال خود به خود وجود داشته باشد. ذخایر کربن مسئول کاهش انتقال حرارت باعث افزایش دماي هوا می شوند. روش آزمون جدید 51352 DIN قسمت دو براي ارزیابی گرایش ذخایر روغنهاي کمپرسور و مشارکت در مشخصات 51506 DIN و متعاقبا در استانداردهاي ISO توسعه یافته اند. این آزمایش همچنین به عنوان تست اکسیداسیون یا به طور خالصه POT نامیده میشود. برای برطرف کردن این نیاز، استفاده از آنتیاکسیدان با درجه حرارت زیاد و روغن پایه اي که با دقت انتخاب شده است ضروری است. این درک از روغن کمپرسور، خطر آتشسوزی و انفجار مكرر در کمپرسورهای رفت و برگشتی را حل کرد.
روغنکاری کمپرسورهای رفتی و برگشتی
شرایط موجود در کمپرسورهای پیستونی از نوع رفت و برگشتی تا حدی شبیه به موتور احتراق داخلی است. روغن باید یاتاقان ها، پیستونها و حلقه های پیستون را روغنکاری کند. تفاوت عمده عدموجود سوخت و محصولات احتراق آن در مسیر روغن یك کمپرسور است.
آلاینده های دیگر مانند رطوبت، هوا، خاک و فراورده های تخریب روغن کامال مشابه هستند. در برخی کمپرسورهاي فشارقوی، دماي هوا می تواند بیشتر باشد و الزام است روغنهای کمپرسور در برابر تخریبی های حرارتی و اکسیداتیو محافظت شوند.
مشكلی که کمپرسورهاي رفت و برگشتی با آن روبهرو هستند تشكیل الک بر روي حلقه های که منجر به از دست دادن به و نشستن رسوبات کربنی در شیرها، کولرها منجر به آتشسوزی و انفجارمی باشد.
بنابراین روغن ها باید در کمپرسور، عملكردهای زیر را ارائه دهند:
فراهم کردن مایع درز بندي؛
حذف گرما از فشرده ساز و عملکردن به عنوان خنكکننده؛
محافظت از زنگزدگی؛
محافظت از اجزاي فلزي متحرک در برابر سایش؛
ایجاد مقاومت در صورت وجود هواي کم فشار و دماي زیاد در برابر اکسیداسیون؛
حداقل کردن رسوبات در شیرهاي تخلیه و سایر نقاط؛
تمیز نگهداشتن جداکننده هاي روغن و هوا.
ويژگی های روغن کمپرسور
ویسكوزیته مهمترین خاصیت اولیه روغن براي از هم جدانگهداشتن قطعات متحرک است و در عین حال باید به اندازه کافی سیال باشد تا کشش چسبناک را به حداقل برساند. ویسكوزیته روغن توسط طراحی کمپرسور و پارامترهاي عملیاتی دما و فشار تعیین میشود. یك واحد فشارقوی گرچه ویسكوزیته زیادي را احتیاج دارد، اما روغنها با ویسكوزیته بیشتر تمایل به تشكیل رسوبات کربنی داشته، کشش
زیادتري داشته، اما ضربه را به حداقل میرسانند. انتخاب ویسكوزیته نهایی به سازش بین این عوامل وابسته است. از طرف دیگر روغنهایی با ویسكوزیته کم داراي کارایی انرژي بیشتري هستند و تمایل به تشكیل رسوبات کمتري دارند. پیش از این، هنگامی که روغنهاي با ویسكوزیته(پایین لنفتیك) موجود بودند، اینها به دلیل خاصیت تشكیل رسوب کم در روغنهاي کمپرسور ترجیح داده میشدند. در حال
حاضر، روغنهاي با گرانروي زیاد از نوع روغنهاي پایه گروه API گروه I یا II ترجیح داده میشوند و با استفاده از مواد شیمیایی افزودنی به خوبی اصالح میشوند. استانداردهاي 51506 DIN و ISO نیز محدودیت در انتخاب روغن پایه را نشان میدهد. این استانداردها مستلزم این است که %31 باقیمانده روغن تقطیرشده داراي بیش از 1،3 تا1،2 باقیمانده کربن در انواع DIN VDL و
ISO DAB نباشد.
اکسیداسیون و تشکیل رسوبات کربن
این مهمترین خاصیت روغن کمپرسور رفتی و برگشتی است که روغن موجود در این کمپرسورها در شرایط شدید اکسیداسیون و تبخیر قرار دارند که منجر به تشكیل رسوب میشود. فیلم باریك روغن یا قطرات روغن در تماس مستقیم با هواي فشردهشده در سطح فلز در دماي زیاد قرار میگیرد. اکسیداسیون روغن منجر به افزایش ویسكوزیته و در نهایت تولید باقیمانده تاري و کك روغن میشود. در
کمپرسورهاي رفت و برگشتی مقداري روغن به همراه هوا به سیستم تخلیه منتقل میشود. قطرات روغن بزرگتر تمایل به قرارگرفتن در دیواره هاي گرم دریچه خروجی و ادامه اکسیدشدن به روش گرمازا و فراهم نمودن شرایطی که منجر به احتراق خودبه خود شود را دارند.
این شرایط میتواند منجر به آتشسوزي کمپرسور و انفجار شود. این جنبه توسط چندین پژوهشگر به طور کامل بررسی شده و نتیجه گرفته شده که عدم وجود رسوبات کربن خطر آتشسوزي کمپرسور و انفجار را در کمپرسورهاي رفتیوبرگشتی کاهش میدهد؛ بنابراین، کمپرسورهاي رفتی و برگشتی را میتوان با مشخصات روغن DIN 51506 VDL روغنکاري کرد. با این حال، در کمپرسورهاي چند مرحله اي فشارقوي رفتی و برگشتی، روانکننده ها بر پایه روغن معدنی براي روانكاري آخرین مراحل که دما و فشار آنها بسیار زیاد است، کافی نیستند .در چنین مواردي، یك یا دو مرحله آخر توسط یك مایع بر پایه استر فسفات مقاوم در برابر آتش، روغنکاري میشود. استرهاي فسفات داراي خاصیت ضدسایشی طبیعی نیز هستند، بنابراین نیازي به افزودنی اضافی ضدسایشی در مایعات PE نیست. مشكل
تشكیل رسوب در کمپرسورهاي رفتی و برگشتی است که نیاز به فرموالسیون خاص روغن است که دو آزمایش اصلی ارائه شده در مشخصات 51506 DIN را گذرانده باشد. اینها بقایاي کربن روغن پس از طی کردن زمان در دماي دویست درجه سانتیگراد در حضور اکسید آهن به عنوان کاتالیزور و ویسكوزیته و ٪31 باقیمانده کربن پس از تقطیر است. به منظور برآورده نمودن هر دو نیازمندي، الزام
است روغنهاي پایه با محدوده نقطه جوش باریك انتخاب شوند لبهطوري که از روغنهاي سنگین اجتناب شود( و محصولات با ویسكوزیته خیلی کم و خیلی زیاد مخلوط نشوند. این میتواند باقیمانده کربن در باقیمانده تقطیرشده را کنترل کند. از الزامات آزمایش اکسیداسیون در دماي دویست درجه سانتیگراد، انتخاب آنتیاکسیدانهاي درجه حرارت بالا بر اساس آمین هایی نظیر آلكیله دي فنیل آمین و دیگر مواد است. مخلوط چندین آنتی اکسیدان میتواند در آزمایش اکسیداسیون مفید باشد. بیشتر آنتی اکسیدانهاي بر پایه فنل در دماهاي زیاد محافظت کافی را ارائه نمیدهند. روغنهاي کمپرسور که نیاز به عملكرد ضدسایش دارند ممكن است حاوي مواد افزودنی ضدسایشی بر اساس استر فسفات و دیگر چیزها باشند. الزم است که افزودنی ضدسایش نسبتا پایدار باشند.
روغنکاری کمپرسورهای چرخان
کمپرسورهاي نوع پره کشویی و پیج دوار نیز داراي یك جو بسیار اکسیدکننده براي روغن هستند، جایی که درون محفظه هواي گرم فشرده شده پاشیده میشود. روغنهاي کمپرسور دوار علاوه بر خصوصیات ضدآب و ضدانعطاف پذیري، باید از پایداري اکسیداسیون بسیاري نیز برخوردار باشند. روغنهاي توربین طبیعی با بازدارندههاي زنگزدگی و اکسیداسیون عموما عمر طولانی ندارند و نوع هیدرولیك طول عمر طولانی فراهم نمیآورند زیرا با آنتی اکسیداسون از قبیل نوع فنولیك تهیه شده است که فقط در درجه حرارت پایین محافظت میکنند. چندین OEM ها خواستار محافظت ضدسایشی هستند و میتوانند با ترکیب مواد افزودنی ضدسایشی مانند ZDDP یا استر فسفات تهیه شوند. روغنهاي سنتزي مبتنی بر PAO یا استر عمر طولانی تر در این کمپرسورها دارند. کمپرسورهاي پیستون چرخان با تزریق روغن مستقیم یا نقصان کلی سیستم روغنکاري میشوند و روغنکاري شبیه به کمپرسورهاي پیستونی رفت و برگشتی است.
