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超高性能压缩机油发展及思考
日期:2015年09月15日 来源:上海千贏国际压缩机(aloha-beach-club.cn)

 

  压缩机如何能够做到不磨损,节电,更可靠,甚至维修量极小——超高性能压缩机油品就可以胜任。看几个题外的例子,悟一下到底是怎么回事。

  熟悉润滑的朋友都知道全氟聚醚和氟化石墨,这两者是润滑剂之王,可用于几乎现今最严酷的工况,包括航天、核工业、军工和强酸强碱工业等领域,全球年销量超过1000吨。和全氟聚醚和氟化石墨接近的是全氟三丙胺。

  1966年的一天,美国医学博士克拉克正在实验室里研究曾用于制造第一颗原子弹时的氟碳化合物溶液作一种试验。在实验中途,克拉克教授因事离开了实验室。这时,一只老鼠爬进了实验用的溶液里,等克拉克教授一小时后重返实验室时,只见老鼠在溶液中游动着,安然无恙。他立即将老鼠捞了出来,想看个究竟,但老鼠一下子逃得无影无踪了。老鼠掉进氟碳化合物溶液里为什么不被淹死呢?意外的发现引起了克拉克的深思:是刚掉进去?还是这种溶液不能淹死老鼠?带着这些疑问,他又开始了有目的的实验。他立即找来一只实验用的大白鼠,将它放进氟碳化合物溶液中浸泡了近两个小时,捞出来的大白鼠仍活蹦乱跳。实验表明,这种溶液淹不死老鼠,但原因是什么呢?经过仔细的分析研究,克拉克终于弄清楚了:这种氟碳化合物溶液含氧能力特别强,约是水的20倍,而且它不会与生物体的组织发生化学反应。那么,能否以这种高含氧量的少量溶液代替血液呢?克拉克又开始了新的试验。然而实验的结果却失败了,原因就是这种氟碳化合物颗粒太大,注入血管后会形成瘀塞。克拉克的实验虽然失败了,但是几年后(大约20世纪70年代初),日本大阪绿十字制药公司经理内藤良一医生在对克拉克的实验进行了全面、仔细、深入的分析研究后,又通过多次实验,终于找到了克服氟碳化合物颗粒太大形成血液瘀塞的办法,即在氟碳化合物溶液中加入少量全氟三丙胺后,再经人工乳化,可制成一种悬浮溶液。这种悬浮溶液注入体内后,可以暂时代替血液进行循环,不再通过呼吸和皮肤毛细孔排出体外,不会滞留在血管中形成瘀塞,而此时,人体内的真血也开始慢慢产生了。这种试验在许多种动物身上都获得了成功。1978年,内藤良一又以大无畏的牺牲精神,以自己的生命为代价,在自己的身上进行这种悬浮溶液替代血液的试验,终于获得成功。几个月后,他郑重向全世界宣告:人造血液成功了。人造血的研制成功为血液的来源开辟了广阔的前景,也为广大的病患者带来了健康与福音。我国也于1980年6月19日在上海中山医院首次为一位肾功能衰竭者输入人造血获得了可喜的成功。

  因为在这引进化合物的分子中只有氟原子和碳原子,故又名“氟碳人造血”。具体制造过程是:先将全氟三丙胺等经雾化处理,制成直径只有0.1微米的微球体。然后加入少量葡萄糖、钾、钠、钙、镁等电解质。于是,就成为白色的人造血了。“人造血”同人血相比,比重高于人血,但粘滞性基本差不多。它有许多的优点:首先对人体无害。因为“人造血”不需要肝脏化解代谢,也不会产生有毒的物质损坏肾脏。在病人自身的造血机能开始恢复时,它能自动的通过肺部的呼吸和尿液排出体外;其次化学稳定性好。“人造血”可存放二至三年时间也不会变性,而血库里的血一般只能放二三个月。另外“人造血”还有优良的运载氧气和二氧化碳的能力。它输给病人时,由于没有血型之分,所以无论何人何时均可输注,十分安全和方便;此外“人造血”还有一种奇妙的功能。当人煤气中毒(即一氧化碳)以后,只要注入“人造血”,它便可把血液中的一氧化碳夺过来,让红细胞复活,使中毒者起死回生。“人造血”正以它的巨大作用,成为“失血者的救星”。科学家们充满信心的预言,不久的将来,血库依靠献血的时代将宣告结束,取而代之的将是“人造血”。

  全氟三戊胺是一种无色透明的液体,无毒、无味、无腐蚀,不燃烧,十分安全,具有良好的化学稳定性,另一方面也不溶解于许多有机溶剂,是一种良好的惰性液体。

  全氟三戊胺是含氟惰性液体,在航天工业、电子、电力工业中用作电绝缘油、导热冷却剂、介电液、精密仪器清洗液、仪器仪表的抗腐蚀隔离、传动液等。还可作为化学反应稳定稀释剂或特殊溶剂、试剂、抗氧化润滑剂、氟碳乳剂人工血、电子元件、器件检漏液等使用。

  全氟三戊胺的分子式是:C15F33N。三正戊胺的分子式是:C15H33N,全氟三戊胺就是用F元素替代了三正戊胺全部的H元素,得到了一种人们称为“氟碳”的物质。这种物质密度接近2,非常稳定。

  全氟三戊胺也适合作特种超高性能压缩机油,价格比全氟聚醚低得多,且更安全。我国从事于航天,核工业,军工和强酸强碱工业压缩机的制造商,应在这些这方面创新,有所实践,从而和进口高价压缩机竞争。

  超高性能的压缩机油的事例

  在此方面,道康宁公司很早就有类似的应用,他们把苯基硅油用于真空泵。该公司还有一个著名的molykote 55 O-RING GREASE,这种O形密封圈润滑脂提高了动态密封的O形密封圈的寿命。道康宁molykote 55 O-RING GREASE,O形圈密封脂是一种硅脂,常用于气动设备和气动刹车、材料装卸、气密性和水密性设备中的O形圈和密封件,工作温度宽泛,与大多数塑胶相容,适用于飞机、汽车和工业中气动系统的橡胶与金属之间的动态润滑,美国军方标准MIL-G-4343B对此也有规定。

  来看一个例子了解O形密封圈润滑脂的重要性:南航湖南分公司飞机维修厂生产支援车间附件修理分队收到了一封来自空客A320飞机机轮生产厂家MBD公司的邮件。邮件表达了对分队资深技师罗恰的感谢,起因是他在工作中发现了CMM手册的错误。在此期间,维修厂附件修理分队开展了一次“重新学手册,做手册达人”的活动。就当大家学到“空客A320主轮第七章”时,外号“手册达人”的资深技师罗恰对易熔塞的润滑剂使用表示疑惑。CMM手册规定易熔塞可以用两种类型的润滑剂,分别是MIL-G-4343B和VASELINE VVP-236A,罗恰认为两者不能通用。他说了两点理由,MIL-G-4343B标准是一种美国军用标准,主要起密封作用,而VASELINE VVP-236A一般用于润滑预制封圈;第八章力矩表只给出前一种的,用后一种代替能不能使用相同的力矩值呢?而此时,正好维修厂的MIL-G-4343B标准的润滑剂快用完了,而航材库只有VASELINE VVP-236A,问题摆在了面前。为此,他们向生产厂家MBD公司发函求助。数日后,厂家回复:手册第七章的图的确存在错误,VASELINE VVP-236A与MIL-G-4343B实际上不能通用,在此处易熔塞只能使用MIL-G-4343B标准的润滑剂。

  国内压缩机的制造商对此多不以为然,倒是美国的一些压缩机制造商会遵从MIL-G-4343B的规定,在安装O形密封圈时,使用molykote 55 O-RING GREASE。

  美国军方标准为什么要列入O形密封圈润滑脂呢,基于:1.在安装时,避免擦伤密封圈,2.是在密封动压时,特别是动密封环境时,由于压力方向的变化,使O形密封圈在安装槽内一直在蠕动,在缺乏合适润滑剂的情况下,会造成磨损,导致泄漏。一个小小的失误会造成其所在设备甚至大系统发生故障。

  用于装配,压配装置,螺纹连接,磨合和维护的道康宁MOLYKOTE G-N METAL ASSEMBLY PASTE更是高强度机械和高可靠性机械的首选。由于这种油膏,使机械的磨合概念发生了变化。众多的车友们都知道汽车的磨合阶段,回转压缩机销售商都会告知用户,压缩机需要磨合和第一次保养。传统的磨合概念是:在机器装配后的起始使用阶段,为了使配合件正常稳定运转的一种措施,也称跑合,是一种有意安排的磨损过程。新的磨合概念是在特种润滑剂的参与下,是磨合变得更加柔和,甚至不产生会影响机械摩擦的磨粒,把磨合这种迫不得已的过程演变为一种自适应过程。经过这种润滑剂参与的磨合会更加延长机械的可靠性和寿命。

  超高性能压缩机油的潜在优势

  超高性能压缩机油在低端产品和可靠性要求不高的情况下,优势可能不会很明显。但是,只要人们稍微注意一下,还是会发现不同点。

  1、这些不同点反映在

  可靠性高:关键在于,超高性能压缩机油品在不断地、默默地、超乎寻常地保护着压缩机,一般的压缩机油不会有这种功能。

  用电少:人们有时不太在意这点,但它是确实是存在的,时间长了,人们会觉得就是不一样。

  实际事例:① 作者2004年在解决机车用螺杆压缩机的异音问题时,应用了抗磨剂,成功地消除了异音,取得意想不到的效果:2004年5月28日 上海机务段电话急告石家庄国祥精密机械有限公司,装在牵引京沪提速客车的DF110057号机车上的 02B007空压机组发生异音,作者经分析现场反馈回来的情况后,确认是轴承出了问题,研究同意作者强化润滑的技术措施, 2004年6月1日加入特殊的抗磨添加剂。加剂后,异音减小到消除,运行一直正常。2005年5月28日该机按计划返厂大修时,竟然发现轴承仍完好如新。

  ② 2004年6月27日,沈阳机务段反应在SS90050号机车上的02ADⅣ028空压机组,启动时有异音,加入抗磨添加剂后,异音逐步减小,到2005年2月2日压缩机运转状况仍正常。

  ③ 2004年7月4日沈阳机务段反应在SS90045 02AD002空压机组声音很大,加入抗磨添加剂后,异音逐步减小;2004年7月26日返厂后,在试验室检测,噪声正常、功率正常。

  2、在高端压缩机上会显现无疑

  作者在2006年,在一个化工厂看到5台价格不菲的无油40m3/min螺杆空压机,应用不超过3年。作者听出其中一台齿轮箱有异音,用户不以为然,事后不足半年,这台空压机就不得不返厂大修,换了主机,花了18万元。假如采用超高性能压缩机油,花费不多,还免去拆机,从车间移出,发往原厂大修,大修后经长途运输,并花费人力和设备在把压缩机装回原位,安装接线等工作,节约的资金和人工可想而知。

  对于如此价格的中高端压缩机应该采用超高性能压缩机油品,延长齿轮箱和压缩机主机的寿命,给用户一个高可靠性运行的压缩机。

  还有一些压缩可燃、有毒、高腐蚀性气体的压缩机都属中高端压缩机,例如:天然气加压压缩机更应采用超高性能压缩机油品,以保证高的安全性能。

  采用这种超高性能的压缩机润滑油品,不仅提高了压缩机的可靠性、安全性,更是给用户带来极大的方便,对用户来说是求之不得的。

  3、在中低端压缩机上应用会提高节能效果

  一般的空压机用户对螺杆空压机的电耗只知其一不知其二,原因在于:从新空压机开始,用户可能认为“我用的是节能空压机”,我们先不论这个空压机是不是高能效的。请注意:当空压机投运,经长时间运行,到轴承损坏的这个过程中,单位压缩空气所耗的电能在一步一步的增加,增加的幅度在0~35%左右。对于螺杆空压机来说,单位时间耗电在变化,但气量也在逐步减少。用户按平均高于正常工况17.5%左右的高能耗在消耗电网的电能。

  对此,不同的人会有微词。大多数人们没有看到,由于双螺杆空压机的轴向轴承磨损,使排气端转子与端盖间隙在逐渐变大,漏气增加,排气量减少。表现在:1 原来的空压机可能不够用了,2 或空压机的容调时间少了,3 或变频器在低频工作时间少了。这些工况都需要用户不断额外承担更多的电费。

  采用超高性能压缩机油品,杜绝轴承的磨损,上述用户额外承担多的电费就不存在了,这个费用是很大的,甚至达到空压机购置费的3~5倍。

  4、超高性能压缩机油品的技术特点

  超高性能压缩机油品在使用过程中会产生一种双向作用。

  其一:在于超高性能压缩机油品是一种高性能的润滑剂,在摩擦表面产生一种高性能润滑作用;

  其二:最重要的是这种超高性能油品具有修复功能。在加入超高性能压缩机油品后的一段时间,随着磨合的进行,这种油品参与到摩擦面,会快速修复彼此的微小磨伤痕,不仅免除了磨痕的扩大化,更使摩擦表面得到来自超高性能油品成分的作用,变得更加耐磨,颜色变黑,发亮,这种硬化层会由于油品成分的参与而变厚,而且这种作用会延长相当一段时间。

  其三:这种在长寿命柴油机油研制中发现,这种超高性能压缩机油品不仅起到抗磨修复作用,同时也提高了油品的抗氧化性能。在压缩机润滑中,这种抗氧化作用同样也存在。正由于这种抗氧化作用使得在高温高压摩擦表面不会产生导致磨蚀的微粒,形成自适应摩擦状态。

  之所以称为超高性能压缩机油品,就是这种油品的性能超越一般油品,甚至超越高级油品,是人们所追求的,而一般情况下又不可得的卓越性能的压缩机油品。总之,采用这种油品,会使压缩机得到难得的性能提高。

  超高性能的压缩机油的功能属性和价格属性的差异

  超高性能压缩机油的功能是很高的,但它的价格与其性能关系不大,就是说超高性能压缩机油的性价比很高。

  有些超高性能油品的单位重量价格可能较高,但由于是超高性能,所以用量很小,计算到超高性能油品/单位压缩机时,费用很低,若用超高性能油品使用费用/单位压缩机价格比例时,相对值就更低。人们往往有一种对价格的误解,却不善于衡量使用成本。此处以高抗磨修复塑料润滑脂为例说明:

  氯甲烷压缩机填料采用SL特抗磨修复塑料润滑脂:山东一化工有限公司有6台氯甲烷气体压缩机,活塞杆摩擦面虽涂覆了陶瓷层,价格昂贵,但氯甲烷压缩机活塞杆表面运行后磨成一道一道深沟,涂层部分发生脱落,漏气严重,原来活塞杆寿命不超过2个月。拆卸安装都很困难,人员无法靠近,有时在换活塞杆时,维修人员须带防毒面具操作。2008年8月5日,该化工公司的氯烃三车间修LW-8/2.8-9.55A氯甲烷压缩机填料时,在填料盒内加入SL特抗磨修复塑料润滑脂,活塞杆与填料用了4~6个月。过去该压缩机填料漏气是最大问题,现在车间已感到不成问题了。换成3Cr13活塞杆,在填料密封环四周和填料盒中加入SL抗磨修复塑料润滑脂活塞杆也可用6个月。涂覆陶瓷的活塞杆用了一年多,还在继续使用。现在氯烃1,氯烃2和氯烃3三个车间都使用这种技术。

  寿光一化工厂净化二车间是低压法合成甲醇的车间,有四台型号为S4M32-180/56的甲醇压缩机,该压缩机三段填料特别容易泄漏,且活塞杆表面会出现不同程度的划痕,填料更换频繁,即使更换新填料后,开车还存在较轻泄漏。在中体填料压盖处有不少黑色结焦流出。2008年元月23日,该化工厂净化二车间在更换2#压缩机三段填料时,在填料盒内,密封环表面添加了SL特抗磨塑料润滑脂,开机后填料出现微漏,运行1天半后,经磨合,填料不再泄漏,到2009年2月10日运行已超过383天(无油状况运行);2#压缩机过去从未达到的。有趣的是:他们在安装活塞环时,在环槽中涂过这种润滑脂。检修时,发现活塞环没大磨损(磨损量仅为0.1mm左右)。同样的活塞环过去仅能使用7~8个月,磨损量为1~2mm。

  有关价格的趣闻:氟橡胶密封圈价格为同规格普通耐油胶密封圈价格的100倍左右,陶瓷轴承价格为同制造商同规格钢制轴承价格的100倍左右,同样一只密封圈美制价格约为国产价格的100倍左右。国外著名的压缩机制造商在上世纪已在普遍使用氟橡胶密封圈,他们觉得非常值得。

  试想一些,一台压缩机使用了这些技术,而且,由于采用这些技术而分摊在压缩机成本上又很薄,那么,何乐而不为呢?!由于概念的不同,会导致品发生重大的差异。

  结论

  超高性能压缩机油品是提高高端压缩机的性能的重要技术手段,中低端压缩机采用超高性能压缩机油品也会收到满意的回报。

  超长寿命和超高性能压缩机油协助打造超级能效超高性能压缩机,使可靠性得以很大提高,能效也会达到一个新的高度。尤其是那些高端客户,如化工流程压缩机、舰船压缩机、车用和轨道车辆压缩机、核工业用压缩机等等。使用超长寿命和超高性能压缩机油会更加“踏实可靠”,维修量极低,促进保证系统的可靠性。对国家采购、亚投行采购或出口的压缩机配置超长寿命和超高性能压缩机油,获得高能效高可靠性,促进在竞争中取胜,更有非凡的意义。

  超高性能压缩机油品听起来价格高,但是摊到压缩机价格上或摊到相对维护保养费和相对能源使用费上,使用价格并不高。

生产制造高压压缩机空压机空气压缩机,消防呼吸高压空气压缩机完全国产技术,打破国外产品垄断格局。


 

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