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News center冷凍機(jī)油詳解
冷凍機(jī)油是制冷壓縮機(jī)的專用潤(rùn)滑油,對(duì)制冷壓縮機(jī)的工作部件起潤(rùn)滑、密封、清潔和散熱等作用。例如在全封閉活塞式制冷壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中,冷凍機(jī)油經(jīng)齒輪泵增壓后,壓縮機(jī)內(nèi)分三路循環(huán),分別對(duì)主軸承、動(dòng)力連桿和壓縮做功部件(活塞、活塞銷、汽缸壁)進(jìn)行潤(rùn)滑、冷卻后回到壓縮機(jī)的曲軸箱內(nèi)。由壓縮機(jī)汽缸排出的制冷劑-油混合物在油分離器中被分出大部分油,分出的油再流回至壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi);少量分不出的油則與制冷劑一起進(jìn)人
制冷劑管線??梢?,冷凍機(jī)油的潤(rùn)滑過(guò)程具有如下特點(diǎn):
①油品不可避免地與制冷劑直接接觸;
②少量冷凍機(jī)油被制冷劑攜入到管線中參與冷凍循環(huán);
③在全封閉壓縮機(jī)中,冷凍機(jī)油與電機(jī)的線圈及密封件等有機(jī)材料密切接觸;
④冷凍機(jī)油處于壓縮機(jī)排氣閥高溫和膨脹閥(或毛細(xì)管)、蒸發(fā)器低溫的極端溫度環(huán)境中。
(2)冷凍機(jī)油的主要性能
由于冷凍機(jī)油使用過(guò)程的如上特點(diǎn),理想的冷凍機(jī)油應(yīng)具備以下主要性能:
①適宜的黏度和良好的黏溫特性。冷凍機(jī)油通常具有潤(rùn)滑和密封的雙重作用,避免系統(tǒng)出現(xiàn)制冷劑泄漏、竄氣等現(xiàn)象??紤]到制冷劑溶于冷凍機(jī)油后,造成油品實(shí)際使用黏度下降的特點(diǎn),在選用冷凍機(jī)油時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮冷凍機(jī)油的實(shí)際工況,確保油品的實(shí)際黏度能夠滿足壓縮機(jī)軸承、活塞與汽缸間的潤(rùn)滑和密封要求。此外,由于制冷劑的工作溫度變化范圍大,要求冷凍機(jī)油的黏溫特性好,以保證冷凍機(jī)油在低溫下能夠從蒸發(fā)器返回壓縮機(jī)。
②與制冷劑具有良好的互溶特性。通常情況下,冷凍機(jī)油的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于制冷劑的密度,若二者的互溶性較差,曲軸箱中的油品與制冷劑就會(huì)分為兩層,油品漂浮在制冷劑的上部,遠(yuǎn)離壓縮機(jī)的潤(rùn)滑油路。此時(shí)啟動(dòng)壓縮機(jī),則可能造成壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件因潤(rùn)滑不足導(dǎo)致?lián)p壞。此外,還會(huì)造成冷凍機(jī)油因回流困難、滯留在制冷系統(tǒng)管路中,造成系統(tǒng)的傳熱效率下降及管路堵塞等問(wèn)題。因此,理想的冷凍機(jī)油與制冷劑之間應(yīng)具有良好的互溶性。
③良好的低溫性能。在制冷系統(tǒng)中,熱交換設(shè)備和管道通常在低溫下工作,而管壁上或多或少都有油膜層出現(xiàn)。若油品的凝點(diǎn)過(guò)高,就會(huì)影響制冷劑的流動(dòng),增加流動(dòng)阻力,影響傳熱效果。所以,良好的低溫性能是油品保障壓縮機(jī)正常工作的前提條件。
④極低的水分含量。在制冷循環(huán)系統(tǒng)中,少量水分的存在,很可能會(huì)導(dǎo)致膨脹閥、蒸發(fā)器等低溫部位產(chǎn)生冰塞現(xiàn)象,或促使冷凍機(jī)油過(guò)早地產(chǎn)生絮狀蠟結(jié)晶物質(zhì),堵塞制冷劑的循環(huán)管路,最終引發(fā)系統(tǒng)出現(xiàn)循環(huán)中斷或停機(jī)等不良后果;對(duì)于以聚酯為基礎(chǔ)油的合成冷凍機(jī)油來(lái)說(shuō),水分的存在還會(huì)使油品發(fā)生水解,產(chǎn)生大量的游離酸,產(chǎn)生腐蝕;油中的水分含量過(guò)高,還會(huì)大大降低冷凍機(jī)油的絕緣性能,這對(duì)全封閉制冷壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是極為不利的因素。因此,要嚴(yán)格控制冷凍機(jī)油中的含水量,用于氟利昂類及環(huán)保型混合工質(zhì)為制冷劑的油品,其水含量一般不得超過(guò)50μg/g。
⑤較低的積炭?jī)A向。積炭?jī)A向是指在規(guī)定的熱分析條件下,油品在裂解過(guò)程中所形成的黑色殘留物。形成積炭的物質(zhì)主要是油品中的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)及多環(huán)芳烴等有機(jī)化合物,烷烴通常只起分解反應(yīng),組分間發(fā)生聚合反應(yīng)的傾向小,因而不易形成積炭。油品裂解產(chǎn)生的積炭成分極易造成制冷循環(huán)管路的堵塞現(xiàn)象,影響制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行,所以要求冷凍機(jī)油具有較低的積炭?jī)A向。
⑥優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和抗氧化安定性
冷凍機(jī)油在制冷壓縮機(jī)內(nèi)會(huì)遇到很高的溫度,特別是在制冷壓縮機(jī)的排氣閥片附近,工作溫度有時(shí)高達(dá)160℃左右。熱穩(wěn)定性差的冷凍機(jī)油極易在此處發(fā)生分解,產(chǎn)生積炭及其他沉積物,導(dǎo)致閥片的運(yùn)動(dòng)受阻、密封效果變差等不良后果,降低制冷效果。對(duì)于開啟式或半封閉式制冷壓縮機(jī)而言,冷凍機(jī)油的抗氧化安定性越差,則油品的換油周期會(huì)越短。而在全封閉式制冷壓縮機(jī)中,冷凍機(jī)油的使用周期通常在10~15年,因而必須具備良好的抗氧化安定性。
⑦優(yōu)良的電器絕緣性能。純潤(rùn)滑油絕緣性能很好,但當(dāng)其含有水分、灰塵等雜質(zhì)時(shí),絕續(xù)性能就會(huì)降低。在半封閉和全封閉正輸機(jī)中,冷凍機(jī)油與電動(dòng)機(jī)統(tǒng)組及其接線柱的絕緣
體直接接觸。因此,冷凍機(jī)油必須具有優(yōu)良的電器絕緣性能。與有機(jī)材料的相互適應(yīng)性好。優(yōu)良的電器絕緣性能共存的狀態(tài)下,化學(xué)活性較強(qiáng)的油會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)中有機(jī)材料的溶解及高分組分的溶出等現(xiàn)象。因此,理想的冷凍機(jī)油產(chǎn)品與橡膠、漆包線等有機(jī)材料之間具有良好的相容性。此外,還需要冷凍機(jī)油具有優(yōu)異的抗磨特性、較低的揮發(fā)性等。
(3)冷凍機(jī)油的分類
我國(guó)等效采用ISO 6743-3:2003,制定了制冷壓縮機(jī)冷凍劑的分類標(biāo)準(zhǔn)GB/T7631.9-2014(代替了GB/T 7631.9-1997)。
(4)冷凍機(jī)油的選用和更換
冷凍機(jī)油的選擇取決于制冷壓縮機(jī)的型式、制冷劑的類型、制冷系統(tǒng)的密封方式等。在為制冷設(shè)備選取用油之前,要對(duì)設(shè)備的具體信息進(jìn)行細(xì)致的分析,從而確保所選的冷凍機(jī)油能夠滿足制冷設(shè)備的潤(rùn)滑要求。
①制冷壓縮機(jī)的類型
制冷壓縮機(jī)的工作結(jié)構(gòu)及工況不同,潤(rùn)滑要求也不同?;钊胶吐輻U式冷凍機(jī)的潤(rùn)滑油與被壓縮的制冷劑直接接觸,要考慮潤(rùn)滑油和冷凍劑之間的相互影響問(wèn)題。離心式冷凍機(jī)和小型干式(非噴油潤(rùn)滑)螺桿式冷凍機(jī),因?yàn)闈?rùn)滑油可不與制冷劑接觸,可以按照齒輪箱和主軸承的負(fù)荷情況選用冷凍機(jī)油。
②制冷劑的類型
制冷系統(tǒng)常用的制冷劑種類很多,如氨、R12、R22、R134a、R410a、R407c等。選擇與制冷劑直接接觸的潤(rùn)滑油,要考慮冷凍機(jī)油和制冷劑之間的相互影響,一般要求選用與制冷劑相溶的冷凍機(jī)油。如氟利昂類的制冷劑能溶于礦物油,因而在選取潤(rùn)滑油黏度等級(jí)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)比使用不溶性制冷劑所選取的黏度牌號(hào)高出一個(gè)等級(jí),以防止?jié)櫥捅恢评鋭┫♂尯蟪霈F(xiàn)潤(rùn)滑性能下降等不良后果;另外,還應(yīng)考慮混入制冷劑中的少量潤(rùn)滑油,會(huì)嚴(yán)重影響制冷效率。
③制冷系統(tǒng)的密封方式
半封閉式和全封閉式制冷設(shè)備,由于電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)在一起封閉在一個(gè)機(jī)殼內(nèi),電動(dòng)機(jī)與冷凍機(jī)油經(jīng)常接觸,因此要求冷凍機(jī)油有良好的絕緣性能(擊穿電壓≥25kV)、極低的含水量(<50mg/kg)、較好的抗氧化安定性和穩(wěn)定性(指氟利昂制冷劑)。相對(duì)而言,由于開啟式制冷壓縮機(jī)沒(méi)有密封外殼,其電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)均暴露于空氣中,電動(dòng)機(jī)與冷凍機(jī)油也不接觸,設(shè)備散熱條件好,能經(jīng)常換油,對(duì)冷凍機(jī)油的質(zhì)量要求比半封閉式和全封閉式低。
④制冷劑的蒸發(fā)溫度
一般來(lái)說(shuō),蒸發(fā)溫度低的制冷劑,應(yīng)選用凝點(diǎn)低的冷凍機(jī)油,以免被制冷劑攜帶到制冷系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油凝結(jié)在節(jié)流閥和蒸發(fā)器上,影響制冷效率。
選擇冷凍機(jī)油的黏度時(shí),主要考慮制冷壓縮機(jī)的負(fù)荷機(jī)轉(zhuǎn)速、制冷劑質(zhì)量、軸和軸承、排氣溫度等。一般來(lái)說(shuō),大型、中型的多缸、高速(活塞平均線速度3m/s以上的)、負(fù)荷較大的冷凍機(jī),應(yīng)選用黏度較大的冷凍機(jī)油產(chǎn)品如:牌號(hào)為46、68或100號(hào)冷凍機(jī)油;排氣溫度在145℃左右的高負(fù)荷冷凍機(jī),多用牌號(hào)為68或100的冷凍機(jī)油;小型、微型或低速(活塞平均線速度不高于23m/s)的冷凍機(jī),可用牌號(hào)為22或32的冷凍機(jī)油。
為了更好地保護(hù)設(shè)備、節(jié)約用油成本,通常應(yīng)定期對(duì)冷凍機(jī)油進(jìn)行抽樣檢測(cè),當(dāng)其中一項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到表2.32中的換油指標(biāo)時(shí),應(yīng)對(duì)系統(tǒng)用油進(jìn)行更換。
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