Масла для поршневых компрессоров

Масла для поршневых компрессоров — смазочные материалы для машин, в которых воздух или газ сжимает поршень, движущийся в цилиндре. Масло работает здесь в двух зонах: в механизме движения оно циркулирует и возвращается в картер, а в цилиндрах и сальниках штоков частично или полностью расходуется и уходит со сжатой средой. Попавшее в цилиндр масло оказывается на нагнетательных клапанах — самых горячих деталях машины, где его остатки превращаются в нагар. Поэтому масла для поршневых машин, как правило, вязче, чем для ротационных, и должны давать минимум отложений.

Назначение масла в поршневом компрессоре

Масло снижает износ колец и гильз цилиндров и помогает кольцам уплотнять поршень, смазывает подшипники, палец и крейцкопф, охлаждает уплотнительные кольца сальников и защищает машину от коррозии на остановках. Поршневые компрессоры бывают стационарными и передвижными, одно- и многоступенчатыми, с воздушным и водяным охлаждением. Многоступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением даёт высокие давления: около 40 бар для выдува ПЭТ-тары, 200–300 бар для заправки баллонов, выше — в технологических установках. Для газовых поршневых машин главное — состав газа; здесь речь о конструкции.

Как смазываются узлы поршневого компрессора

Виды масел для поршневых компрессоров

• Универсальные: для бескрейцкопфных машин, где одно масло работает в картере и цилиндрах.
• Цилиндровые: лубрикатор подаёт их в цилиндры и к сальникам штоков крейцкопфных машин.
• Картерные: для циркуляционной системы крейцкопфных машин; близки к циркуляционным маслам с противоизносными присадками.
• По основе: для воздуха чаще минеральные группы VDL; для горячих ступеней — диэфиры и полиолэфиры с малым нагаром; для высокого давления и длинных интервалов — ПАО. Полигликоли применяют в основном на углеводородных газах.
• Для сухих цилиндров: при кольцах из наполненного ПТФЭ или лабиринтном поршне масло есть только в картере, а в цилиндр его не пускают маслосъёмные кольца штока и дистанционная камера (фонарь).

Характеристики масла для поршневых компрессоров

• Коксуемость: коксовый остаток по Конрадсону (ISO 6615, ASTM D189) — ориентир склонности масла к нагару на горячих клапанах, где оно окисляется тонкой плёнкой. Он выше у масел с тяжёлыми остаточными фракциями, поэтому избыточно вязкое масло на лёгком режиме вредно.
• Вязкость при температуре стенки: слишком жидкое масло ведёт к износу колец и прорыву среды, слишком вязкое — к отложениям в клапанах и уносу.
• Водостойкость плёнки: конденсат после промежуточного охладителя не должен смывать масло со стенок следующей ступени.
• Температура вспышки: сравнивают с температурой самой горячей ступени.

Как выбрать масло для поршневого компрессора

• Схема смазки: бескрейцкопфная машина — одно масло; крейцкопфная — одно или два для цилиндров и картера; сухие цилиндры — только картерное.
• Давление и число ступеней: чем выше давление ступени, тем вязче цилиндровое масло; для воздушных машин обычно ISO VG 68–150, для тяжёлых многоступенчатых — до 220.
• Температура нагнетания: если минеральное масло на горячих ступенях быстро даёт нагар, переходят на эфирную синтетику.
• Режим работы: передвижной машине важны холодный пуск и температура застывания, стационарной — ресурс и чистые клапаны.
• Требования изготовителя: Atlas Copco, Neuman & Esser, Sauer Compressors, Пензкомпрессормаш и других.

Стандарты и спецификации

• ISO 6743-3: L-DAA и L-DAB — поршневые воздушные компрессоры при нормальном и тяжёлом режиме.
• DIN 51506: группа VDL — для нагнетания до 220 °C; VB, VBL, VC и VCL — для более низких температур.
• API 618: крупные поршневые компрессоры НПЗ, химии и газовой отрасли, включая подачу масла в цилиндры и сальники и циркуляционную смазку рамы.
• Спецификации изготовителей: требования Burckhardt Compression к цилиндровым и картерным маслам, рекомендации Ariel по вязкости цилиндрового масла и норме подачи лубрикатора в зависимости от газа и давления.
• К-12 и К-19: отечественные марки-ориентиры; их вязкость нормирована при 100 °C, поэтому при переходе на ISO VG сравнивают фактическую вязкость, а не цифры в названии.

Эксплуатация масла в поршневом компрессоре

• Настройка лубрикатора: подачу задают по таблице изготовителя. Избыток даёт нагар и унос, недостаток — износ колец и перегрев сальников. Плёнку на зеркале проверяют при остановке, например по отпечатку на тонкой бумаге.
• Обкатка: после замены колец, гильз и уплотнений сальника подачу на время приработки увеличивают по рекомендации изготовителя.
• Осмотр клапанов: нагар, поломки пластин и пружин, рост температуры нагнетания ступени — повод проверить и масло, и подачу.
• Межступенчатые влагоотделители: конденсат с маслом сливают после каждой ступени, иначе вода попадёт в следующий цилиндр.

Вопросы и ответы

• Можно ли смазывать цилиндры и картер одним маслом? В бескрейцкопфных машинах масло общее по конструкции. В крейцкопфных одно масло применяют, если оно подходит обоим узлам; при высоком давлении цилиндровое масло обычно вязче картерного.
• Почему на нагнетательных клапанах быстро растёт нагар? Частые причины — избыточная подача, слишком вязкое масло, перегрев из-за негерметичного клапана или грязного промежуточного охладителя. Негерметичный клапан повторно пропускает горячую среду, и нагар копится всё быстрее.
• Нужно ли масло безмасляному поршневому компрессору? У крупных машин с сухими цилиндрами масло остаётся в картере. В малых безмасляных компрессорах подшипники часто заправлены пластичной смазкой на весь срок службы.