Tribotechnické listy

 

 

Kompresorové oleje

Vzduchové kompresory se používají již více než 100 let. Vývoj při stlačování a dopravě vzdušin zaznamenal značný pokrok. Je však nutné si uvědomit, že stlačený vzduch je jedna z nejdražších energií. Věnovat pozornost mazání je nutné u všech typů kompresorů. Maziva musí zajistit spolehlivost a bezpečnost provozu. Je nutné se vyvarovat možným požárům a výbuchům v důsledku použití nevhodného maziva.

 

Kompresory jako takové jsou zjednodušeně řečeno stroje, které slouží ke stlačování a dopravě vzdušin (plynů a par). Kompresory pracují tak, že využívají mechanickou energii přiváděnou na hřídel stroje ke stlačování plynu, mechanická energie je tedy měněna na energii tlakovou a méně pak kinetickou a tepelnou. Důkaz tvrzení uvedeného v anotaci, že jsou vzduchové kompresory používány ke stlačování vzdušin již více než 100 let, je na obrázku 1.

 


Rozdělení kompresorů
Kompresory rozdělujeme podle několika základních hledisek, to je podle konstrukce, podle konečného tlaku, podle druhu dopravovaného média nebo množství dopravovaného plynu, jak naznačuje obr.2.

 


Pístové kompresory
Pro pístové kompresory jsou voleny oleje viskozity 68 až 220 mm2.s-1 při teplotě 40 °C. V pístovém kompresoru musí olej splnit řadu povinností. Musí mazat válce, ucpávky, ložiska, čepy, vedení a podobně. Vlastní viskozita bývá volena podle tlaku dopravovaného média a teploty vzduchu na výstupu z kompresoru. Doporučuje se viskozita podle teploty vzduchu na výtlaku, viz. tab.1.

 


Pro bezpečný provoz je důležitá čistota dopravovaného média, to znamená vhodné a dobré sací filtry. Dále zde musí být také dobré olejové filtry, aby byla zaručena čistota provozního oleje. Oleje musí mít nízkou odparnost a vysokou oxidační stabilitu. Pokud se olejový aerosol a olejové páry dostávají do výtlačného potrubí, dochází zde ke karbonizaci a tvorbě úsad v potrubí. Pak zde hrozí reálné nebezpečí výbuchu. Je zajímavé, že k výbuchům ve výstupním potrubí dochází převážně za nízkých teplot a malého průtoku vzduchu. To je dáno malým ochlazováním, případně uvolněním drobných karbonových částic, které se stávají iniciátory hoření a výbuchu. Je prokázáno, že olejové páry a aerosol jsou na výstupu značně zoxidovány, což dokazuje číslo kyselosti oleje, který byl zachycen a měření prokázala kyselost v rozmezí 2 ÷ 15 mgKOH.g-1.
Oleje pro pístové kompresory jsou úzké řezy předepsané viskozitní třídy. Nedoporučuje se mísit oleje lehké s těžkými olejovými složkami. Oleje se aditivují antioxidačními a detergentně-disperzními přísadami. Často se doplňují také antikorozivními a protioděrovými přísadami. Přísady by měly být bezpopelného typu. Kvalita olejů jednoznačně zajišťuje dlouhodobý a bezporuchový provoz, a proto je nutné olejům v době provozu věnovat náležitou pozornost. U větších náplní provádět pravidelnou kontrolu jakosti, sledovat množství oleje, popřípadě provádět filtraci oleje a odstraňovat nečistoty, které se do oleje dostanou, jednak vlivem vlastního opotřebení nebo z nasávaného vzduchu. Mimo nečistot bývá v oleji často také větší množství vody.


Oleje pro šroubové kompresory
Šroubové kompresory (obr.3), a to jak bezmazné, tak s přímým vstřikem oleje, jsou stále více používány.
Rozdělení šroubových kompresorů přináší obr.4.

 

Pro šroubové kompresory se v provozu používají oleje viskozitních tříd ISO VG 46 a ISO VG 68. Oleje musí mít velmi nízkou odparnost, proto se používají převážně hydrogenované redestilované oleje úzkého destilačního řezu. Dále se aplikují syntetické oleje typu polyalfaolefinů nebo polyesterů. U šroubových kompresorů se vstřikem oleje dochází k přímému styku oleje se vzduchem. Do šroubovice se vstřikuje do 1 kg vzduchu až 5 kg oleje. Tento olej se musí v další etapě provozu všechen odloučit a vrátit zpět do olejového systému. Oleje se aditivují převážně jen antioxidanty, popřípadě protipěnícími přísadami. Významnou úlohou pro zajištění předepsané kvality vzduchu je nutné zařazení na výstupu účinného odlučovače, vymrazovacích a sušících systémů. Pro dlouhodobé používání šroubových kompresorů je nutné používat jen vysoce kvalitní oleje. Pomocí olejů se prodlužují servisní termíny a zajišťuje se bezporuchovost těchto zařízení. Nevhodné aplikace méně jakostních maziv způsobují únik olejových
par a aerosolů. Tím dochází k přeplnění separátorů. Je zde nebezpečí tvorby karbonových usazenin, a to jak v odlučovači, tak ve výstupním potrubí. Zde hrozí nebezpečí hoření až výbuchu. Další problémem provozu jsou nevhodné filtry. Je nutné volit také vhodné místo nasávání vzduchu a zejména se vyvarovat prašného prostředí. Prach s olejem ve vlastních šroubovicích totiž slouží jako brusivo. V současné době je vysoce kvalitních olejů na trhu veliké množství. Je předpoklad, že tyto typy olejů musí splňovat normy ISO nebo DIN. Podle ISO 6734 se oleje rozdělují podle tepelného zatížení. Nejčastěji se používají oleje ISO-L-DAG nebo DAJ. Podle DIN 51506 se používají nejčastěji oleje vyznačené jako VCL nebo VDL. Je vhodné znovu připomenout, že pro bezproblémový provoz se nesmí kupovat oleje výhradně podle ceny, ale podle jakosti. Jen s kvalitním olejem jsme schopni zajistit bezporuchový a také bezpečný provoz.


Turbinové oleje
Turbinové oleje se aplikují předně v provozu velkých turbogenerátorů nebo také turbokompresorů. Jedná se o velké olejové systémy s obsahem olejové náplně 1000 až 100 000 litrů. Životnost těchto olejů v provozních podmínkách bývá v rozmezí 10 až 15 let. Dobrý provoz vyžaduje vysokojakostní oleje a systematickou kontrolu. O oleje je třeba se starat, pravidelně je čistit, případně doplňovat přísady. Vysoká životnost těchto olejů je dána kvalitním základovým olejem. Používají se hlubocerafinované základové oleje. Jako přísady bývají použity antioxidační přísady typu stíněných fenolů a skupiny difenylaminu. U některých typů se přidává protipěnící přísady,případně přísady pro zvýšení mazací schopnosti. Tyto oleje musí splnit řadu povinností, mimo jiné zajistit dokonalé mazání ložisek a převodovky, působit jako hydraulický olej, zajistit regulaci řídících prvků. Provoz turbogenerátorů a turbokompresorů je nepřetržitý, a proto je zde důležitá pravidelná kontrola jakosti. V současné době se řeší problematika jakosti tekutých kalů. Tyto látky jsou v první etapě rozpustné v oleji. Vznikají termickou oxidací za vzniku jemných kalů velikosti 0,08 až 1 μm. Tyto kaly se postupně shlukují a vlivem zvýšení polarity se vyloučí a usadí se na různých místech soustrojí. Nejčastěji je to na regulaci, hydraulickém systému, ložiscích a v nádrži. To má za následek nepravidelný chod až havárii soustrojí. Odstranění těchto pryskyřic je velmi složité a dnes se tomuto problému věnuje celá řada organizací. Tato situace není nová, ale projevuje se právě v době, kdy se stále prodlužují výměnné lhůty olejových náplní. Řada provozovatelů toto podcenilo a péči o olej zanedbalo.

 

Bezpečnost provozu kompresorů
Je statisticky dokázáno, že větší množství poruch kompresorů vzniká předně z důvodu nedodržení tribotechniky (tab.2). Mimo vlastních provozních poruch je zaznamenáno velké množství hoření a výbuchů, a to jak vlastních kompresorů, tak výtlačného potrubí. K výbuchům docházelo nejčastěji v chladných obdobích roku; navíc kompresory pracovaly s nízkými výtlačnými teplotami (například do 130 °C). Největší nebezpečí představují tuhé nebo pastovité úsady oleje a produktů jeho rozkladu spolu se rzí a pevnými látkami, které unikají  zachycení na sacím filtru. Vlastní výbušnou látkou je nejčastěji olejová pára, ne mlha, jak dokazují výsledky pokusů. Pára vzniká přehříváním oleje nebo odpařování mlhy, přičemž tuhé zbytky se usazují jako karbon na chladnějších místech stroje nebo potrubí. Směs olejových par se vzduchem ve vhodné koncentraci a při vhodné teplotě vybuchuje. K zapálení směsi par se vzduchem dochází nejčastěji následujícím postupem. Karbonové usazeniny ve výtlaku se kyslíkem ze vzduchu okysličují za značného vývinu tepla. Při silnější vrstvě nánosu v potrubí je odvod tepla, vzniklého oxidací uvnitř vrstvy, nedostatečný a nastává vznícení. Teplota vznícení kolísá podle laboratorních pokusů od 70 do 300 °C. Nebezpečí požáru stoupá při malé rychlosti proudění vzduchu v potrubí, kdy vrstva nánosu není proudícím vzduchem dostatečně chlazena.

 


Závěr - hlavní zásady pro bezpečný provoz kompresorů
S ohledem na dříve uvedené a s přihlédnutím k dalším zkušenostem s provozem kompresorů, včetně velkých turbokompresorů, je možno definovat následující pravidla pro bezpečný provoz těchto zařízení:
§   používání výrobcem předepsaného oleje,
§   co nejnižší spotřeba oleje,
§   pravidelné a částečné vypouštění kondenzátu z odlučovačů a ze vzdušníku,
§   periodické čištění kompresoru - karbonový nános nesmí být silnější než 1 až max. 2 mm, k bezpečnému čištění lze použít pouze saponátový roztok nebo jiný nehořlavý prostředek,
§   stálá kontrola výtlačného tlaku a teploty,
§   pravidelné čištění chladičů a dochlazovačů, udržování stroje a celé stanice v čistotě,
§   použití účinného sacího filtru a jeho pravidelné čištění,
§   výměna oleje podle předpisů výrobce nebo tribotechnické diagnostiky,
§   pečlivé dodržování všech předpisů o provozu a kontrole talkových nádob.

 


Vladislav MAREK, TRIFOSERVIS
Ladislav HRABEC, VŠB-TU Ostrava

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
1 + 4 =
Odoslanie formulára

TriboTechnika 4/2019

TriboTechnika_4_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd