Důležitost správné volby při výběru maziva pro vzduchové kompresory

Při výběru kompresorového maziva si můžete připadat trochu jako v uličce s cereáliemi. Je tolik možností, podle čeho si vybírat. Vzduchové kompresory potřebují mazivo, aby byla zajištěna jejich maximální provozuschopnost a výkonnost, ale při tolika možnostech, které jsou dnes na trhu, může být obtížné vybrat to správné. Může vás napadnout mnoho otázek: Proč vlastně kompresory potřebují mazivo? Které si vybrat? Jaké jsou nosné složky maziv? Záleží vůbec na nějaké nosné složce? A jak si poradit s tvorbou nežádoucího nánosu či povlaku?

Než se rozhodnete pořídit si nové mazivo pro váš kompresor, položte si tyto základní a další otázky, abyste se ujistili, že děláte správné rozhodnutí a máte na zřeteli maximální možný prospěch pro vaši společnost a příslušný kompresor.

Proč rotační šroubové vzduchové kompresory potřebují lubrikační maziva?

Abychom pochopili, proč vzduchové kompresory vyžadují aplikaci maziva, je důležité porozumět hlavním funkcím maziv v rotačních šroubových vzduchových kompresorech. Mazivo je pro vzduchový kompresor tím, čím je krev pro lidské tělo. Mazivo je záchranným lanem vzduchového kompresoru. Srdce pumpuje a cirkuluje krev, aby udrželo vaše tělo v chodu, stejně tak ve vzduchovém kompresoru cirkuluje kompresorové mazivo, aby byl stroj udržován v provozu.

Mezi tři základní funkce maziv kompresoru patří:

1. Mazání ložisek. Mazivo musí udržovat ložiska dostatečně promazaná.
2. Utěsnění rotorů. Jelikož se rotory navzájem nedotýkají, vytvoří mazivo svým filmem potřebné vzduchotěsné těsnění.
3. Odvod tepla. Mazivo musí odvádět teplo vznikající při kompresi. Toto teplo není způsobeno třením, ale samotnou fyzikou stlačování vzduchu.

Mezi další čtyři důležité funkce kompresorových maziv patří:

1. Provoz bez tvorby nežádoucích nánosů/povlaku. Hlavní příčinou poškození vzduchových kompresorů je tvorba nežádoucího povlaku. Tvorba nežádoucího povlaku vede k nárůstu teplot a neefektivnímu provozu.
2. Snížení objemu úbytku maziva. Vyšší množství doplňovaného maziva za rok stojí peníze.
3. Vysoký bod vzplanutí. Pro zajištění bezpečnosti je potřeba dosahovat vysokého bodu vzplanutí.
4. Kompatibilita systému. Pokud je mazivo nekompatibilní se solenoidy, ucpávkami, hadicemi, těsněními nebo navazujícími materiály, může to pro uživatele skončit únikem médií anebo poškozením zařízení.

Nárůst teploty a tvorba nežádoucích nánosů jsou dva hlavní nepřátelé rotačních šroubových vzduchových kompresorů a oba spolu přímo souvisejí. Vysoké teploty vytvářejí větší množství nánosů a větší množství nánosů vytváří větší množství tepla.

Když se tyto dva faktory spojí, vznikne nebezpečný začarovaný kruh.

Pochopení významu pěti nejběžnějších nosných složek

Při výběru maziva pro kompresory existuje mnoho možností. K dispozici jsou stovky kompresorových maziv, desítky výrobců a ještě více prodejců. Začněte tím, že se zaměříte na složky, ze kterých je mazivo vyrobeno. Každé mazivo má primární složku neboli nosnou složku (základní látku). Každá nosná složka se vyznačuje odlišnými vlastnostmi, má své klady i zápory.

Mezi pět nejběžnějších nosných složek patří:

1. uhlovodíky (minerální oleje);
2. hydrogenované uhlovodíky;
3. syntetické uhlovodíky (PAO);
4. polyglykolové směsi / diestery;
5. estery polyglykolu a polyolů (PAG/POE).

1. Uhlovodíky (minerální oleje)

Maziva na bázi uhlovodíků jsou na trhu stejně dlouho jako rotační šroubové vzduchové kompresory. V minulosti se téměř ve všech rotačních šroubových kompresorech používala maziva na bázi uhlovodíků. V posledních letech se technologie zdokonalila do té míry, že uhlovodíková maziva se spíše objevují ve zpětném zrcátku. Většina uhlovodíkových maziv dobře maže, utěsňuje rotory a má antikorozní přísady. Tyto produkty nabízejí nižší počáteční náklady, ale nepřenášejí tolik tepla jako syntetické oleje.

Závěr: Oleje na bázi uhlovodíků byly v minulosti oblíbené, ale technologie výroby maziv se neustále vyvíjejí. Většina zákazníků rotačních šroubových vzduchových kompresorů nyní volí jiná maziva, která lépe chrání před tvorbou nežádoucích nánosů během provozu.

2. Hydrogenované uhlovodíky

Hydrogenované uhlovodíky nabízejí kvalitnější technologii mazání a delší životnost než minerální uhlovodíky. Kromě toho nabízejí nižší náklady na galon (než u syntetických materiálů), ale stejně jako u uhlovodíků se dodatečné náklady projeví později. Hydrogenované uhlovodíky mohou potenciálně vytvářet nežádoucí nánosy na vnitřních komponentech a vykazují nižší tepelnou vodivost. Nelze je také používat při vysokých teplotách. Hydrogenované uhlovodíky rovněž vyžadují dodatečnou likvidaci kondenzátu.

Závěr: Hydrogenované uhlovodíky se od syntetických uhlovodíků liší tím, že některé základní uhlovodíkové složky způsobující tvorbu nežádoucího nánosu jsou z maziva odstraněny prostřednictvím hydrogenační destilace. V konečném důsledku však přesto dochází k průměrnému přenosu oleje, nedostatečnému přenosu tepla a k tvorbě nežádoucích nánosů.

3. Syntetické uhlovodíky (PAO)

PAO jsou nejlepší maziva, která ropné společnosti nabízejí. Jsou to špičkové produkty na bázi uhlovodíků a jsou dobrými mazivy, pokud jsou řádně měněny ve stanovených výměnných intervalech. PAO mají delší životnost než uhlovodíky a dobrou kompatibilitu se vzduchovými systémy. Nabízejí také střední bod vzplanutí (450 °F / 232 °C). I když nabízejí vyšší úroveň čistoty než základní uhlovodíky, stále trpí mnoha nevýhodami základních uhlovodíků.

Mají omezený přenos tepla a při provozu za vysokých provozních teplot dochází k vytváření nežádoucích nánosů. Kondenzát z kompresoru, který vzniká při použití těchto produktů, také není biologicky odbouratelný a jeho likvidace si vyžaduje dodatečné náklady.

Závěr: PAO sice nabízejí vyšší účinnost než uhlovodíky, ale mají potenciál způsobovat tvorbu nežádoucích nánosů a tím postupně snižovat účinnost kompresoru. A konečně kondenzát z kompresoru se musí také ekologicky likvidovat, což má přímý vliv na hospodářský výsledek společnosti.

4. Diestery

Diestery byly původně vyvinuty pro použití v pístových vzduchových kompresorech, aby pomohly při usazování karbonu na ventilech a proti vysokým provozním teplotám. Diestery si s těmito dvěma problémy poradí. V rotačních šroubových kompresorech jsou však s mnoha elastomery nekompatibilní a mají potenciál vytvářet větší množství odpadního kalu. Usazování kalu je primárně stejný proces chemické reakce jako u tvorby nežádoucího nánosu na komponentech, ale má jiný výsledek. Diestery se často používají jako primární složka ve směsích maziv pro kompresory. Dejte si pozor, protože mnoho směsí polyglykolu a esteru se ukáže jako diesterový základ s minimálním množstvím polyglykolu.

Závěr: Maziva na bázi diesterů mají potenciál způsobovat zvýšenou tvorbu kalů. Vznikající kal může být pro společnost velmi nákladný, protože snižuje účinnost kompresoru a jeho odstranění ze systému kompresoru je velmi drahé. Kondenzát z kompresoru, který vzniká při použití maziv na bázi diesterů, rovněž není biologicky odbouratelný.

5. Polyglykol

Polyglykolová maziva představují pomyslný vrchol maziv pro kompresory. Přestože je zapotřebí počítat s vyššími počátečními náklady, nevýhody jsou pouze minimální. Tato maziva ve stroji nezpůsobují tvorbu nežádoucího nánosu a při provádění proplachu jsou schopna odstranit vzniklý nános; vyznačují se vyšší tepelnou vodivostí, což napomáhá studenějšímu chodu zařízení a usnadňuje stabilizaci provozních teplot.

Tato maziva také nabízejí nejvyšší bod vzplanutí (505 °F), velmi nízký přenos oleje a biologicky odbouratelný kondenzát. Většina polyglykolových maziv je také recyklovatelná díky vysoké hodnotě BTU na libru s nízkým obsahem popelovin. To znamená, že nevznikají žádné další náklady na likvidaci.

Polyglykolová maziva jsou také kompatibilní se součástmi všech vzduchových kompresorů, takže uživatelé mohou bez problémů přestavět kompresory na provoz s těmito mazivy.

Závěr: Polyglykolová maziva nabízejí mnoho výhod. Kompresory používající tato maziva produkují biologicky odbouratelný kondenzát, což snižuje ekologickou stopu společnosti a náklady na likvidaci kondenzátu. Polyglykolová maziva také nevytvářejí nežádoucí nánosy a zároveň jsou schopna odstranit stávající nános, který se v kompresoru mohl nahromadit. Toto vše přispívá k vytvoření energeticky účinnějšího stroje.

Proč některá maziva, jako jsou uhlovodíky, mohou způsobovat tvorbu nežádoucího nánosu či povlaku?

Pokud jde o tvorbu nánosu, záleží na tom, z čeho se mazivo vyrábí. Jaká je jeho základní surovina? Některé základní suroviny způsobují větší tvorbu nánosu, když se zahřívají. Například uhlovodíky jsou sice levné, ale jejich špatný přenos tepla může být důvodem vyšších provozních teplot.

Všechny uhlovodíkové složky jsou při okolní teplotě kapalné. Některé se při vyšších teplotách stávají pevnými a vytvářejí tak povlaky na kovových částech, například na rotorech, protože mezi oběma rotory je velmi malá vůle. To způsobuje zvýšení teploty a vznik dalších a dalších pevných částic.

Nebezpečí spojené s tvorbou nežádoucích nánosů

Dva hlavní nepřátelé rotačních šroubových vzduchových kompresorů jsou teplo a tvorba nánosů. Obojí spolu přímo souvisí, protože vysoké teploty mají tendenci vytvářet stále silnější vrstvy nežádoucího nánosu. Silnější vrstvy nánosu zase způsobují navýšení provozní teploty. Jejich kombinací vzniká začarovaný kruh.

Důležitost správné volby

V dnešní době, kdy je k dispozici téměř nepřehledné množství různých alternativních maziv pro kompresory, se vyplatí porozumět výhodám i nevýhodám a složením jednotlivých maziv. I když se zdá, že některé možnosti maziv nabízejí úsporu nákladů předem, většina majitelů zařízení si neuvědomuje účinky cenově nižších alternativ na vnitřní součásti kompresoru, dokud není příliš pozdě.

Kyle Treble, autor článku, zastává pozici senior manažera životního cyklu ve společnosti Sullair.