Co musisz wiedzieć o smarowaniu sprężarki

Sprężarki stanowią integralną część niemal każdego zakładu produkcyjnego. Powszechnie nazywane sercem każdego systemu pneumatycznego lub gazowego, wymagają szczególnej uwagi, zwłaszcza w zakresie smarowania. Aby zrozumieć kluczową rolę smarowania w sprężarkach, należy najpierw zrozumieć jego funkcję, a także wpływ układu na środek smarny, jaki środek smarny wybrać i jakie testy analizy oleju należy przeprowadzić.

● Typy i funkcje kompresorów
Dostępnych jest wiele różnych typów sprężarek, ale ich główna rola jest niemal zawsze taka sama. Sprężarki mają na celu zwiększenie ciśnienia gazu poprzez zmniejszenie jego całkowitej objętości. W uproszczeniu, sprężarkę można porównać do pompy gazowej. Funkcjonalność jest zasadniczo taka sama, z tą różnicą, że sprężarka zmniejsza objętość i przemieszcza gaz w układzie, podczas gdy pompa po prostu spręża i transportuje ciecz w układzie.
Sprężarki można podzielić na dwie ogólne kategorie: wyporowe i dynamiczne. Sprężarki rotacyjne, membranowe i tłokowe zaliczają się do klasy sprężarek wyporowych. Sprężarki rotacyjne działają poprzez wtłaczanie gazów do mniejszych przestrzeni za pomocą śrub, krzywek lub łopatek, natomiast sprężarki membranowe sprężają gaz poprzez ruch membrany. Sprężarki tłokowe sprężają gaz za pomocą tłoka lub szeregu tłoków napędzanych wałem korbowym.
Sprężarki odśrodkowe, o przepływie mieszanym i osiowe zaliczają się do kategorii sprężarek dynamicznych. Sprężarka odśrodkowa działa poprzez sprężanie gazu za pomocą obracającej się tarczy w formowanej obudowie. Sprężarka o przepływie mieszanym działa podobnie do sprężarki odśrodkowej, ale napędza przepływ osiowo, a nie promieniowo. Sprężarki osiowe wytwarzają sprężanie za pomocą szeregu profili aerodynamicznych.

● Wpływ na środki smarne
Przed wyborem środka smarującego do sprężarki, jednym z głównych czynników, które należy wziąć pod uwagę, jest rodzaj obciążeń, na jakie środek smarujący może być narażony podczas pracy. Typowe czynniki naprężające smar w sprężarkach to wilgoć, ekstremalne ciepło, sprężone gazy i powietrze, cząstki metalu, rozpuszczalność gazów oraz gorące powierzchnie tłoczne.
Należy pamiętać, że sprężanie gazu może mieć niekorzystny wpływ na środek smarny i skutkować zauważalnym spadkiem lepkości, a także parowaniem, utlenianiem, osadzaniem się węgla i kondensacją spowodowaną gromadzeniem się wilgoci.
Po zapoznaniu się z kluczowymi problemami, jakie może wiązać się ze smarem, można wykorzystać te informacje do zawężenia wyboru idealnego środka smarnego do sprężarek. Cechy dobrego kandydata na środek smarny to m.in. dobra odporność na utlenianie, dodatki przeciwzużyciowe i antykorozyjne oraz właściwości deemulgujące. Syntetyczne oleje bazowe mogą również działać lepiej w szerszym zakresie temperatur.

● Wybór środka smarnego
Zapewnienie odpowiedniego środka smarującego będzie miało kluczowe znaczenie dla sprawności sprężarki. Pierwszym krokiem jest zapoznanie się z zaleceniami producenta oryginalnego sprzętu (OEM). Lepkość środka smarującego sprężarki i smarowane elementy wewnętrzne mogą się znacznie różnić w zależności od rodzaju sprężarki. Sugestie producenta mogą stanowić dobry punkt wyjścia.
Następnie należy wziąć pod uwagę sprężany gaz, ponieważ może on znacząco wpłynąć na smar. Sprężanie powietrza może prowadzić do problemów z podwyższoną temperaturą smaru. Gazy węglowodorowe mają tendencję do rozpuszczania smarów, co z kolei stopniowo obniża ich lepkość.
Gazy chemicznie obojętne, takie jak dwutlenek węgla i amoniak, mogą reagować ze środkiem smarnym, obniżając jego lepkość, a także tworząc mydła w układzie. Gazy chemicznie aktywne, takie jak tlen, chlor, dwutlenek siarki i siarkowodór, mogą tworzyć lepkie osady lub stać się wyjątkowo żrące, gdy środek smarny zawiera zbyt dużo wilgoci.
Należy również wziąć pod uwagę środowisko, na które narażony jest smar sprężarki. Może to obejmować temperaturę otoczenia, temperaturę roboczą, zanieczyszczenia powietrza, czy sprężarka znajduje się wewnątrz i jest przykryta, czy na zewnątrz i jest narażona na niekorzystne warunki atmosferyczne, a także branżę, w której jest wykorzystywana.
Sprężarki często wykorzystują syntetyczne środki smarne zgodnie z zaleceniami producenta OEM. Producenci urządzeń często wymagają stosowania swoich markowych środków smarnych jako warunku gwarancji. W takich przypadkach warto poczekać z wymianą środka smarnego do upływu okresu gwarancyjnego.
Jeśli w Twoim systemie obecnie stosowany jest środek smarny na bazie mineralnej, przejście na środek syntetyczny musi być uzasadnione, ponieważ często wiąże się to z wyższymi kosztami. Oczywiście, jeśli raporty z analizy oleju wskazują na konkretne problemy, środek smarny syntetyczny może być dobrym rozwiązaniem. Upewnij się jednak, że nie zajmujesz się jedynie objawami problemu, ale raczej jego przyczynami w systemie.
Które syntetyczne środki smarne są najbardziej odpowiednie w zastosowaniach sprężarkowych? Zazwyczaj stosuje się glikole polialkilenowe (PAG), polialfaolefiny (POA), niektóre diestry i poliestry. Wybór jednego z tych syntetycznych środków smarnych zależy od rodzaju środka smarnego, który chcemy zmienić, a także od zastosowania.
Dzięki odporności na utlenianie i długiej żywotności polialfaolefiny zazwyczaj stanowią odpowiedni zamiennik olejów mineralnych. Nierozpuszczalne w wodzie glikole polialkilenowe zapewniają dobrą rozpuszczalność, co pomaga utrzymać sprężarki w czystości. Niektóre estry charakteryzują się nawet lepszą rozpuszczalnością niż glikole polialkilenowe (PAG), ale mogą mieć problemy z nadmierną wilgocią w układzie.

Przykład testów analizy oleju i limitów alarmowych dla sprężarek odśrodkowych.

● Testy analizy oleju
Próbkę oleju można poddać wielu testom, dlatego niezwykle ważne jest, aby dobrać odpowiednie testy i częstotliwość ich pobierania. Testy powinny obejmować trzy podstawowe kategorie analizy oleju: właściwości płynu smarującego, obecność zanieczyszczeń w układzie smarowania oraz wszelkie zanieczyszczenia powstałe w wyniku zużycia maszyny.
W zależności od typu sprężarki mogą wystąpić niewielkie modyfikacje w zestawie testów, ale na ogół do oceny właściwości płynnych środka smarnego zaleca się badanie lepkości, analizę elementarną, spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR), liczbę kwasową, potencjał lakierniczy, badanie utleniania w obrotowym naczyniu ciśnieniowym (RPVOT) i testy demulgacji.
Testy zanieczyszczeń płynów w sprężarkach prawdopodobnie będą obejmować wygląd, FTIR i analizę pierwiastkową, podczas gdy jedynym rutynowym testem z punktu widzenia zanieczyszczeń powstałych w wyniku zużycia będzie analiza pierwiastkowa. Przykładowe tabele testów analizy oleju i limity alarmowe dla sprężarek odśrodkowych przedstawiono powyżej.
Ponieważ niektóre testy mogą oceniać wiele problemów, niektóre z nich będą pojawiać się w różnych kategoriach. Na przykład analiza pierwiastkowa może uchwycić tempo wyczerpywania się dodatków z perspektywy właściwości płynu, podczas gdy fragmenty komponentów uzyskane z analizy resztek zużycia lub FTIR mogą zidentyfikować utlenianie lub wilgoć jako zanieczyszczenie płynu.
Limity alarmowe są często ustawiane domyślnie przez laboratorium, a większość zakładów nigdy nie kwestionuje ich zasadności. Należy sprawdzić i zweryfikować, czy limity te są zdefiniowane zgodnie z celami niezawodności. W miarę rozwoju programu można nawet rozważyć zmianę limitów. Często limity alarmowe są początkowo nieco wysokie i zmieniają się z czasem ze względu na bardziej rygorystyczne cele dotyczące czystości, filtracji i kontroli zanieczyszczeń.

● Zrozumienie smarowania sprężarki
Smarowanie sprężarek może wydawać się skomplikowane. Im lepiej Ty i Twój zespół zrozumiecie działanie sprężarki, wpływ układu na smar, jaki środek smarny należy wybrać i jakie testy analizy oleju należy przeprowadzić, tym większe będą Wasze szanse na utrzymanie i poprawę stanu technicznego sprzętu.