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壓縮機(jī)潤(rùn)滑油簡(jiǎn)稱為壓縮機(jī)油、空壓機(jī)油，又被稱為：冷卻液、超級(jí)冷卻液和潤(rùn)滑冷卻液、冷卻潤(rùn)滑液等等。其起著一種“壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)血液”的作用，起著降低摩擦和磨損的重要作用。在噴油螺桿壓縮機(jī)中還起著密封，吸熱和吸納壓縮空氣中灰塵的作用。
壓縮機(jī)能否可靠和高能效運(yùn)行，在很大程度上取決于壓縮機(jī)油的功能和品質(zhì)。在壓縮機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，壓縮機(jī)油接受著熱的烘烤、多種剪切、空氣或被壓縮氣體中的氧和產(chǎn)生的自由基的多種作用。這會(huì)使?jié)櫥偷钠焚|(zhì)下降和功能降低，致使壓縮機(jī)油降低或失去對(duì)壓縮機(jī)的保護(hù)作用，出現(xiàn)壓縮機(jī)磨損性損壞甚至出現(xiàn)各種死機(jī)。
作者親歷類似一例：1985年，濰坊一生產(chǎn)出口長(zhǎng)毛絨玩具的企業(yè)，進(jìn)口了3臺(tái)氣量為1.5立方米/分鐘，臺(tái)灣產(chǎn)的活塞式空壓機(jī)。由于缺乏維護(hù)人員，企業(yè)從未關(guān)心過(guò)空壓機(jī)的潤(rùn)滑油狀況，使用3年后出現(xiàn)了問(wèn)題，不僅打氣少而且耗電高，聲音也不正常。他們請(qǐng)作者去看看怎么回事？結(jié)果發(fā)現(xiàn)：潤(rùn)滑油極度稠化，類似潤(rùn)滑脂，這導(dǎo)致螺桿大小頭嚴(yán)重磨損，氣閥損壞性磨損。
螺桿空壓機(jī)由于油溫高，潤(rùn)滑油過(guò)度氧化導(dǎo)致此類事件發(fā)生的并不少見(jiàn)，包括壓縮機(jī)油極度結(jié)膠，過(guò)度積碳，以致發(fā)生螺桿與機(jī)體燒結(jié)，直到死機(jī)等惡性事故發(fā)生。
由于擔(dān)心這些事故的發(fā)生，于是乎業(yè)內(nèi)就出現(xiàn)了空壓機(jī)油的壽命一再被人為減少，用過(guò)度換油來(lái)避免類似事件的發(fā)生。當(dāng)然，潤(rùn)滑油供應(yīng)商和空壓機(jī)4S店、維修部等趁機(jī)可多賣空壓機(jī)油，使空壓機(jī)油的使用壽命被人為降低。
對(duì)此，作者曾寫了《壓縮機(jī)換油科學(xué)性標(biāo)準(zhǔn)探究》一文，希望從一個(gè)方面試圖還原真相。
不過(guò)，現(xiàn)在的問(wèn)題是：在用壓縮機(jī)油的壽命應(yīng)該是多少？用什么壓縮機(jī)油性價(jià)比高？用什么樣的壓縮機(jī)油，能使壓縮機(jī)節(jié)能？用什么樣的壓縮機(jī)油壽命長(zhǎng)？在哪種潤(rùn)滑油狀態(tài)下，能使壓縮機(jī)磨損小，使壓縮機(jī)保持長(zhǎng)時(shí)間的高水平能源使用效率？
這是一些潤(rùn)滑界在一直探討的問(wèn)題。目前，此問(wèn)題在國(guó)外已經(jīng)有了確切的、理性的、定量的控制辦法。通過(guò)這種辦法，使人們更理智的使用壓縮機(jī)油，少買少換一些壓縮機(jī)油，為壓縮機(jī)用戶節(jié)省一筆開(kāi)支，更重要的是有效減少了對(duì)環(huán)境的影響和破壞。
壓縮機(jī)油的壽命和氧化
壓縮機(jī)油的壽命主要決定于氧化的程度和添加劑的消耗程度，而氧化程度則是最主要的因素。
潤(rùn)滑油的氧化過(guò)程，是烴類與氧作用的一個(gè)復(fù)雜過(guò)程。通過(guò)活潑的自由基（free radical）與氧作用，首先生成醇、醛、酮、酸中間物，之后，進(jìn)一步氧化生成羥基酸和酯類化合物。氧化進(jìn)行的結(jié)果是產(chǎn)物分子量不斷增大，結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，最終形成膠質(zhì)和沉淀。
潤(rùn)滑油使用中氧化有兩個(gè)方向：一個(gè)是生成酸性物質(zhì)（如羧基酸、羥基酸、瀝青基酸等）和酯的中間產(chǎn)物，最終產(chǎn)物是碳青質(zhì)。另一個(gè)方向是生成膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，最終產(chǎn)物是半油膠質(zhì)。羥基酸、半膠質(zhì)、瀝青質(zhì)酸，這些成分微溶于潤(rùn)滑油中，沉淀部分為粘稠物質(zhì)。易附著在金屬表面，高溫時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化為漆膜。瀝青質(zhì)、半油膠質(zhì)、碳青質(zhì)，則以深褐色或黑色的固體粉末狀的細(xì)小微粒懸浮在油中，聚集成大顆粒時(shí)則可從油中沉淀。
由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò)深度氧化的潤(rùn)滑油，內(nèi)部化學(xué)成分的氧元素增多，分子量增大，由烴類化合物變成非烴類化合物；外觀上顏色變深，沉淀增多，腐蝕性增大，使?jié)櫥偷氖褂眯阅芟陆怠?/span>
潤(rùn)滑油的氧化除與自身化學(xué)組成有關(guān)外，還與使用條件有密切關(guān)系，如溫度的高低、空氣壓力的大小和氧氣分壓的大小、所接觸金屬的催化作用的強(qiáng)弱等。其中，很重要的一個(gè)因素是金屬的催化作用。實(shí)踐證明，許多金屬對(duì)潤(rùn)滑油的氧化都有催化作用，常用金屬中，銅對(duì)潤(rùn)滑油的催化作用最大，特別是當(dāng)有水存在時(shí)更為明顯。金屬催化作用的主要原因是促使過(guò)氧化物分解，生成自由基，從而加速氧化反應(yīng)。
不同基礎(chǔ)油氧化差異性大
1）加氫潤(rùn)滑油
由于氧化作用主要發(fā)生在油中的烴類，潤(rùn)滑界首先考慮到延緩氧化的辦法，加氫就是延遲潤(rùn)滑油氧化趨勢(shì)的手段之一。上世紀(jì)60年代末，70年代初迅速發(fā)展的加氫生產(chǎn)潤(rùn)滑油，并形成新的工藝。
除自由基外，過(guò)氧化物是氧化鏈反應(yīng)的另一活性成分。過(guò)氧化物分子結(jié)構(gòu)中的O-O鍵的鍵能很低，只有100~200kj/mol，很容易發(fā)生斷裂，形成兩個(gè)自由基，加速氧化反應(yīng)。C-H鍵的鍵能比O-O鍵的鍵能高一倍，從而延緩氧化反應(yīng)。并且加氫可以還原油中已被氧化的物質(zhì)，降低酸值，并使油品的顏色變淺，粘度降低。Ⅱ類油是加氫和兩次加氫的基礎(chǔ)油，Ⅰ類油原來(lái)是傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油（未加氫），現(xiàn)已基本被淘汰。
2）Ⅲ類油
以前的Ⅲ類基礎(chǔ)油都是以石油產(chǎn)品為原料經(jīng)加氫異構(gòu)工藝生產(chǎn)出Ⅲ類基礎(chǔ)油，也稱XHVI，意即超高粘度指數(shù)基礎(chǔ)油。像昭和SHELL石油株式會(huì)社、SK、雪佛蘭、埃克森美孚等都生產(chǎn)這種Ⅲ類油。
2003年卡塔爾石油公司與SHELL石油宣布，在卡塔爾的Pearl共建GTL項(xiàng)目，將卡塔爾北部油田海上油井生產(chǎn)的天然氣加工成燃料油和基礎(chǔ)油等石油產(chǎn)品。2011年終于在卡塔爾建成，2012年達(dá)到140萬(wàn)噸/年，做為GTL第一家大型工廠，由于其價(jià)格優(yōu)勢(shì)和性能特點(diǎn)，其建立標(biāo)志著GTL基礎(chǔ)油時(shí)代的開(kāi)始，GTL基礎(chǔ)油時(shí)代已在改變著世界潤(rùn)滑油的格局，產(chǎn)生一系列新的潤(rùn)滑油技術(shù)和產(chǎn)品。可見(jiàn)，SHELL一直是走在Ⅲ類基礎(chǔ)油的最前端。
3）PAO
上世紀(jì)70年代，MOBIL和BP各自推出了PAO油品，?？松梨诎裀AO用于發(fā)動(dòng)機(jī)油（mobil 1）而出名，API在1990年代中期，規(guī)定PAO屬Ⅳ類油（原始方法生產(chǎn)的基礎(chǔ)油為Ⅰ類油；加氫基礎(chǔ)油為Ⅱ類油；加氫異構(gòu)基礎(chǔ)油為Ⅲ類油；其余合成油和不屬于上述四類基礎(chǔ)油的為Ⅴ類油）。美國(guó)國(guó)家廣告部（NAD）最終裁決PAO也可冠以“合成油”的名義，但不得廣告宣傳其性能為最優(yōu)。BP和SHELL率先用PAO制作壓縮機(jī)油。2005年由于PAO油銷路不是很暢通，歐洲僅有的4個(gè)生產(chǎn)廠中關(guān)閉了1個(gè)，僅剩3個(gè)生產(chǎn)廠。由于中國(guó)汽車銷售猛增，進(jìn)口車大多要求使用合成油，中國(guó)的PAO油市場(chǎng)極佳，美國(guó)人就增開(kāi)了4個(gè)PAO生產(chǎn)廠，專門應(yīng)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的需求。
4）酯類油
在API分類中劃歸為Ⅴ類油，其實(shí)德國(guó)人在二戰(zhàn)時(shí)期，就把酯類油做的很好。現(xiàn)在高級(jí)的賽車油基本都是酯類油。此處不難理解“NAD最終裁決PAO……但不得廣告宣傳其性能為最優(yōu)”的初衷了。
5）硅系潤(rùn)滑油和全氟潤(rùn)滑油
硅系潤(rùn)滑油和全氟潤(rùn)滑油沒(méi)有烴類，不會(huì)氧化，在保持清潔度的情況下，可以無(wú)限期的使用。雖然硅系潤(rùn)滑油和全氟潤(rùn)滑油對(duì)添加劑的相容性很差，但其苯基硅油和全氟潤(rùn)滑油的抗磨性很優(yōu)秀，尤其是全氟潤(rùn)滑油的密度接近2，其油膜強(qiáng)度也無(wú)與倫比。用全氟潤(rùn)滑油不僅無(wú)腐蝕，而且氣量會(huì)增加5%左右。
硅系潤(rùn)滑油和全氟潤(rùn)滑油可用在單螺桿壓縮機(jī)上，供食品，飲料，醫(yī)藥，甚至生產(chǎn)人血代血漿用，也被用在核工業(yè)中。
現(xiàn)在網(wǎng)上，視頻上宣揚(yáng)的“無(wú)氟”冰箱、空調(diào)，真實(shí)意義是全氟而不是“無(wú)氟”，是用氟取代了原來(lái)氟利昂中的氯，解決了氟利昂對(duì)臭氧層的破壞，所謂的“無(wú)氟”是無(wú)氯氟利昂，例如134A就是其一，而不是無(wú)氟粒子或無(wú)氟元素。這個(gè)偷換概念真是“玩大了”，欺騙了世界，至少是中國(guó)。
下面的關(guān)于空氣壓縮機(jī)油部分文字的引用挺有意思，我們不妨看一下一個(gè)世界聞名的化工企業(yè)關(guān)于高性能無(wú)灰型空壓機(jī)油復(fù)合添加劑2030A的推介詞：
推薦加劑量
l 97%二類油+2%飽和多元醇酯+1%2030A+20ppm消泡劑＝4000工作小時(shí)空氣壓縮機(jī)油（有降凝要求的產(chǎn)品需要加0.25%降凝劑）
l 95.5%三類油+3%飽和多元醇酯+1.5% 2030A+20ppm消泡劑＝6000工作小時(shí)空氣壓縮機(jī)油（有降凝要求的產(chǎn)品需要加0.25%降凝劑）
l 85%PAO+13.5%飽和多元醇酯+1.5% 2030A+20ppm消泡劑＝8000~12000工作小時(shí)空氣壓縮機(jī)油
這足可以說(shuō)明一個(gè)問(wèn)題：空壓機(jī)油的壽命主要決定于基礎(chǔ)油。
“l(fā) 97%二類油+2%飽和多元醇酯+1%2030A+20ppm消泡劑＝4000工作小時(shí)空氣壓縮機(jī)油”就是人們常說(shuō)的較好的普通螺桿空壓機(jī)油；“195.5%三類油+3%飽和多元醇酯+1.5% 2030A +20ppm消泡劑＝6000工作小時(shí)空氣壓縮機(jī)油”就是人們常說(shuō)的半合成空壓機(jī)油；而“185%PAO+13.5%飽和多元醇酯+1.5% 2030A+20ppm消泡劑＝8000~12000工作小時(shí)空氣壓縮機(jī)油”就是人們常說(shuō)的全合成空壓機(jī)油。
通過(guò)這個(gè)例子不難看出三類不同的空壓機(jī)油的奧妙和成本差異。PAO基礎(chǔ)油的價(jià)格約為Ⅲ類基礎(chǔ)油的3倍。當(dāng)然，成品壓縮機(jī)油的價(jià)格差異也大，同一公司的PAO壓縮機(jī)油是Ⅲ類壓縮機(jī)油價(jià)格的4倍左右。
PAO（聚α－烯烴合成基礎(chǔ)油）的特點(diǎn)
PAO具有高熱氧化穩(wěn)定性（熱穩(wěn)定性指的是在寬泛的溫度區(qū)間內(nèi)能保持良好的粘度指數(shù)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在寒冷的天氣下輕松安全啟動(dòng)，同時(shí)能夠最大限度地在高速度和大負(fù)重下保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)），因合成油分子結(jié)構(gòu)的特殊性使得它能夠擁有更高的流動(dòng)和穿透性（和礦物油比較）。它的化學(xué)穩(wěn)定性指的是合成油在發(fā)動(dòng)機(jī)中工作期間不會(huì)發(fā)生任何破壞其使用性能的化學(xué)變化（氧化，浸蠟等等），也就是說(shuō)形成積垢和漆膜（指的是在溫度非常高的表面行成的透明的，堅(jiān)固的，由氧化物形成的不會(huì)熔化的薄膜）的可能性很小。
其優(yōu)點(diǎn)為：
1、PAO粘度指數(shù)高，一般都在135以上，而礦物油基礎(chǔ)油一般在85－90，精制礦物油基礎(chǔ)油粘度指數(shù)一般在95左右。精制程度更高的如III類基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)高于120。
2、傾點(diǎn)低，低溫流動(dòng)性好，PAO傾點(diǎn)低，比礦物油具有更為優(yōu)異的低溫流動(dòng)性?？烧{(diào)制很多低溫要求高的油品，制成全天候潤(rùn)滑油。
3、氧化安定性好。在RBOT測(cè)試中，高品質(zhì)的PAO（聚α－烯烴合成基礎(chǔ)油）達(dá)到壓降的時(shí)間是Ⅱ類加氫基礎(chǔ)油的3～4倍，是Ⅲ類的1.5～2倍。
4、揮發(fā)性低。油品蒸發(fā)度高，會(huì)增加潤(rùn)滑油的消耗量?；A(chǔ)油具有低的揮發(fā)性是形成優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油的一個(gè)重要因素。
5、優(yōu)越的熱安定性。PAO耐高溫，分解少，其熱安定性與雙酯相當(dāng)，優(yōu)于礦物油和烷基芳烴，PAO與多元醇酯的混合油有很好的熱安定性。
6、極佳的剪切安定性。
7、水解安定性好。
8、與礦物油相容性好。
9、一般與油封兼容性好。
缺點(diǎn)為：
1、成本比礦物油基礎(chǔ)油高。
2、添加劑溶解性不好。因?yàn)樘砑觿┠苋苡邗?，酯能溶于PAO，因此常常要和酯（通常是二酯和多羥基酯）調(diào)配。
酯類油的特點(diǎn)
酯類油是由不同結(jié)構(gòu)的酸和醇反應(yīng)生成的，常見(jiàn)酯類油有單酯、雙酯、多元醇酯和復(fù)酯等。可用于螺桿空壓機(jī)油的合成酯類油主要有雙酯和飽和多元醇酯（三羥甲基丙烯酯/偏苯三酸酯/季戊四醇酯等）。
通過(guò)提煉動(dòng)、植物（生物）脂肪酸和醇，制成的酯類油，具有很好的自然降解性能。
化學(xué)合成的酯類本來(lái)是有油性的，其它基礎(chǔ)油（包括PAO）要通過(guò)添加劑實(shí)現(xiàn)這個(gè)性質(zhì)。而且酯類本來(lái)的極向性可以使油膜分子黏附在金屬表面，所以單論潤(rùn)滑性能的話，酯類是最好的。
雙酯是指一元醇和二元脂肪酸的酯。一般是己二酸或癸二酸和c～c，的支鏈伯醇酯。這種與支鏈脂肪族醇得到的雙酯具有粘度低、粘度指數(shù)高（VI130～150）、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。一般100℃運(yùn)動(dòng)粘度為2.3~5.4mm2/s，傾點(diǎn)均在一60℃以下。熱氧化安定性與聚α烯烴（PAO）相同。
多元醇酯是新戊基多元醇酯的簡(jiǎn)稱，是由具有新戊基的多元醇，如三羥甲基丙烷，季戊四醇等，和一元脂肪酸酯化而成。新戊基多元醇的B位碳沒(méi)有氫，所以酯的熱氧化安定性好。多元醇酯由于酯基多，所以極性強(qiáng)，蒸發(fā)損失低，潤(rùn)滑性好。多元醇酯有優(yōu)異的熱氧化安定性和低蒸發(fā)性，可比雙酯在高50~100℃的工作溫度下使用。
酯類油在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期主要用作為坦克、汽車、機(jī)槍、飛機(jī)和機(jī)車車輛用油。國(guó)外在上世紀(jì)七八十年代，酯類油開(kāi)始用于壓縮機(jī)。
1985年前后，重慶一坪公司宣布在國(guó)內(nèi)最先合成出雙酯，并用于冷凍機(jī)油。
1999年，英格索蘭公司配給螺桿空壓機(jī)的潤(rùn)滑油是聚醚壓縮機(jī)油，后來(lái)該公司推出了PAO和多元醇酯為基礎(chǔ)油的超級(jí)冷卻液。
酯類油的特點(diǎn)是：
1、高閃點(diǎn)，高燃點(diǎn)，最高使用溫度可達(dá)200℃；
2、良好的熱氧化安定性，低揮發(fā)性；
3、優(yōu)異的低溫性能，傾點(diǎn)可低于-60℃；
4、良好的抗磨、抗擦傷和減摩節(jié)能功能；
5、良好的潤(rùn)滑性能；
6、良好的添加劑溶解性能；
7、與礦物油、聚α烯烴、聚醚、甲基苯基硅油相混溶；
8、無(wú)毒，優(yōu)異的生物降解功能；
9、水解穩(wěn)定性差，容易造成酯類油和添加劑水解，失效；
10、與橡膠的相容性差，容易使橡膠膨脹，縮短密封件的使用壽命；
11、有溶解涂料覆蓋層的傾向。
由此看來(lái)，PAO與酯類油的協(xié)同使用已成為當(dāng)今合成潤(rùn)滑油的趨勢(shì)。
奇妙的潤(rùn)滑油檢測(cè)技術(shù)
潤(rùn)滑油里的抗氧化劑對(duì)于油品的完全流動(dòng)是很重要的，尤其是對(duì)那些暴露在熱、大氣與水中的潤(rùn)滑油。在正常工作條件下，如果沒(méi)有保護(hù)性添加劑，氧化作用會(huì)明顯影響潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，導(dǎo)致油泥和沉淀物的形成，過(guò)濾器堵塞，油品變稠，以及油品的酸度增加等。潤(rùn)滑油添加劑中的抗氧化劑會(huì)顯著限制油品氧化，抗氧劑會(huì)在使用過(guò)程中被逐漸消耗掉。因此，必須了解在用潤(rùn)滑油中抗氧化劑的狀態(tài)。
一種便攜式潤(rùn)滑油剩余有用壽命測(cè)定儀用于測(cè)量礦物油合成烴類油酯類油與生物降解油類的抗氧化能力.。利用伏-安法技術(shù)檢測(cè)油中抗氧化劑的損耗率，RULER@可定量分析新油或在用油中的抗氧化劑濃度，并通過(guò)及時(shí)補(bǔ)充抗氧劑延長(zhǎng)潤(rùn)滑油的壽命。該儀器還可以定量引入并儲(chǔ)存潤(rùn)滑油的抗氧化劑水平，以便在抗氧化劑急劇改變的非正常工況時(shí)，確認(rèn)設(shè)備的故障隱患。
螺桿空壓機(jī)使用合成油壓縮空氣含油量降低2ppm
世界一個(gè)著名的壓縮機(jī)公司在2000年推銷自己的螺桿空壓機(jī)時(shí)說(shuō)：“使用礦物油時(shí)壓縮空氣含油量會(huì)達(dá)到3ppm，使用合成油后，壓縮空氣含油量會(huì)降到1ppm”。作者在2002年，用同一臺(tái)螺桿空壓機(jī)做試驗(yàn)，經(jīng)測(cè)試：使用Ⅲ類油RS32時(shí)壓縮空氣含油量能達(dá)到3ppm，使用合成油AS46后，壓縮空氣含油量會(huì)降到1ppm。其原因在作者以前的文章中有所分析。由此可見(jiàn)，好的合成壓縮機(jī)油不僅壽命長(zhǎng)，而且油的損耗低，壓縮空氣含油量也低。
結(jié)論
壓縮機(jī)油的技術(shù)在不斷的發(fā)生著變化，了解這些變化將會(huì)變得更會(huì)使用壓縮機(jī)油，達(dá)到安全、可靠、節(jié)能和相對(duì)低消耗、低成本的效果。
伴隨著世界潤(rùn)滑油新技術(shù)的發(fā)展，壓縮機(jī)油必然要發(fā)生更大的變化，一種較高級(jí)別的環(huán)保型的潤(rùn)滑服務(wù)行業(yè)即將興起，筆者將會(huì)在后續(xù)文章中會(huì)探討這個(gè)趨勢(shì)。
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