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壓縮機潤滑油簡稱為壓縮機油、空壓機油，又被稱為：冷卻液、超級冷卻液和潤滑冷卻液、冷卻潤滑液等等。其起著一種“壓縮機運轉(zhuǎn)血液”的作用，起著降低摩擦和磨損的重要作用。在噴油螺桿壓縮機中還起著密封，吸熱和吸納壓縮空氣中灰塵的作用。
壓縮機能否可靠和高能效運行，在很大程度上取決于壓縮機油的功能和品質(zhì)。在壓縮機的運行過程中，壓縮機油接受著熱的烘烤、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。這會使?jié)櫥偷钠焚|(zhì)下降和功能降低，致使壓縮機油降低或失去對壓縮機的保護作用，出現(xiàn)壓縮機磨損性損壞甚至出現(xiàn)各種死機。
作者親歷類似一例：1985年，濰坊一生產(chǎn)出口長毛絨玩具的企業(yè)，進口了3臺氣量為1.5立方米/分鐘，臺灣產(chǎn)的活塞式空壓機。由于缺乏維護人員，企業(yè)從未關(guān)心過空壓機的潤滑油狀況，使用3年后出現(xiàn)了問題，不僅打氣少而且耗電高，聲音也不正常。他們請作者去看看怎么回事？結(jié)果發(fā)現(xiàn)：潤滑油極度稠化，類似潤滑脂，這導致螺桿大小頭嚴重磨損，氣閥損壞性磨損。
螺桿空壓機由于油溫高，潤滑油過度氧化導致此類事件發(fā)生的并不少見，包括壓縮機油極度結(jié)膠，過度積碳，以致發(fā)生螺桿與機體燒結(jié)，直到死機等惡性事故發(fā)生。
由于擔心這些事故的發(fā)生，于是乎業(yè)內(nèi)就出現(xiàn)了空壓機油的壽命一再被人為減少，用過度換油來避免類似事件的發(fā)生。當然，潤滑油供應(yīng)商和空壓機4S店、維修部等趁機可多賣空壓機油，使空壓機油的使用壽命被人為降低。
對此，作者曾寫了《壓縮機換油科學性標準探究》一文，希望從一個方面試圖還原真相。
不過，現(xiàn)在的問題是：在用壓縮機油的壽命應(yīng)該是多少？用什么壓縮機油性價比高？用什么樣的壓縮機油，能使壓縮機節(jié)能？用什么樣的壓縮機油壽命長？在哪種潤滑油狀態(tài)下，能使壓縮機磨損小，使壓縮機保持長時間的高水平能源使用效率？
這是一些潤滑界在一直探討的問題。目前，此問題在國外已經(jīng)有了確切的、理性的、定量的控制辦法。通過這種辦法，使人們更理智的使用壓縮機油，少買少換一些壓縮機油，為壓縮機用戶節(jié)省一筆開支，更重要的是有效減少了對環(huán)境的影響和破壞。
壓縮機油的壽命和氧化
壓縮機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。
潤滑油的氧化過程，是烴類與氧作用的一個復雜過程。通過活潑的自由基（free radical）與氧作用，首先生成醇、醛、酮、酸中間物，之后，進一步氧化生成羥基酸和酯類化合物。氧化進行的結(jié)果是產(chǎn)物分子量不斷增大，結(jié)構(gòu)趨于復雜，最終形成膠質(zhì)和沉淀。
潤滑油使用中氧化有兩個方向：一個是生成酸性物質(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，這些成分微溶于潤滑油中，沉淀部分為粘稠物質(zhì)。易附著在金屬表面，高溫時會轉(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小微粒懸浮在油中，聚集成大顆粒時則可從油中沉淀。
由此可見，經(jīng)過深度氧化的潤滑油，內(nèi)部化學成分的氧元素增多，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>
潤滑油的氧化除與自身化學組成有關(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弱等。其中，很重要的一個因素是金屬的催化作用。實踐證明，許多金屬對潤滑油的氧化都有催化作用，常用金屬中，銅對潤滑油的催化作用最大，特別是當有水存在時更為明顯。金屬催化作用的主要原因是促使過氧化物分解，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）加氫潤滑油
由于氧化作用主要發(fā)生在油中的烴類，潤滑界首先考慮到延緩氧化的辦法，加氫就是延遲潤滑油氧化趨勢的手段之一。上世紀60年代末，70年代初迅速發(fā)展的加氫生產(chǎn)潤滑油，并形成新的工藝。
除自由基外，過氧化物是氧化鏈反應(yīng)的另一活性成分。過氧化物分子結(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石油株式會社、SK、雪佛蘭、?？松梨诘榷忌a(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年達到140萬噸/年，做為GTL第一家大型工廠，由于其價格優(yōu)勢和性能特點，其建立標志著GTL基礎(chǔ)油時代的開始，GTL基礎(chǔ)油時代已在改變著世界潤滑油的格局，產(chǎn)生一系列新的潤滑油技術(shù)和產(chǎn)品。可見，SHELL一直是走在Ⅲ類基礎(chǔ)油的最前端。
3）PAO
上世紀70年代，MOBIL和BP各自推出了PAO油品，?？松梨诎裀AO用于發(fā)動機油（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）。美國國家廣告部（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制作壓縮機油。2005年由于PAO油銷路不是很暢通，歐洲僅有的4個生產(chǎn)廠中關(guān)閉了1個，僅剩3個生產(chǎn)廠。由于中國汽車銷售猛增，進口車大多要求使用合成油，中國的PAO油市場極佳，美國人就增開了4個PAO生產(chǎn)廠，專門應(yīng)對中國市場的需求。
4）酯類油
在API分類中劃歸為Ⅴ類油，其實德國人在二戰(zhàn)時期，就把酯類油做的很好。現(xiàn)在高級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）硅系潤滑油和全氟潤滑油
硅系潤滑油和全氟潤滑油沒有烴類，不會氧化，在保持清潔度的情況下，可以無限期的使用。雖然硅系潤滑油和全氟潤滑油對添加劑的相容性很差，但其苯基硅油和全氟潤滑油的抗磨性很優(yōu)秀，尤其是全氟潤滑油的密度接近2，其油膜強度也無與倫比。用全氟潤滑油不僅無腐蝕，而且氣量會增加5%左右。
硅系潤滑油和全氟潤滑油可用在單螺桿壓縮機上，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，視頻上宣揚的“無氟”冰箱、空調(diào)，真實意義是全氟而不是“無氟”，是用氟取代了原來氟利昂中的氯，解決了氟利昂對臭氧層的破壞，所謂的“無氟”是無氯氟利昂，例如134A就是其一，而不是無氟粒子或無氟元素。這個偷換概念真是“玩大了”，欺騙了世界，至少是中國。
下面的關(guān)于空氣壓縮機油部分文字的引用挺有意思，我們不妨看一下一個世界聞名的化工企業(yè)關(guān)于高性能無灰型空壓機油復合添加劑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工作小時空氣壓縮機油（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工作小時空氣壓縮機油（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工作小時空氣壓縮機油
這足可以說明一個問題：空壓機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工作小時空氣壓縮機油”就是人們常說的較好的普通螺桿空壓機油；“195.5%三類油+3%飽和多元醇酯+1.5% 2030A +20ppm消泡劑＝6000工作小時空氣壓縮機油”就是人們常說的半合成空壓機油；而“185%PAO+13.5%飽和多元醇酯+1.5% 2030A+20ppm消泡劑＝8000~12000工作小時空氣壓縮機油”就是人們常說的全合成空壓機油。
通過這個例子不難看出三類不同的空壓機油的奧妙和成本差異。PAO基礎(chǔ)油的價格約為Ⅲ類基礎(chǔ)油的3倍。當然，成品壓縮機油的價格差異也大，同一公司的PAO壓縮機油是Ⅲ類壓縮機油價格的4倍左右。
PAO（聚α－烯烴合成基礎(chǔ)油）的特點
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)動機能夠在寒冷的天氣下輕松安全啟動，同時能夠最大限度地在高速度和大負重下保護發(fā)動機），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和穿透性（和礦物油比較）。它的化學穩(wěn)定性指的是合成油在發(fā)動機中工作期間不會發(fā)生任何破壞其使用性能的化學變化（氧化，浸蠟等等），也就是說形成積垢和漆膜（指的是在溫度非常高的表面行成的透明的，堅固的，由氧化物形成的不會熔化的薄膜）的可能性很小。
其優(yōu)點為：
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、傾點低，低溫流動性好，PAO傾點低，比礦物油具有更為優(yōu)異的低溫流動性?？烧{(diào)制很多低溫要求高的油品，制成全天候潤滑油。
3、氧化安定性好。在RBOT測試中，高品質(zhì)的PAO（聚α－烯烴合成基礎(chǔ)油）達到壓降的時間是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，會增加潤滑油的消耗量。基礎(chǔ)油具有低的揮發(fā)性是形成優(yōu)質(zhì)潤滑油的一個重要因素。
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，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。
缺點為：
1、成本比礦物油基礎(chǔ)油高。
2、添加劑溶解性不好。因為添加劑能溶于酯，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
酯類油是由不同結(jié)構(gòu)的酸和醇反應(yīng)生成的，常見酯類油有單酯、雙酯、多元醇酯和復酯等?？捎糜诼輻U空壓機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）。
通過提煉動、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。
化學合成的酯類本來是有油性的，其它基礎(chǔ)油（包括PAO）要通過添加劑實現(xiàn)這個性質(zhì)。而且酯類本來的極向性可以使油膜分子黏附在金屬表面，所以單論潤滑性能的話，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）、價格便宜等優(yōu)點。一般100℃運動粘度為2.3~5.4mm2/s，傾點均在一60℃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，蒸發(fā)損失低，潤滑性好。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)時期主要用作為坦克、汽車、機槍、飛機和機車車輛用油。國外在上世紀七八十年代，酯類油開始用于壓縮機。
1985年前后，重慶一坪公司宣布在國內(nèi)最先合成出雙酯，并用于冷凍機油。
1999年，英格索蘭公司配給螺桿空壓機的潤滑油是聚醚壓縮機油，后來該公司推出了PAO和多元醇酯為基礎(chǔ)油的超級冷卻液。
酯類油的特點是：
1、高閃點，高燃點，最高使用溫度可達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，PAO與酯類油的協(xié)同使用已成為當今合成潤滑油的趨勢。
奇妙的潤滑油檢測技術(shù)
潤滑油里的抗氧化劑對于油品的完全流動是很重要的，尤其是對那些暴露在熱、大氣與水中的潤滑油。在正常工作條件下，如果沒有保護性添加劑，氧化作用會明顯影響潤滑油的潤滑性能，導致油泥和沉淀物的形成，過濾器堵塞，油品變稠，以及油品的酸度增加等。潤滑油添加劑中的抗氧化劑會顯著限制油品氧化，抗氧劑會在使用過程中被逐漸消耗掉。因此，必須了解在用潤滑油中抗氧化劑的狀態(tài)。
一種便攜式潤滑油剩余有用壽命測定儀用于測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，并通過及時補充抗氧劑延長潤滑油的壽命。該儀器還可以定量引入并儲存潤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，確認設(shè)備的故障隱患。
螺桿空壓機使用合成油壓縮空氣含油量降低2ppm
世界一個著名的壓縮機公司在2000年推銷自己的螺桿空壓機時說：“使用礦物油時壓縮空氣含油量會達到3ppm，使用合成油后，壓縮空氣含油量會降到1ppm”。作者在2002年，用同一臺螺桿空壓機做試驗，經(jīng)測試：使用Ⅲ類油RS32時壓縮空氣含油量能達到3ppm，使用合成油AS46后，壓縮空氣含油量會降到1ppm。其原因在作者以前的文章中有所分析。由此可見，好的合成壓縮機油不僅壽命長，而且油的損耗低，壓縮空氣含油量也低。
結(jié)論
壓縮機油的技術(shù)在不斷的發(fā)生著變化，了解這些變化將會變得更會使用壓縮機油，達到安全、可靠、節(jié)能和相對低消耗、低成本的效果。
伴隨著世界潤滑油新技術(shù)的發(fā)展，壓縮機油必然要發(fā)生更大的變化，一種較高級別的環(huán)保型的潤滑服務(wù)行業(yè)即將興起，筆者將會在后續(xù)文章中會探討這個趨勢。
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