空压机油换油标准探讨及功能剂配方推荐

一、前言

空气压缩机油的换油周期长短是衡量油品质量水平的最关键指标，喷油回转式空气压缩机油（即螺杆空气压缩机油）的换油指标备受用户的关注和重视，是判断在使用油品过程中是否需要更换的依据。螺杆空气压缩机油的使用工况较为复杂、苛刻，对润滑油也提出了相应的性能要求。在螺杆空气压缩机中，润滑油循环使用，反复被雾化并充分与空气混合，同时受到高温（但温度较之往复式压缩机要低）、高氧分压影响和冷凝水、金属磨屑、进气中粉尘和灰砂的污染和氧化催化，氧化老化不断加深，黏度逐渐增大。调查表明，因润滑剂氧化老化变质生成的沉淀物对油气分离元件的局部或全部阻塞，是导致回转式压缩机性能恶化的主要原因，因此油品的氧化安定性显得尤为重要；此外，还要求油品具有较好的防锈性、抗乳化性、抗泡性及抗腐蚀性，并具有一定的极压抗磨性。换油指标的设置是设备用户在油品使用过程中决定是否换油的主要科学依据，随着螺杆空气压缩机油产品类型的不断丰富，不仅局限于矿物油型，PAO、醚酯、合成酯类等全合成的产品在市场上得到广泛的应用，因基础油的类型不同，在理化性能和使用性能存在着差异。本文介绍了现有的螺杆空气压缩机油换油指标，对油品主要监测项目进行了详细阐述，结合对在用油的监测，指出了不同类型的螺杆空气压缩机油产品的酸值、水分、氧化安定性等指标变化规律的差别，为润滑油产品开发人员和压缩机设备用户分享油品应用经验，提出建议，供借鉴参考。

二、螺杆式空压机油油液主要监测项目

2.1监测项目之·外观

空气压缩机油新油的颜色多为浅黄色或接近透明无色 ，在阳光或紫外线光照下颜色会变深，这是正常现象。空气压缩机油装机使用后，油品颜色逐步变深，开始呈现不同的色泽改变：黄色、深红色、蓝色、紫色、深褐色，甚至酱黑色。空压机油的非正常变色往往伴有其他特征，如变乳白或灰白、不透明，同时黏度降低，表示油品含水量过高，乳化严重；或者变黑的同时伴有大量的金属磨屑，发出焦糊的味道等。空气压缩机油与汽轮机油、液压油、变压器油等工业油不同，对抗氧化性能要求更高，油品中胺类和酚类抗氧剂的加剂量较大，不同类型氧剂在作用时（抗氧剂参与热氧化反应，热氧化过程是一系列的自由基链式反应，在热、光或氧的作用下，有机分子的化学键发生断裂，生成活泼的自由基和氢过氧化物。抗氧剂的作用是消除刚刚产生的自由基，或者阻止氢过氧化物的分解，阻止链式反应的进行）会有不同的颜色变化，多数油品的颜色变化都是由抗氧剂的颜色改变带来的。空气压缩机油的颜色变化，在未伴随其他明显故障特征同时出现时，多数情况下可视为正常，而油品中沉淀物的情况及油液清浊程度，则更应予以关注。

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2.2监测项目之·酸值

在用油监测，酸值是非常重要的检测指标。含添加剂压缩机油（简称在用油）使用过程中，油品氧化导致酸值发生变化，大致分为初始期、稳定期和衰败期三个阶段。初始期间金属表面吸附新油中的防锈剂，酸值下降幅度较大，当吸附与脱附达到平衡后，在用油的酸值进入稳定期，期间油中的抗氧剂抵御油品氧化而逐渐消耗，在用油酸值缓慢降低。稳定期的时段与压缩机工况和油品自身品质有关，酸值出现缓慢增长的态势。当抗氧剂消耗殆尽时，此时进入了衰败期，衰败期间在高温、高氧气分压和金属催化剂作用下，在用油迅速氧化生成大量的酸性氧化物，短时间就会上升出现飞跃式的增长，此时要考虑换油。因油品配方的添加剂体系不同，新油的酸值差别很大，换油指标选用酸值增加值比较合理。NB/SH/T 0538 换油标准中规定酸值增加值大于0.2 mgKOH/g 时应换油，这项指标跟液压油和汽轮机油的换油指标基本保持一致。但是空气压缩机油的使用工况要严苛得多，尤其是跟高温高压的压缩空气充分接触，氧化的程度要更剧烈，油品的酸值增大表现得更明显，因此有些油品供应商会根据油品的实际使用情况把酸值增加值的指标要求放宽到2.0 mgKOH/g。在实际使用过程中酸值增加到2.0 mgKOH/g 的情况还是比较少见，大多数情况是接近1.0 mgKOH/g。

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2.3监测项目之·水分

水的存在对润滑油的质量和使用性能来说是致命的。水会导致油品乳化，进而降低油品的黏度，甚至破坏油膜，导致磨损。另外，水的存在还会加速油品的氧化，增加油泥，引起设备部件的腐蚀。因此，在油品使用过程中，对水分进行定期采样检测非常有必要。一般认为，油中的水分含量如果超过0.1%（质量分数，以下同），将会对系统造成危害，因此换油标准通常规定水分为大于0.1%，适合于有较好水分离性能的矿物油和PAO、酯类空气压缩机油。此外，由于这台设备间歇运转，停机时间较长会致使空气中水蒸气的凝结，这也是造成水分含量偏高的另一个原因。所以配方中往往会搭配高效消泡剂和破乳剂。

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2.4监测项目之·氧化安定性

空气压缩机油的抗氧化性能是油品最重要的性能要求，也是决定油品使用寿命长短的关键性能指标，对油品的氧化安定性进行定期的监测是非常必要的。尽管新油旋转氧弹的测试结果高低不能直接反映出油品的寿命长短，但通过监测在用油的旋转氧弹变化情况，可以预测换油时间，在用油质量跟踪监测中，旋转氧弹变化的规律和快慢可以比较直观地反映出油品的使用情况。旋转氧弹下降到一定程度就代表油品中的抗氧剂已经消耗殆尽，如果继续使用，油品迅速氧化，酸值和运动黏度将出现突跃式的增长，因此监测油品的氧化安定性可以做到提前预警，保证按质换油及设备的安全运行。以往的换油指标中规定氧化安定性-旋转氧弹时间小于50 min，这个数值跟不添加抗氧剂的基础油比较接近，可以参考使用。

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2.5监测项目之·元素分析

元素分析可以监测设备的磨损情况、添加剂的消耗、污染物的来源，磨损元素主要有铁、铜、铝等等。磨损元素铁、铜元素需要格外关注，它们不仅反映设备的磨损情况，而且也是氧化反应的催化剂，含量增加会加速油品的氧化变质，将影响油品的正常使用，并缩短油品的使用周期。通常换油指标中对元素含量没有规定，参考借鉴国外公司的空气压缩机油使用经验，铁元素含量参考的换油指标为大于35 mg/kg，铜元素参考的换油指标为大于50 mg/kg。正常使用情况下，铜、铁元素的含量都比较小，基本在10 mg/kg 以下。应特别注意的是，在换油前对设备的润滑系统要进行彻底地清洗，旧油的污染会直接导致在用油的元素含量短时间内快速上升。

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三、总结

综上所述，螺杆空气压缩机油的换油指标建议如下：外观：油品颜色呈现不同的色泽改变，如黄色、深红色、蓝色、紫色、深褐色等色泽，外观透明均为正常现象；酸值：酸值增加值的换油指标为大于0.5 mg KOH/g；水分：矿物油和PAO、酯类空气压缩机油规定水分为大于0.1%；氧化安定性：旋转氧弹时间小于50 min。换油指标（界限值）的确定关系到油品的正确使用和设备的安全运行，直接决定油品的换油时间，但是如果缺乏足够的在用油监测数据和使用经验，是无法提出科学的用油指导建议的。经验的积累是成功的基础，任何准则都不是固定不变，要考虑技术进步，通过积累大量的油液监测分析数据，不断总结经验，摸索规律。国外知名的油公司螺杆空气压缩机油的应用实例可供借鉴学习。根据油品的类型和使用性能对换油指标进行适当地调整是非常重要的，一味去套用现有的换油标准是既不科学又不合理的做法。弘利化工为您推荐一款成熟且性能优越的空压机油配方：

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