冷凍機油shizhilengshiyasuojidezhuanyongrunhuayou,shizhilengxitongzhongjuedingheyingxiangzhilengzhuangzhigongnenghexiaoguodezhiguanzhongyaodezuchengbufen。gaozhiliangdelengdongjiyoubujinbixujubeiyuzhilengjigongcunshideyouliangderehuaxueandingxinghexiangrongxing,you良的低溫流動性、潤滑性、抗泡性,而且必須易於生產,原料來源可靠,對環境沒有汙染。
冷凍機油的工作路徑
冷凍機油是製冷壓縮機的專用潤滑油,和一般潤滑油一樣,在製冷壓縮機中起潤滑、密封、防鏽和帶走熱量的作用。冷凍機油在壓縮機內分3路循環,分別對軸承、壓縮機主體和控製係統進行潤滑後回到曲軸箱內,與製冷劑相混合。由壓縮機排出的製冷劑-油混合物在油分離器中被分出大部分油,分出的油經冷卻器冷卻,再流回壓縮機。少量分不出的油則與製冷劑一起進入製冷劑管線。
由於冷凍機油是在製冷劑的特殊環境下工作,因此具有下屬特性:
1. 冷凍機油與製冷劑在製冷壓縮係統內直接接觸
2. 有少量冷凍機油被攜入製冷劑管線參與冷凍循環
3. 在全封閉壓縮機中,冷凍機油與電機的線圈及密封件等有機材料密切接觸
4. 冷凍機油處於壓縮機排氣閥的高溫和膨脹閥、蒸發器的低溫這樣極端的溫度條件下
冷凍機油的性能要求
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製冷循環係統 |
性能要求 |
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壓縮機
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1. 與製冷劑共存時具有優良的化學穩定性 2. 有良好的潤滑性 3. 有極好的與製冷劑的相溶性 4. 對絕緣材料和密封材料具有優良的適應性 5. 有良好的抗泡性能 |
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冷凝器 |
有優良的與製冷劑的相溶性 |
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膨脹閥 |
1. 無蠟狀物絮狀分離 2. 不含水 |
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蒸發器 |
1. 有優良的低溫流動性 2. 無蠟狀物絮狀分離 3. 不含水 4. 有優良的與製冷劑的相溶性 |
以下分別對這些特性予以說明。
1. 粘度和粘度溫度特性
粘度是指油品的粘稠程度,是冷凍機油的重要特性之一。也是冷凍機油分類的基礎之一。冷凍機油常用的粘度為運動粘度。
適宜的冷凍機油是確保製冷壓縮機處於流體動力潤滑狀態、減少磨損、降低能耗的重要因素。粘度過低,不能形成適宜的油膜厚度,會導致冷凍機係統部件的機械磨損以及拉缸、baozhoudengjixieguzhang,tongshiyehuiyingxiangxitongdemifengxing。zhanduguogao,huizaochengyasuojidedonglixiaohaoguoda。yinci,butongdezhilengshebei,shiyongbutongzhandujibiedeyou。yibanqingkuangxia,lengdongpianxiangyushiyongdizhandulengdongjiyou,kongtiaopianxiangyushiyonggaozhandulengdongjiyou。
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石蠟基油 |
石蠟基油(深冷脫蠟) |
環烷基油(一般精製) |
環烷基油(深度精製) |
烷基苯(硬性) |
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粘度,mm2/s 40℃ 100℃ 粘度指數 |
31.6 5.42 106 |
33.4 5.54 102 |
29.3 4.27 -10 |
32.8 4.96 59 |
33.0 4.35 -44 |
此外,由於冷凍機油在製冷循環係統中的使用溫度很寬,在某些壓縮機的氣缸內有時可接觸150℃的高溫,而在蒸發係統內則可能接觸-40℃或更低的溫度,所以要求油的粘度隨溫度的變化要小,以保證冷凍機油在各種不同溫度下都具有良好的潤滑性和流動性。表2為幾種冷凍機油的粘度和粘度溫度特性(粘度指數)。
2. 熱化學安定性
冷凍機油與製冷劑共存時的熱化學安定性決定了它的使用壽命。在高溫和金屬的催化下,冷凍機油可與製冷劑(氟裏昂、氯甲烷等)發生化學反應,生成腐蝕性的酸、油泥等產物,導致製冷係統堵塞,影響製冷效率,腐蝕金屬,破壞絕緣材料致使電機燒壞。
冷凍機油的化學安定性一般用密封管試驗(Seal Tube Test)和菲利浦試驗(DIN 51593)來評價。
冷凍機油與製冷劑及氨的化學反應性很小,但是係統中的氨易與油中的酸性物質發生反應生成酸的銨鹽、酰胺、油泥等沉澱物。
3. 熱穩定性
冷凍機油在製冷壓縮機內會遇到很高的溫度,特別是在壓縮機閥片的排氣口附近,溫度有時高達160℃。熱穩定性差的油會在此處發生分解產生積炭及其他分解物,從而阻礙閥片的運動並使製冷效果降低。
冷凍機油的熱穩定性與油的類型、裝置的結構等因素有關。一般來說,石蠟基和烷基苯冷凍機油的熱穩定性高,環烷基冷凍機油的熱穩定性較差。表3所示的是冷凍機油的類型和熱穩定性的關係。
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油的類型 |
熱穩定性(最高使用溫度℃) |
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環烷基油 石蠟基油(高芳烴含量) 石蠟基油(低芳烴含量) 石蠟基油 + 烷基苯 烷基苯 |
120 130 160 160 160 |
積炭的產生還與油品的閃點和揮發性有關。揮發性高、閃點低的油易在高溫閥片處揮發、變粘而生成積炭。一般來說,冷凍機油的閃點應比製冷壓縮機的最高排氣溫度高20-30℃左右。
4. 低溫性能
不同的製冷劑在冷凍機油中有著不同的溶解特性。
表4顯示了各種製冷劑與冷凍機油的互溶性關係。
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完全溶解 |
部分溶解 |
基本不溶 |
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溶解度大 |
溶解度適中 |
溶解度小 |
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R11 R12
R21 R113 R500 |
R13B1 R501
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R22 R114
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R13 R14 R115 R152A RC314 R502 |
氨 CO2
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由you於yu不bu同tong製zhi冷leng劑ji與yu油you的de溶rong解jie性xing不bu同tong,在zai製zhi冷leng循xun環huan係xi統tong的de低di溫wen區qu發fa生sheng的de情qing形xing不bu同tong,因yin此ci對dui冷leng凍dong機ji油you低di溫wen性xing能neng的de要yao求qiu就jiu會hui隨sui著zhe冷leng凍dong機ji所suo采cai用yong的de製zhi冷leng劑ji的de變bian化hua而er有you所suo不bu同tong。現xian分fen述shu如ru下xia:
(1)低溫流動性——難溶於油的製冷劑
從cong製zhi冷leng循xun環huan係xi統tong的de蒸zheng發fa器qi出chu口kou到dao壓ya縮suo機ji的de入ru口kou,很hen容rong易yi發fa生sheng因yin油you的de低di溫wen流liu動dong性xing差cha而er發fa生sheng的de一yi係xi列lie的de問wen題ti。特te別bie是shi對dui含han有you難nan以yi在zai冷leng凍dong機ji油you中zhong溶rong解jie的deR502、R503、R13和he氨an的de製zhi冷leng係xi統tong來lai說shuo,如ru果guo油you的de凝ning點dian過guo高gao,當dang其qi隨sui製zhi冷leng劑ji進jin入ru製zhi冷leng係xi統tong後hou,就jiu會hui在zai蒸zheng發fa器qi盤pan管guan等deng低di溫wen部bu位wei滯zhi留liu或huo凝ning固gu,嚴yan重zhong時shi甚shen至zhi會hui堵du塞sai管guan道dao使shi設she備bei不bu能neng正zheng常chang運yun轉zhuan。因yin此ci,品pin質zhi優you良liang的de冷leng凍dong機ji油you要yao有you較jiao低di的de凝ning點dian和he良liang好hao的de低di溫wen流liu動dong性xing。一yi般ban用yong凝ning點dian、傾點和U型管流動性來評價和衡量冷凍機油的低溫流動性。
(2)溶解性——與油部分溶解的製冷劑
與yu油you隻zhi能neng部bu分fen相xiang溶rong的de氟fu裏li昂ang製zhi冷leng劑ji會hui隨sui著zhe係xi統tong溫wen度du的de降jiang低di發fa生sheng製zhi冷leng劑ji與yu油you的de分fen離li,由you於yu油you的de密mi度du較jiao小xiao而er浮fu在zai製zhi冷leng劑ji之zhi上shang,此ci時shi如ru啟qi動dong壓ya縮suo機ji,因yin底di部bu製zhi冷leng劑ji層ceng的de粘zhan度du過guo小xiao,將jiang造zao成cheng滑hua動dong部bu件jian燒shao結jie或huo機ji體ti的de異yi常chang振zhen動dong。另ling外wai,由you於yu油you與yu製zhi冷leng劑ji相xiang分fen離li,還hai會hui在zai蒸zheng發fa器qi和he冷leng凝ning器qi等deng低di溫wen區qu造zao成cheng回hui流liu困kun難nan和he影ying響xiang傳chuan熱re效xiao率lv等deng問wen題ti。因yin此ci,油you與yu製zhi冷leng劑ji一yi定ding要yao有you較jiao好hao的de相xiang溶rong性xing,油you-製冷劑相分離的溫度盡可能地低,以保證製冷壓縮機的正常運轉。
油與製冷劑的相溶性受製冷劑的類型和冷凍機油的組分、結構及粘度的影響。一般來說,烷基苯型合成油與製冷劑的相溶性最好,環烷基油次之,石蠟基冷凍機油的相溶性最差。
(3)絮凝點
表4中的R12、R11等deng氟fu裏li昂ang製zhi冷leng劑ji與yu冷leng凍dong機ji油you是shi完wan全quan溶rong解jie的de,降jiang低di溫wen度du也ye不bu會hui發fa生sheng劑ji油you相xiang分fen離li的de情qing況kuang。但dan是shi油you中zhong的de石shi蠟la基ji組zu分fen在zai此ci類lei氟fu裏li昂ang中zhong的de溶rong解jie性xing差cha,常chang在zai溫wen度du到dao達da冷leng凍dong機ji油you的de傾qing點dian以yi前qian從cong油you-製冷劑的均一溶液中絮凝出來,造成毛細管和膨脹閥堵塞,使製冷劑的循環中斷。因此,用於R12一類製冷劑係統中的冷凍機油必須盡可能地不含石蠟組分,以保證油品具有較低的絮凝點。表5為不同類型的冷凍機油的低溫特性。
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石蠟基油(脫蠟) |
石蠟基油(深冷脫蠟) |
低精製環烷基油 |
高精製環烷基油 |
烷基苯(硬性) |
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相對密度(15℃/4℃) |
0.867 |
0.869 |
0.918 |
0.888 |
0.870 |
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運動密度(40℃),mm2/s |
31.6 |
33.4 |
29.3 |
32.8 |
33.0 |
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傾點,℃ |
-15 |
-30 |
-37.5 |
-37.5 |
-42.5 |
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絮凝點,℃ |
> -30 |
-50 |
-60 |
-40 |
< -75 |
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臨界溶解溫度(20%油),℃ |
30 |
> 30 |
-12 |
18 |
< -60 |
能適應各種製冷劑的、性能優良的冷凍機油必須兼備上述3種特性,即既要有優良的低溫流動性,又要有較低的絮凝點以及與各種製冷劑有較好的相溶性。
5. 潤滑性
xiangduilaijiang,zhilengyasuojiduilengdongjiyourunhuaxingnengdeyaoqiushibijiaohuanhede,zheshiyouyuzhilengjitebieshifuliangzhilengjizaibianjierunhuatiaojianxiaqidaolejiyatianjiajidezuoyong。danshijinnianlaisuizheyasuojidexiaoxinghua、輕量化、高速和旋轉化,對冷凍機油油品的潤滑性能提出了越來越高的要求。Falex極壓負荷從1335-1880N(300-400 lb)提高到3115N(700 lb),幾乎增加了1倍。隻有加入潤滑添加劑才能使冷凍機油的潤滑性能有明顯的改進及滿足上述苛刻的要求。
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