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制冷系统冷冻机油的主要性质

   2020-05-12 子琪2431
核心提示:黏度是指流体流动的难易程度,可用绝对黏度(动力黏度,mPa·s)或运动黏度(mm²/s)来表示。动力黏度等于密度与运动黏度的乘积。选择适当黏度的冷冻机油,对于保证制冷压缩机的正常润滑、减少机械磨损和降低动力消耗非常重要。

    1.度和黏度等级。黏度是指流体流动的难易程度,可用绝对黏(动力度,mPa·s)或运动(mm²/s)来表示。动力黏度等于密度与运动黏度的乘积。选择适当黏度的冷冻机油,对于保证制冷压缩机的正常润滑、减少机械磨损和降低动力消耗非常重要。黏度太小,在摩擦面不易形成正常的油膜厚度,加速机械磨损,同时也会导致机械密封性能下降,造成泄漏。黏度太大,又会加大压缩机的动力消耗。冷冻机油的黏度随着油温上升或因制冷剂的溶解而下降。在国际上用ISO黏度等级来定义冷冻油的黏度水平,例如ISO黏度等级32,代表在40℃下冷冻机油的运动度为32 mm²/s (28.835.2 m²/s范围内)。我国新的国家标准也开始采用ISO黏度等级。

    2.度指数。矿物油的黏度随温度升高而下降,随温度下降而上升。由实验确定的冷冻机油黏度与温度的关系,称为黏度指数,在一定的温度变化区间里,黏度变化小的机油黏度指数高。

    3.密度。将运动黏度转化成绝对黏度时,必须知道冷冻机油的密度。在一定温度下,密度代表冷冻机油的组分,环烷基油通常比石蜡基油密度大。对同类组分,高钻度油具有较高的密度。

    4.倾点。对任何用于低温装置的冷冻机油,必须保证在最低温度点还具有流动性。油的流动点是指它能倾倒或流动的最低温度。可以通过添加化学抑浮剂来降低倾点温度。由于润滑油在卤代烃制冷剂系统的低压侧溶有大量制冷剂,因此,按标准规定在大气中对纯润滑油测定的倾点无关紧要,重要的是应考虑在该工作条件下,润滑油一制冷剂溶液的黏度值以及絮凝点(脱蜡温度)

    5.脱蜡和絮凝点。从石油中提炼得到的冷冻机油,是由不同的碳氢化合物组成的混合物,且在提炼过程中经深度脱蜡,但在制冷装置的低温侧冷冻机油中,部分较大分子会分离出来,形成蜡状的沉淀。这些沉淀会阻塞毛细管或膨胀阀。脱蜡倾向可用测定油的絮凝点来确定。对合成油润滑的系统,脱蜡问题不很重要,这是因为此类油不含蜡或蜡状成分。

    6.挥发性—闪点和燃点。由于冷冻机油的沸腾区间和蒸气压一般不可知,只能通过闪点和燃点来描述油的挥发性。当冷冻机油闪点、燃点较低,而系统在较高压缩比和较高环境温度下运行时,容易发生碳化反应,从而影响油的热稳定性。在这种情况下,应改用较高闪点和燃点的冷冻机油,或通过对系统优化设计,以防止碳化反应的发生。石蜡基油相对于环烷基油具有较高的闪点和燃点。

    7.制冷剂在油中的溶解性。除氨与二氧化碳以外,所有气体都会在一定程度上溶解于矿物油。许多制冷剂气体具有高度的溶解性。溶解量与气体的压力和冷冻机油的温度有关,制冷剂溶入油后将降低油的黏度。

    8.水分的溶解性。冷冻机油中的水分有两种:一种是溶于油中的少量溶解水,每千克含量仅几十毫克,此时油品仍透明,这种水不易除去;另一种是混入油品中的水,含量较大,此时油品颜色浑浊,甚至有水的沉淀,这种水较易除去。冷冻机油精制后含水量很低,但很容易在运输、储存和使用中吸收外界潮气,使含水量提高。

    不论来自油、制冷剂的水或设备内存在的水,均会对系统造成很大的危害。在氨系统中,氨溶于水会引起油的乳化,产生泡沫,劣化润滑条件。水溶于氨后,会生成氢氧化铵,造成设备腐蚀。在氟利昂系统中,水分降低冷冻机油的稳定性,促进氟利昂分解为盐酸和氢氟酸,造成设备严重腐蚀和产生镀铜。系统中的水分还会堵塞节流装置,使系统不能正常运行。冷冻机油中溶解有水分,还会降低油的电绝缘性能。所以,半封闭式和全封闭式制冷压缩系统对水分的要求比开启式更高。

    冷冻机油中的水含量除可以用微量水分法测定外,还可以用测量击穿电压和做爆声试验间接地测出水分含量。这种方法虽然不能直接得到含水量多少,而且也不太准确,但分析方便、简单。

    9.冷冻机油中空气的溶解性。制冷系统中不允许过量的空气或其他不凝性气体存在。这是因为空气中的氧气会与润滑油发生反应,使油变质。同时,空气等不凝性气体会使制冷装置不能正常运行。因此,如果系统是在抽真空后加冷冻机油的,应特别注意机油中不应含有过量的空气等不凝性气体。若用真空泵对冷冻机油进行干燥处理时,机油中的空气等不凝性气体会同时除去。

    10.发泡和抗发泡剂。人们不希望在制冷系统中有过多的机油泡沫存在。过多的泡沫将阻碍电动机绕组的散热,也会引起润滑油通过泵过多地进入低压侧,在某些情况下,甚至会造成润滑条件恶化。

    当然,适当的泡沫对喷射润滑系统和需要消除噪声的地方是有利的,因为机油表面的泡沫可以吸收压缩机部件的噪声。现在还没有通用的准则来判定什么是过多发泡或怎样避免它发生。有些制造商采用加入少量的抗泡沫剂方法,但也有人认为发泡问题可以通过设备设计得到解决。

    11.抗氧化稳定性。润滑油在加热和有金属催化作用下,抵抗空气中氧化作用的能力,称为抗氧化稳定性。由于要求冷冻机油能够长期使用,如在全封闭式制冷压缩机中甚至要求使用10- 15年以上不换油,所以必须具有良好的抗氧化稳定性,以保证油品长期使用不变质。为改善冷冻机油的抗氧化性,可以在油中加人一定数量的抗氧化添加剂。润滑油的抗氧化性可通过有关试验测定。

    12.化学稳定性。冷冻机油必须具有优良的化学稳定性。在使用过程中,润滑油在高温下与金属、制冷剂、水等接触时,会产生分解、氧化和聚合等反应。并且在制冷系统内部,润滑油经过与多种材料的化学作用,会形成如油泥、阀片结炭、结胶、镀铜等多种现象。

    13.含机械杂质的量。杂质的存在将使磨损加剧,严重时会堵塞油路。

    14.击穿电压。击穿电压是表示冷冻机油电绝缘性能的指标。在封闭式压缩机中,由于冷冻机油与电动机绕组和接线柱接触,因而要求具有较高的击穿电压,一般应在25 kV以上。

 
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