ULEIURI DE COMPRESOARE

ULEIURI DE COMPRESOARE

Notiuni de baza

Compresorul este o masina care preia un gaz, il comprima si il debiteaza la o presiune mai mare. Compresoarele au multe aplicatii industriale. De exemplu, acestea sunt utilizate in sistemele frigorifice si de aer conditionat si pentru presurizarea gazelor la fabricarea maselor plastice, polimerilor si altor chimicale. Dar cea mai importanta utilizare a compresoarelor, de departe, si singura pe care o avem in vedere aici, este producerea de aer comprimat.

Aproape orice fabrica moderna, santier de constructie sau atelier este echipat cu rezerve abundente de aer comprimat. Aceasta sursa de energie imediata, sigura si flexibila poate fi utilizata pentru actionarea tuturor tipurilor de unelte pneumatice, pentru asigurarea racirii, pentru functionarea mecanismelor si pentru reglarea proceselor de fabricatie de multe feluri. Compresoarele de aer variaza de la masinile relativ mici, portabile utilizate pe santierele de constructii, pana la instalatiile enorme statice utilizate pentru furnizarea aerului in fabrici industriale. Cu toate acestea, larga varietate de forme si dimensiuni ale compresoarelor de aer poate fi impartita in numai doua categorii de baza: compresoare cu piston si compresoare rotative

Asa cum vom vedea, lubrifierea acestor doua tipuri de compresoarea poate ridica probleme specifice, intrucat acestea genereaza conditii care creeaza un mediu ostil pentru lubrifianti. De aceea, trebuie utiizate uleiurile de compresoare speciale, create pentru a face fata unor conditii dificile. In scopul evaluarii cerintelor de lubrifiere a compresoarelor de aer, trebuie sa intelegem cum functioneaza aceste masini si ce solicita ele din partea lubrefiantilor. Vom incepe cu compresoarele cu piston, compresoarele rotative fiind abordate in sectiunea urmatoare.

Compresoare cu piston

Aici, aerul este injectat in camera de compresie (cilindru) prin supapa de admisie, este comprimat de un piston (sau diafragma) si apoi este fortat sa iasa prin supapa de evacuare.

Daca pistonul comprima atunci cand se misca numai intr-o singura directie, atunci vorbim de compresoare cu un singur etaj, asa cum se arata in desenul urmator:

Etapele de lucru ale compresorului cu piston cu un singur etaj.

Inlet valve - Supapa de admisie; Outlet valve - Supapa de evacuare.

1. In timp ce pistonul se misca in josul cilindrului, aerul este absorbit in cilindru prin supapa de admisie. 2. Cand pistonul se misca inapoi in susul cilindrului, supapa de admisie se inchide. Aerul din cilindru este comprimat. 3. Cand pistonul ajunge aproape de varful miscarii sale ascendente, supapa de evacuare se deschide si aerul comprimat este fortat sa iasa din cilindru.

Cu ajutorul compresoarelor cu dublu efect se pot obtine volume mai mari de aer. Acestea au doua camere de compresie in care compresia are loc alternativ, de fiecare parte a pistonului.

Etapele de lucru ale compresorului cu dublu efect.

Inlet valve - Supapa de admisie; Outlet valve - Supapa de evacuare.

Pe masura ce pistonul se misca in josul cilindrului, aerul la presiune atmosferica este atras in camera superioara, in timp ce aerul comprimat este fortat sa iasa din camera inferioara. Atunci cand pistonul se intoarce in susul cilindrului, aerul la presiune atmosferica este atras in camera inferioara, in timp ce aerul comprimat este fortat sa iasa din camera superioara.

Compresoare unietajate si multietajate

Masinile care comprima aerul integral intr-o singura etapa sunt cunoscute drept compresoare cu un singur etaj. Masura in care acestea comprima aerul, respectiv raportul dintre volumele din cilindru atunci cand pistonul este in partea de jos si atunci cand este in partea de sus, este cunoscut drept raport de compresie.

Un raport de compresie de aproximativ 10:1 este maximul care se poate atinge intr-o singur etapa. Aceasta limita este o consecinta a faptului ca, prin comprimarea unui gaz, temperatura acestuia se ridica si este necesara limitarea temperaturilor cilindrului la valori rezonabile. In practica, masinile cu un singur etaj se utilizeaza, in mod obisnuit, numai pentru a produce presiuni de pana la aproape 5 bari (1 bar este aproximativ echivalent cu o presiune de 1 atmosfera care reprezinta 14.5 lb/in2 la nivelul marii).

Atunci cand este nevoie de presiuni mai mari, compresia are loc in doua sau mai multe etape, gazul fiind racit in intervalul dintre etape intr-un racitor intermediar. Racirea se poate face cu aer dar in masinile mai mari se utilizeaza, de obicei, apa. Desenul indica un compresor racit cu aer, in doua etape, cu dublu efect, care produce aer comprimat la o presiune de 7 bari.

Compresoarele multietajete au cativa cilindri si racitoare intermediare legate impreuna, fiecare cilindru alimentandu-l pe urmatorul. Acestea sunt disponibile intr-o varietate de configuratii, inclusiv verticale, orizontale, tip V si tip L. Unele masini multietajate pot debita presiuni de pana la 850 bari.

Selectia lubrifiantilor pentru compresoarele cu piston

In majoritatea compresoarelor cu piston, mecanismul cu biela-manivela poate fi lubrifiat cu acelasi ulei ca acela utilizat pentru cilindri. Intrucat factorii care afecteaza eficienta lubrifierii cilindrului sunt mult mai severi decat aceia care afecteaza lubrifierea lagarelor, primii sunt cei care determina, de obicei, tipul de ulei de folosit.

Un lubrifiant de cilindru are o sarcina deosebit de dificila. Acesta trebuie sa lubrifieze, sa raceasca, sa protejeze si sa etanseze intr-un mediu ostil, fierbinte, unde este extrem de susceptibil de degradare prin caldura si oxidare. Situatia este adesea inrautatita de prezenta apei care poate contamina uleiul, promovand oxidarea, formarea de namol si coroziune. Din aceste motive, compresoarele cu piston trebuie intotdeauna lubrifiate cu uleiuri speciale, create pentru a face fata unor conditii dificile.

Cele mai importante caracteristici cerute lubrifiantilor utilizati in compresoarele cu piston sunt urmatoarele:

Viscozitate

Un lubrifiant cu o viscozitate corecta este esential. Pe de o parte, lubrifiantul trebuie sa fie suficient de vascos pentru a preveni contactul metal-metal intre peretii cilindrului si segmentii de piston. De asemenea, trebuie sa fie capabil sa asigure o etansare eficienta, prevenind scurgerea aerului comprimat din cilindri pe langa segmentii de piston. Pe de alta parte, utilizarea unui ulei cu o viscozitate prea mare trebuie, de asemenea, evitata. Un astfel de ulei poate sa nu protejeze suprafetele de lucru, intrucat nu se imprastie cu usurinta. De asemenea, va avea tendinta de a mari frecarea aerului, cu consecinta pierderii de putere. Mai mult, un ulei cu viscozitate mare este, de asemenea, susceptibil de a retine impuritati solide in suspensie, care pot forma depuneri pe suprafetele de lucru.

Indice de viscozitate

Este important de amintit ca cea mai importanta caracteristica este viscozitatea la temperatura de functionare. Fiecare ulei pierde din viscozitate pe masura ce se incalzeste. Totusi, diferitele uleiuri variaza considerabil cat priveste diluarea lor odata cu cresterea temperaturii. Uleiul de compresor ideal are un indice mare de viscozitate, ceea ce inseamna ca viscozitatea sa este mai putin variabila la temperatura decat aceea a unui ulei cu indice mic de viscozitate. Un astfel de ulei va fi destul de vascos la etansare mare, dar nu este destul de vascos la temperaturi mici, ceea ce face dificila pornirea compresorului la rece.

Oxidare

O anumita oxidare a uleiului lubrifiat la presiunile si temperaturile mari generate intr-un compresor cu piston este inevitabila. Este vital ca aceasta oxidare sa fie tinuta la o valoare minima. Prin urmare, trebuie utilizate uleiuri de baza inalt rafinate, tratate cu aditivi pentru cresterea rezistentei la oxidare.

Proprietati anticorozive

Uleiurile utilizate in compresoarele cu piston contin inhibitori de coroziune pentru protejarea suprafetelor de metal pe care le lubrifiaza impotriva atacului chimic. De asemenea, acestea trebuie sa prezinte bune proprietati de separare a apei sau dezemulsionare, pentru indepartara apei contaminante.

Se pot utiliza uleiuri fara aditivi, dar atunci cand compresorul utilizeaza aer cu umiditate sau prezinta temperaturi foarte inalte, sunt necesari lubrifianti speciali cu aditivi.

Compresoare rotative

Compresoarele rotative sunt masini in care compresia gazului se produce prin rotatia rotorului sau rotoarelor. Exista mai multe tipuri diferite de compresoare rotative, cele mai importante dintre acestea fiind:

Compresorul rotativ volumetric

Compresorul rotativ elicoidal

Ambele masini functioneaza pe acelasi principiu de baza ca si compresorul cu piston: un volum de aer este captat iar spatiul pe care il ocupa este presat, astfel incat aerul este comprimat mecanic. Aceste masini sunt, uneori, denumite compresoare rotative volumetrice.

Comprsoare rotative/cu palete

Compresorul rotativ sau cu palete are un rotor cilindric montat descentrat intr-o camera cilindrica. Rotorul poarta un numar de palete care aluneca inauntrul si in afara fantelor. Atunci cand rotorul se roteste, paletele exercita o presiune in partile camerei si o impart intr-un numar de compartimente de diferite dimensiuni.

Aerul este introdus printr-un port de admisie intr-un compartiment pe care il ocupa in mod liber. Aerul este captat intre palete si purtat in jurul compresorului, fiind progresiv presat intr-un volum din ce in ce mai mic. Aerul presurizat este evacuat atunci cand compartimentul a atins dimensiunea sa minima.

Cum functioneaza un compresorr rotativ cu palete

1. Aerul este atras in camera pe masura ce volumul dintre rotor si carcasa acestuia se mareste. 2. Aerul este captat intre palete si circulat prin camera, devenind din ce in ce mai comprimat. 3. Aerul comprimat este evacuat din compresor atunci cand volumul dintre rotor si carcasa este minim.

Compresoarele mici care functioneaza la viteze mici si debiteaza aer la presiuni mici au adesea palete fabricate din materiale plastice sau nemetalice. Aceste masini sunt, de obicei, racite cu aer; aripioarele de racire de pe cilindrul de compresie ajuta la asigurarea unei raciri adecvate. In compresoarele mari care functioneaza la viteze mari, palelete sunt fabricate, de obicei, din otel calit. Aceste masini sunt racite, in mod normal, cu aer care circula printr-un perete dublu care inconjoara cilindrul.

In scopul reducerii uzurii dintre varfurile paletelor si peretele cilindrului, se pot fixa inele de siguranta peste palete. Inelele se rotesc in canelurile cilindrului impreuna cu paletele, tinand la distanta varfurile paletelor de peretele cilindrului.

Compresoarele rotative cu palete sunt masini compacte, adesea usor portabile. Acestea sunt disponibile cu debite intre 0,5m³/min, cel mai mic cerut in practica, pana la 150m³/min, suficient pentru multe aplicatii industriale. Compresoarele care functioneaza ca masini unietajate sunt capabile sa produca presiuni de pana la aproape 5 bari. Compresoarele cu dublu efect incorporeaza racitoare care pot fi utilizate pentru a genera presiuni de pana la 8 bari.

Compresoare rotative elicoidale

Majoritatea compresoarelor achizitonate astazi sunt de tip rotativ elicoidal (desi un numar mare de compresoare cu piston inca in functiune demonstreaza ca acestea din urma sunt, probabil, cel mai obisnuit tip de compresor). Compresoarele rotative elicoidale nu sunt capabile sa atinga aceleasi presiuni mari precum compresoarele cu piston dar, intrucat sunt mai silentioase, mai compacte, mai usor de utilizat si mai ieftin de operat si intretinut, ele sunt preferate pentru multe aplicatii industriale.

Cum functioneaza

Compresorul rotativ elicoidal are la baza doua elice sau rotoare care se imbina, unul avand o suprafata convexa iar celalt o suprafata concava. Elicele se rotesc intr-un carter avand porturi de admisie si debitare a aerului la capetele opuse.

Pe masura ce elicele se rotesc, aerul este absorbit prin gura de admisie in canelurile dintre acestea, captat, purtat inainte si comprimat de o placa terminala si, in cele din urma, evacuat sub presiune prin portul de debitare.

Un compresor rotativ elicoidal unietajat poate debita aer la presiuni de pana la 5 bari; cu masinile cu dublu efect se pot obtine presiuni de pana la 12 bari. Compresoarele sunt disponibile cu debite intre 3 pana la 500 m³/min.

Modul de actionare al compresorului rotativ elicoidal

1. Pe masura de elicele se desfac, aerul este absorbit prin portul de admisie in spatiul dintre rotoare. 2. Pe masura ce rotatia continua, golul de aer este inchis ermetic si incepe sa fie comprimat. 3. Elicele continua sa avanseze iar golul de aer este purtat inainte si comprimat de portul de debitare si placa frontala. 4. Portul de debitare se deschide si aerul comprimat este evacut lin prin acesta.

Majoritatea compresoarelor rotative elicoidale sunt de tipul baie de ulei, unde uleiul este injectat in camera de compresie printr-un canal central. Uleiul se amesteca cu aerul, impiedicand atingerea rotoarelor si umple orice goluri dintre acestea. De asemenea, actioneaza ca un racitor eficient. Acelasi ulei este pompat catre lagarele rotoarelor in scopul lubrifierii acestora.

Aerul comprimat produs de compresoarele in baie de ulei contine o cantitate semnificativa de ulei. Acest ulei nu trebuie lasat sa paraseasca masina, din motive economice si de mediu deopotriva. O trasatura importanta a sistemului de lubrifiere o reprezinta, astfel, omogenizatorul sau separatorul de ulei, care indeparteaza aproape tot uleiul din aerul comprimat si il returneaza in sistemul de circulatie a uleiului. Un filtru terminal aflat pe gura de admisie a aerului indeparteaza orice urme de ulei care nu au fost extrase de omogenizator.

Lubrifianti pentru compresoare rotative elicoidale si rotative cu palete

Ca si in cazul compresoarelor cu piston, uleiurile utilizate in compresoarele rotative trebuie sa lubrifieze, sa raceasca, sa protejeze si sa etanseze.

In ceea ce priveste lubrifierea, in cazul compresoarelor rotative se recomanda, de obicei, uleiuri cu grade de viscozitate ISO de 32 pana la 100. Compresoarele rotative cu palete necesita, in mod normal, uleiuri cu viscozitati din partea ascendenta a acestei game, in scopul mentinerii unei pelicule de ulei si etansari eficiente intre varfurile paletelor si peretii cilindrului.

Principala cerinta a ambelor tipuri de compresoare este un ulei care sa reziste la oxidare in conditiile solicitante pe care le genereaza. Acest lucru este in special important in cazul compresoarelor in baie de ulei, unde uleiul se amesteca indeaproape cu aerul fierbinte comprimat. Lacurile si namolul care rezulta din oxidarea uleiului pot infunda filtrele si pot afecta eficienta masinilor in alte moduri. De exemplu, in compresoarele rotative cu palete, depunerile pot determina lipirea paletelor de fantele acestora. Aceasta nu produce numai o compresie neregulata, dar conduce, de asemenea, la o frecare si uzura crescute. Frictiunea suplimentara genereaza temperaturi mai mari, promoveaza o oxidare crescuta si conduce la formarea de depuneri aditionale.

Uleiurile minerale inalt rafinate, care contin inhibitori antioxidanti si anticorozivi sunt, de obicei, capabile sa asigure un serviciu satisfacator dar, in cazul masinilor care functioneaza la presiuni si temperaturi mari, uleiurile sintetice sunt preferabile.

SELECTAREA LUBRiFIANTILOR DE COMPRESOARE

LUBRIFIANTI SHELL PENTRU COMPRESOARE

SHELL MADRELA AP 68, 100

Uleiuri de compresoare cu piston de calitate premium.

Specificatii: DIN 51506 VDL, ISO 6521

SHELL CORENA P 68, 100

Shell Corena P sunt lubrifianti de compresoare cu piston de calitate premium. Acestia se bazeaza pe un amestec de uleiuri de baza Shel XHVI si special selectate pentru a asigura un nivel de performanta aproape de acela al uleiurilor sintetice.

Specificatii: DIN 51506 VDL,

ISO-L-DAB

SHELL MADRELA AS 46

Uleiurile Shell Madrela AS sunt produse de calitate super, capabile sa asigure cea mai buna performanta posibila in orice compresor in baie de ulei de tip elicoidal sau cu palete.

Bazat pe poli-alfa-olefine (PAO), Uleiurile Shell Madrela AS sunt intarite cu aditivi selectati cu grija pentru a asigura o viata lunga a uleiului si o lubrifiere eficienta in compresoarele elicoidale care lucreaza in conditii extreme de functionare si temperatura.

Uleiurile Shell Madrela AS vor fi in special avantajoase pentru operatorii cu costuri mari de intretinere.

Specificatie:    ISO-L-DAJ

SHELL COMPTELLA 46

Ulei de compresor rotativ in baie de ulei.

LUBRIFIANTI SHELL PENTRU TURBINE

SHELL TURBO T 32, 46, 68, 78, 100

Uleiurile Shell Turbo T au fost special create pentru a satisface cerintele crescute ale turbinelor cu aburi de mare capacitate utiilzate in industria energetica de astazi.

Acestea se bazeaza pe un amestec de uleiuri minerale inalt rafinate special alese cu aditivi selectati pentru intarirea proprietatilor lor anticorozive si antioxidante.

Specificatii: DIN 51515 T1,

MIL-H-17672C (exceptand TURBO 78).