煤礦用螺桿式空氣壓縮機油的研究與應用

王占峰　張艷成　金　陽　張國亮　李明樂

（平頂山泰克斯特高級潤滑油有限公司，河南　平頂山　467000）

煤礦用螺桿式空氣壓縮機油的研究與應用

王占峰張艷成金陽張國亮李明樂

（平頂山泰克斯特高級潤滑油有限公司，河南平頂山467000）

通過實驗室試驗和工業性試驗，對煤礦用螺桿式空氣壓縮機油進行較全面的研究。實驗室試驗證實煤礦用螺桿式空氣壓縮機油具有優異的抗磨性能、抗乳化性能、積碳傾向性小等特點；工業性試驗結果表明，該產品比同類產品的抗磨性能、抗氧化性能表現優異，具有較好的應用價值。

壓縮機油；基礎油；添加劑

壓縮機油是一種用于空氣壓縮設備的專用油品，其主要應用于活塞式壓縮機和螺桿式壓縮機等設備，在活塞式壓縮機中潤滑壓縮機的活塞與氣缸的摩擦部位以及進、排氣閥的凸輪軸，在螺桿式空壓縮機中潤滑螺桿嚙合副，同時壓縮機油還兼有冷卻、清洗、密封的多種性能。

螺桿式空氣壓縮機油是由基礎油和多種添加劑組成的，根據性能需求分析，通常的添加劑包括抗氧劑、抗磨劑、防腐劑、破乳劑和抗泡劑等。基礎油的類型也很多，傳統的溶劑精制礦物油型基礎油，由于高溫揮發量大、熱氧化安定性差、易形成積碳的原因，因而廣泛被深度加氫精制礦物油型基礎油以及聚α烯烴、聚醚、酯類油等合成基礎油所取代，以此滿足用戶對油品高溫穩定性和長使用壽命等方面的性能需求［1］。考慮到油品的性價比，選用深度加氫精制礦物油型基礎油與合成油作為該油品的基礎油，并對其進行科學的分析配比，添加各種功能性添加劑研制出一種螺桿式空氣壓縮機油。試驗研究和實際應用結果表明，該油品具有優異的抗磨性、抗氧化等性能，具有較高的使用價值。

1　螺桿式壓縮機油的研究

1.1基礎油的選定

加氫基礎油以其良好的氧化安定性、破乳化性能以及對添加劑的優異感受性，在各種高檔潤滑油中應用越來越廣泛。氧化安定性是螺桿式空氣壓縮機對壓縮機油的主要性能要求，因此，對加氫基礎油的氧化安定性的分析研究是十分必要的。在基礎油的各項性能指標中，氧化安定性是評定潤滑油使用性能好壞的最為顯著的指標，而基礎油的結構組成對其氧化性能密切相關。潤滑油基礎油的化學組成非常復雜，即使粘度相同的基礎油，其組分也會有很大的差別。基礎油中不同化學組分含量，對油品的氧化安定性影響很大；如果采用不同的氧化安定性評價方法，其得出的化學組分與氧化安定性的關系也不會相同。

在煤礦用螺桿式壓縮機油的研制當中，在基礎油的選擇上，選擇有代表性的三類加氫潤滑油基礎油，即sk-4、sk-6以及美孚聚α烯烴（PAO-6）合成基礎油（參照油）作對比分析，分析結果見表1。

表1　所用基礎油的主要性能指標

從表1數據可以看出，三類加氫潤滑油基礎油的與合成油（PAO-6）在粘度指數、閃點、殘炭性質方面表現相當，酸值、傾點有顯著區別。由于三類加氫潤滑油基礎油對降凝劑的感受性非常優異，可以對三類加氫潤滑油基礎油酸值、傾點物理性質進行調制。

經過大量的室內基礎油試驗篩選，考慮基礎油的性價比，選用三類加氫潤滑油基礎油作為螺桿式壓縮機油的主要基礎油，三類加氫潤滑油基礎油對某些添加劑溶解性較差，添加少量的酯類油解決添加劑與三類基礎油的溶解問題。另外，加入酯類油有利于降低壓縮機油的使用溫度及高溫積碳。

1.2添加劑的篩選

1.2.1抗磨添加劑。目前所用的抗磨劑都是通過對金屬表面有控制的腐蝕來達到抗磨減摩的目的，一般通過四球磨斑直徑、液相銹蝕、銅片腐蝕性能等性能參數來考察抗磨劑的抗磨性能好壞。試驗中將常用的5種抗磨劑（代號A、B、C、D和E）復配后加入到基礎油中進行實驗室測試，由實驗室測試結果可知，C、E兩種抗磨劑復配后抗磨性、防銹緩蝕性能等綜合性能效果最好。

1.2.2抗氧添加劑。一般空壓機油抗氧化添加劑為受阻酚抗氧劑與傳統芳香胺抗氧劑復配而成，而傳統芳香胺抗氧劑缺點為高溫性能不好，傳統受阻酚抗氧劑只具備抗氧化性能，為了提高產品的使用性能，選用兼具抗磨受阻酚衍生物抗氧劑與耐高溫烷基化芳香胺抗氧劑進行調制。將所調制的抗氧化添加劑加入到配置的基礎油當中，使得研制油品在旋轉氧彈試驗中的氧化誘導時間顯著增加10倍以上，驗證了該添加劑良好的抗氧化性能，另外，所調制的抗氧化添加劑還可降低基礎油的摩擦系數。

在選定抗氧化添加劑的前提下，將抗氧化添加劑與金屬減活劑（代號F、G、H、I）進行復配。通過實驗室氧化實驗的測試分析，未加金屬減活劑的基礎油氧化后對金屬的腐蝕較小，但基礎油的粘度變化很大；加入金屬減活劑的基礎油，油品的粘度變化不明顯。在含有抗磨劑的基礎油中，單獨加入F、G金屬減活劑的情況下，Fe、Cu片腐蝕較大；對添加劑HF、GI進行配伍后，氧化后的油品顏色變深；FGI復配后，Fe、Cu片腐蝕較小，粘度增長較小，油品顏色變化最小。

2　螺桿式空氣壓縮機油的性能評價

通過對螺桿式空氣壓縮機油的基礎油和添加劑的實驗室篩選復配，最終確定螺桿式空氣壓縮機油的研制配方，對所調制的油樣的主要理化指標與專用油品進行分析比對：①6抗乳化性能，專用油的破乳化時間為9min，而研制油破乳化時間為3min；②抗泡沫性能，所研制油品的泡沫傾向、泡沫穩定性優于專用油品；③空氣釋放值、傾點、閃點、黏度指數，專用油和研制油基本相當；④抗磨性能，研制油四球磨斑直徑小于專用油，抗磨性能優于專用油；⑤氧化安定性，從實驗數據看研制油氧化安定性優于專用油。綜上所述，研制油的抗磨性能、氧化安定性、抗乳化性能、抗泡性能都好于專用油，空氣釋放值、傾點、閃點、黏度指數性能指標在同一水平上。

3　工業性試驗及結果分析

2015年11月-2016年7月在平煤一礦機電二隊螺桿式空壓機機房裝上研制的煤礦用螺桿式空氣壓縮機油進行現場試驗，螺桿式空壓機主要參數為功率216kW，流量42m3/h，出口壓力0.8MP。并對試驗油運行不同時間后進行跟蹤監測，共取樣6次，各項理化性能指標見表2。

表2　試驗油的各項理化性能指標

專用油的初始運動粘度為32mm2/s，大約運行4 000h后運動粘度為40.5mm2/s，通過觀察，在同等條件下，專用油螺桿式空壓機機頭溫度為76～83℃，而研制油螺桿式空壓機機頭溫度為74～79℃。從跟蹤監測結果可以看出，研制油粘度變化小于專用油，說明研制油的抗氧化性優于專用油；從使用研制油的機頭溫度好于使用專用油的機頭溫度來看，研制油的抗磨性能好于專用油。

4　結論

①研制的煤礦用螺桿式空氣壓縮機油經過室內理化指標評定表明，研制油的抗磨性能、氧化安定性、抗乳化性能、抗泡性能都好于專用油。②研制的煤礦用螺桿式空氣壓縮機油經過現場試驗表明，研制油的抗氧化性、抗磨性能優于專用油。③研制的煤礦用螺桿式空氣壓縮機油性價比比較高，具有較好的應用價值。

［1］中國石油化工總公司.石油及石油化工產品標準匯編［M］.北京：中國標準出版社，1998.

Research and Application of Screw Air Compressor Oil in the Ccoal Mine

Wang ZhanfengZhang YanchengJin YangZhang GuoliangLi Mingle
（Pingdingshan Text High Lubricating Oil Co.Ltd.，Pingdingshan Henan 467000）

Through laboratory tests and industrial tests，a comprehensive study on screw air compressor oil used in coal mines was carried out.Laboratory tests confirmed that screw air compressor oil in the coal mine had excellent anti-wear properties，emulsification resistance，low carbon deposition orientation，etc.Industrial test results showed that the anti-wear properties and oxidation resistance of the product were better than similar product，and had good application value.

compressor oil；base oil；additive

TH455

A

1003-5168（2016）07-0138-02

2016-06-25

王占峰（1971-），男，本科，工程師，研究方向：潤滑油品技術管理。