机械真空泵油系列产品的开发与应用

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)中国石油大连石化分公司石油添加剂厂 作者:冯刚

  针对近几年真空泵油的发展及市场需求,根据国内外真空泵油生产情况,利用大庆高粘度指数石蜡基润滑油,经溶剂脱蜡等工序后作为真空泵油原料,生产出符合质量要求和客户满意的产品。该文着重对原料选择、生产过程、使用要求、注意事项等方面做了阐述。

  前言

  近几十年来我国的真空技术取得迅速发展,已成为一门独立的基础科学,许多工业部门的蓬勃发展如宇航科学、真空镀膜、真空冶炼、高能物理、受控热核反应、表面研究等尖端科学都与真空技术的进展有着直接的甚至是相互依赖的关系。真空用油作为各类机械真空泵专用润滑油,在真空泵内担负着润滑、密封、冷却等作用。虽然机械真空泵有着不同的类型,但油品必须具有适宜的粘度、良好的油水分离性、优良的热安定性和氧化安定性、尽可能低的饱和蒸汽压,因为油品质量直接影响真空设备可能达到的极限压力、抽气速率、背压和返油率等。近年来,随着真空技术的发展,机械真空泵向高速高效、低噪音、小型化发展。泵腔内摩擦副表面线速度增大,油温升高,因而机械真空泵油趋向低粘度化,要求在泵工作温度下保持较低的蒸汽压。根据油品在使用过程中的工作状态,真空用油可分为机械真空用油、蒸汽喷射泵油、真空机械用润滑油和真空密封油等。

  1、真空泵油原料的选择

  润滑油基础油有两种不同的精制工艺过程:一类是使用大庆石蜡基原油,采用溶剂脱蜡、溶剂精制、白土精制老三套工艺生产的类基础油;另一类是用高压加氢深度精制工艺炼制的/类基础油。类基础油化学稳定性较好,油品颜色稍深,含有重芳烃和胶质,对添加剂的感受性稍差;/类基础油颜色很浅甚至可达到水白色,但光安定性一般,暴露在阳光下,颜色易变深,并产生浅黄色悬浮沉淀物,但其对添加剂的感受性较好。应用差热分析仪对二类不同精制工艺基础油的热性能进行测试,并考察了添加抗氧剂后油品的起始分解温度,见表1。

  从试验结果表明,采用第一类精制工艺生产的基础油起始分解温度比加氢基础油要高,在添加抗氧剂后也得到同样的结果。

  这表明,在给定条件下,加氢异构化/类基础油与老三套加工的真空泵油料相比,容易诱发油品的热分解(其热分解温度略低于后者)。作为真空系统用油,其微量的热分解产生的轻质组分就能引起极限真空的破坏,特别是在金属和空气的催化下分解温度更低。因此,生产真空泵油,宜选用石蜡基基础油料。

表1 基础油热分解温度

基础油热分解温度

  1.1、真空泵油的生产

  根据上述情况,选择大连石化分公司生产的HVI650、HVIS400作为生产V68、V83、V100真空泵油的原料,采取蒸馏切割的方式来生产高档真空泵油。

  1.1.1、V100真空泵油生产

  HVIS400与HVI650按一定比例调合,作为100#真空泵油的原料,见表2。

表2 真空泵油原料质量分析

真空泵油原料质量分析

2、使用要求

  真空泵油粘度是发挥真空泵性能的重要因素之一,液体的粘度是液体流动阻力,或者说是液体的内摩擦力,因此粘度越大,各种运动部件所受的阻力就越大;但粘度太小,泵的密封性能变差,引起气体泄漏,真空变劣。因此,各类真空泵对油品粘度的选择极为重要。

  2.1、油品粘度选择原则

  (1)泵的转速越高,泵的转子运动线速度越大,选择油品的粘度越低;

  (2)泵部件的加工精度越精或摩擦件之间的间隙越小,选择油品的粘度越低;

  (3)真空泵在高温工况使用时,选择油品的粘度以大为宜;

  (4)有冷却水循环的真空泵,一般选用粘度较低的油品;

  (5)冬天与夏天所用真空泵油,应相差一个粘度等级。

  2.2、各类真空泵用油粘度范围的选择

  根据上述原则,真空泵用油粘度范围的选择推荐如下:

  (1)活塞式真空泵(W型)一般选用HVI100、HVI150中性油即可。

  (2)旋片式真空泵(2X型)选用V68、V100粘度等级油品。

  (3)直联(高速)旋片式真空泵(2XZ型)选用V46、V68粘度等级油品。

  (4)滑阀式真空泵(H型)选用V68、V100粘度等级油品。

  (5)余摆线真空泵(YZ、YZR型)选用V100、V150粘度等级油品。

  (6)罗茨真空泵(机械增压泵)齿轮传动系统的润滑,可选用V32、V46粘度等级真空泵油品。

  (7)其他类型的真空泵,可根据其转速、加工精度、极限真空等,选用相对应的油品。

  另外,必须到正规厂家选购油品,因个别生产厂家在生产真空泵油时,不经过蒸馏切割,直接使用基础油,添加普通抗氧剂后,作为产品销售,其危害在于:

  (1)该产品在一定程度上虽然也可以作为真空泵油使用,但在使用过程中,会大大延长抽真空时间;

  (2)普通抗氧剂在高温中容易氧化分解,生成酸性物质,产生异味,污染环境,同时,油品也极易氧化变质,使用周期缩短;

  (3)极限压强和饱和蒸汽压达不到质量标准,影响真空泵的极限真空度。

3、注意事项

  机械真空泵油是经过深度精制、真空脱气或分子蒸馏、不含轻质组分的产品,在使用中必须注意下列事项:

  (1)油品的存放。装油的容器必须清洁干净,严禁在阳光下暴晒和露天存放,要存放在阴暗、干燥和温度较低的场所,严防水分和机械杂质尘土混入。

  (2)取油或装油时,桶盖周围的尘土必须除尽,防止杂物混入油中,导致泵摩擦。

  (3)不同牌号、品种以及新旧真空泵油不能混用。

  (4)真空泵油严格避免和其他石油产品混合,特别是轻质油品,否则将影响泵的真空性能。

  (5)真空泵尽量避免抽除溶剂、水蒸气和有腐蚀性气体等,当必须抽除这类气体时,需采取必要的补救措施,还需勤检查、勤换油,特别当油品乳化或稀释到影响泵的密封性能时,必须换取新油。

  (6)换油时必须将旧油排净,将新油从泵的吸气口倒入,并用手缓慢地转动泵轴,清扫泵腔并排尽残油,再重复清洗泵腔数次,然后将泵壳内的残油洗净,装入新油。

  (7)泵大修时必须用溶剂或清洗剂将泵的各部件清洗干净,并将部件烘干。组装时各部件必须浸渍新的真空泵油后才能组合,组装完毕后用新油再冲洗一次,然后装入新油。

  (8)加油用具必须是专用设备,不能是盛过其他油品或溶剂的容器。

  (9)对于处于强腐蚀性气氛或清净度要求极高的真空泵,根据设备要求可选用合氟聚醚油。

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