煤矿用螺杆式空气压缩机油的研究与应用

王占峰　张艳成　金　阳　张国亮　李明乐

（平顶山泰克斯特高级润滑油有限公司，河南　平顶山　467000）

煤矿用螺杆式空气压缩机油的研究与应用

王占峰张艳成金阳张国亮李明乐

（平顶山泰克斯特高级润滑油有限公司，河南平顶山467000）

通过实验室试验和工业性试验，对煤矿用螺杆式空气压缩机油进行较全面的研究。实验室试验证实煤矿用螺杆式空气压缩机油具有优异的抗磨性能、抗乳化性能、积碳倾向性小等特点；工业性试验结果表明，该产品比同类产品的抗磨性能、抗氧化性能表现优异，具有较好的应用价值。

压缩机油；基础油；添加剂

压缩机油是一种用于空气压缩设备的专用油品，其主要应用于活塞式压缩机和螺杆式压缩机等设备，在活塞式压缩机中润滑压缩机的活塞与气缸的摩擦部位以及进、排气阀的凸轮轴，在螺杆式空压缩机中润滑螺杆啮合副，同时压缩机油还兼有冷却、清洗、密封的多种性能。

螺杆式空气压缩机油是由基础油和多种添加剂组成的，根据性能需求分析，通常的添加剂包括抗氧剂、抗磨剂、防腐剂、破乳剂和抗泡剂等。基础油的类型也很多，传统的溶剂精制矿物油型基础油，由于高温挥发量大、热氧化安定性差、易形成积碳的原因，因而广泛被深度加氢精制矿物油型基础油以及聚α烯烃、聚醚、酯类油等合成基础油所取代，以此满足用户对油品高温稳定性和长使用寿命等方面的性能需求［1］。考虑到油品的性价比，选用深度加氢精制矿物油型基础油与合成油作为该油品的基础油，并对其进行科学的分析配比，添加各种功能性添加剂研制出一种螺杆式空气压缩机油。试验研究和实际应用结果表明，该油品具有优异的抗磨性、抗氧化等性能，具有较高的使用价值。

1　螺杆式压缩机油的研究

1.1基础油的选定

加氢基础油以其良好的氧化安定性、破乳化性能以及对添加剂的优异感受性，在各种高档润滑油中应用越来越广泛。氧化安定性是螺杆式空气压缩机对压缩机油的主要性能要求，因此，对加氢基础油的氧化安定性的分析研究是十分必要的。在基础油的各项性能指标中，氧化安定性是评定润滑油使用性能好坏的最为显著的指标，而基础油的结构组成对其氧化性能密切相关。润滑油基础油的化学组成非常复杂，即使粘度相同的基础油，其组分也会有很大的差别。基础油中不同化学组分含量，对油品的氧化安定性影响很大；如果采用不同的氧化安定性评价方法，其得出的化学组分与氧化安定性的关系也不会相同。

在煤矿用螺杆式压缩机油的研制当中，在基础油的选择上，选择有代表性的三类加氢润滑油基础油，即sk-4、sk-6以及美孚聚α烯烃（PAO-6）合成基础油（参照油）作对比分析，分析结果见表1。

表1　所用基础油的主要性能指标

从表1数据可以看出，三类加氢润滑油基础油的与合成油（PAO-6）在粘度指数、闪点、残炭性质方面表现相当，酸值、倾点有显著区别。由于三类加氢润滑油基础油对降凝剂的感受性非常优异，可以对三类加氢润滑油基础油酸值、倾点物理性质进行调制。

经过大量的室内基础油试验筛选，考虑基础油的性价比，选用三类加氢润滑油基础油作为螺杆式压缩机油的主要基础油，三类加氢润滑油基础油对某些添加剂溶解性较差，添加少量的酯类油解决添加剂与三类基础油的溶解问题。另外，加入酯类油有利于降低压缩机油的使用温度及高温积碳。

1.2添加剂的筛选

1.2.1抗磨添加剂。目前所用的抗磨剂都是通过对金属表面有控制的腐蚀来达到抗磨减摩的目的，一般通过四球磨斑直径、液相锈蚀、铜片腐蚀性能等性能参数来考察抗磨剂的抗磨性能好坏。试验中将常用的5种抗磨剂（代号A、B、C、D和E）复配后加入到基础油中进行实验室测试，由实验室测试结果可知，C、E两种抗磨剂复配后抗磨性、防锈缓蚀性能等综合性能效果最好。

1.2.2抗氧添加剂。一般空压机油抗氧化添加剂为受阻酚抗氧剂与传统芳香胺抗氧剂复配而成，而传统芳香胺抗氧剂缺点为高温性能不好，传统受阻酚抗氧剂只具备抗氧化性能，为了提高产品的使用性能，选用兼具抗磨受阻酚衍生物抗氧剂与耐高温烷基化芳香胺抗氧剂进行调制。将所调制的抗氧化添加剂加入到配置的基础油当中，使得研制油品在旋转氧弹试验中的氧化诱导时间显著增加10倍以上，验证了该添加剂良好的抗氧化性能，另外，所调制的抗氧化添加剂还可降低基础油的摩擦系数。

在选定抗氧化添加剂的前提下，将抗氧化添加剂与金属减活剂（代号F、G、H、I）进行复配。通过实验室氧化实验的测试分析，未加金属减活剂的基础油氧化后对金属的腐蚀较小，但基础油的粘度变化很大；加入金属减活剂的基础油，油品的粘度变化不明显。在含有抗磨剂的基础油中，单独加入F、G金属减活剂的情况下，Fe、Cu片腐蚀较大；对添加剂HF、GI进行配伍后，氧化后的油品颜色变深；FGI复配后，Fe、Cu片腐蚀较小，粘度增长较小，油品颜色变化最小。

2　螺杆式空气压缩机油的性能评价

通过对螺杆式空气压缩机油的基础油和添加剂的实验室筛选复配，最终确定螺杆式空气压缩机油的研制配方，对所调制的油样的主要理化指标与专用油品进行分析比对：①6抗乳化性能，专用油的破乳化时间为9min，而研制油破乳化时间为3min；②抗泡沫性能，所研制油品的泡沫倾向、泡沫稳定性优于专用油品；③空气释放值、倾点、闪点、黏度指数，专用油和研制油基本相当；④抗磨性能，研制油四球磨斑直径小于专用油，抗磨性能优于专用油；⑤氧化安定性，从实验数据看研制油氧化安定性优于专用油。综上所述，研制油的抗磨性能、氧化安定性、抗乳化性能、抗泡性能都好于专用油，空气释放值、倾点、闪点、黏度指数性能指标在同一水平上。

3　工业性试验及结果分析

2015年11月-2016年7月在平煤一矿机电二队螺杆式空压机机房装上研制的煤矿用螺杆式空气压缩机油进行现场试验，螺杆式空压机主要参数为功率216kW，流量42m3/h，出口压力0.8MP。并对试验油运行不同时间后进行跟踪监测，共取样6次，各项理化性能指标见表2。

表2　试验油的各项理化性能指标

专用油的初始运动粘度为32mm2/s，大约运行4 000h后运动粘度为40.5mm2/s，通过观察，在同等条件下，专用油螺杆式空压机机头温度为76～83℃，而研制油螺杆式空压机机头温度为74～79℃。从跟踪监测结果可以看出，研制油粘度变化小于专用油，说明研制油的抗氧化性优于专用油；从使用研制油的机头温度好于使用专用油的机头温度来看，研制油的抗磨性能好于专用油。

4　结论

①研制的煤矿用螺杆式空气压缩机油经过室内理化指标评定表明，研制油的抗磨性能、氧化安定性、抗乳化性能、抗泡性能都好于专用油。②研制的煤矿用螺杆式空气压缩机油经过现场试验表明，研制油的抗氧化性、抗磨性能优于专用油。③研制的煤矿用螺杆式空气压缩机油性价比比较高，具有较好的应用价值。

［1］中国石油化工总公司.石油及石油化工产品标准汇编［M］.北京：中国标准出版社，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，工程师，研究方向：润滑油品技术管理。