حول الأداء الرئيسي لزيت ضاغط الهواء

يستخدم زيت ضاغط الهواء بشكل أساسي لتزييت الأجزاء المتحركة لأسطوانة الضاغط وصمام العادم، ويلعب دور منع الصدأ والتآكل، بالإضافة إلى منع التسرب والتبريد.

نظراً لأن ضاغط الهواء يتعرض لبيئة ذات ضغط ودرجة حرارة عاليتين ومياه مكثفة، يجب أن يتمتع زيت ضاغط الهواء بثبات ممتاز ضد الأكسدة عند درجات الحرارة العالية، وميل منخفض لتراكم الكربون، ولزوجة مناسبة وأداء جيد للزوجة عند درجات الحرارة المختلفة، بالإضافة إلى فصل جيد للزيت عن الماء، ومقاومة للصدأ والتآكل.

متطلبات الأداء

1. يجب أن تكون جودة الزيت الأساسي عالية

يمكن تقسيم الزيت الأساسي المستخدم في صناعة زيوت الضواغط إلى فئتين: الزيوت المعدنية والزيوت الاصطناعية. ويتم إنتاج الزيوت المعدنية المستخدمة في صناعة زيوت الضواغط عادةً من خلال عمليات التكرير بالمذيبات، وإزالة الشمع بالمذيبات، والهدرجة، أو التكرير باستخدام الطين للحصول على الزيت الأساسي، ثم تُضاف إليها مجموعة متنوعة من المواد المضافة لخلطها.

يشكل الزيت الأساسي لزيت الضاغط عادةً أكثر من 95% من الزيت النهائي، لذا ترتبط جودة الزيت الأساسي ارتباطًا مباشرًا بجودة زيت الضاغط، وترتبط جودة الزيت الأساسي ارتباطًا مباشرًا بعمق تكريره. يتميز الزيت الأساسي المكرر بعمق بانخفاض محتواه من المركبات العطرية الثقيلة والصمغ، وانخفاض نسبة الكربون المتبقي فيه، وحساسيته العالية لمضادات الأكسدة، وجودته العالية، وقلة ميله لتراكم الكربون في نظام الضاغط، وكفاءته في فصل الزيت عن الماء، وعمره التشغيلي الطويل نسبيًا.

الزيوت الأساسية الاصطناعية هي زيوت تشحيم مصنوعة من زيوت أساسية سائلة عضوية يتم الحصول عليها عن طريق التخليق الكيميائي، ثم تُخلط أو تُضاف إليها مجموعة متنوعة من المواد المضافة. معظم زيوتها الأساسية عبارة عن بوليمرات أو مركبات عضوية ذات وزن جزيئي عالٍ. توجد أنواع عديدة من الزيوت الاصطناعية، وتشمل الزيوت المستخدمة كزيوت ضواغط خمسة أنواع رئيسية: الهيدروكربونات الاصطناعية (بولي ألفا أوليفين)، والإسترات العضوية (الإستر المزدوج)، وزيت سنوت للتشحيم، وبولي ألكيلين جليكول، وزيت فلوروسيليكون، وإستر الفوسفات. يُعد سعر زيت الضواغط الاصطناعي أغلى بكثير من سعر زيت الضواغط المعدني، إلا أن الفائدة الاقتصادية الشاملة للزيت الاصطناعي لا تزال تفوق فائدة الزيت المعدني العادي. يتميز الزيت الاصطناعي بثباته ضد الأكسدة، وانخفاض ميله لتراكم الكربون، وقدرته على العمل في نطاق درجات حرارة أعلى من نطاق الزيت المعدني العادي، وعمره التشغيلي الطويل، مما يجعله يلبي متطلبات الاستخدام التي لا يتحملها زيت الضواغط المعدني العادي.

2. كسور الزيوت الأساسية الضيقة

أظهرت دراسة ظروف تشغيل زيت الضاغط أن تحسين تركيبة الزيت الأساسي هو العامل الرئيسي لتحسين جودته. فبعد حقن زيت الضاغط المُصنّع من مكونات خفيفة وثقيلة في أسطوانة الضاغط، تغادر المكونات الخفيفة الجزء العامل مبكرًا نظرًا لتقلبها الشديد، مما يؤثر على فعالية التزييت. أما المكونات المُركّبة، فلا تستطيع مغادرة الجزء العامل بسرعة بعد إتمام مهمتها نظرًا لانخفاض تقلبها، كما أنها عرضة لتكوين رواسب كربونية بفعل الحرارة والأكسجين على المدى الطويل. لذا، في ظل هذه الظروف، ينبغي اختيار زيت التشحيم بناءً على نسبة محددة من مكونات الزيت، وليس بناءً على مزيج من نسب متعددة من هذه المكونات.

يتكون زيت الضاغط رقم 19 من زيت تقطير واسع يحتوي على نسبة عالية من المكونات المتبقية، وتتراكم كمية كبيرة من الكربون في الضاغط أثناء الاستخدام. لذا، ولتحسين جودة زيت الضاغط، ينبغي إزالة المكونات المتبقية من زيت الضاغط رقم 19 واختيار زيت أساس مقطر ضيق.

3. يجب أن تكون اللزوجة مناسبة

في ظل ظروف التشحيم الديناميكي، يزداد سمك طبقة الزيت مع زيادة لزوجة الزيت، ولكن الاحتكاك يزداد أيضًا مع زيادة لزوجة الزيت. يصعب على زيت التشحيم ذي اللزوجة المنخفضة جدًا تكوين طبقة زيت قوية كافية، مما يُسرّع التآكل ويُقصّر عمر الأجزاء. على النقيض من ذلك، فإن لزوجة زيت التشحيم العالية جدًا تزيد الاحتكاك الداخلي، وتزيد القدرة النوعية للضاغط، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة والوقود، بالإضافة إلى تكوّن رواسب في مجرى حلقات المكبس وصمام الهواء وقناة العادم. لذلك، يُعد اختيار اللزوجة المناسبة هو المشكلة الأساسية في اختيار زيت الضاغط بشكل صحيح. وقد أثبتت جامعة شيآن جياوتونغ من خلال الاختبارات أنه: باستخدام نفس ظروف الاختبار على نفس نوع الضاغط، فإن استخدام زيوت ذات لزوجة منخفضة مقارنةً بالزيوت ذات اللزوجة العالية يُمكن أن يُقلل القدرة النوعية للضاغط بنسبة 10% كحد أقصى، ولا يختلف مقدار تآكل الأجزاء بشكل ملحوظ. لذلك، وبناءً على فرضية ضمان التشحيم، فإن اختيار درجة اللزوجة المناسبة للزيت له تأثير كبير على توفير الطاقة والتشغيل الموثوق للضاغط.