Sprężarka to złożona maszyna o wysokiej prędkości obrotowej. Zapewnienie odpowiedniego smarowania wału korbowego sprężarki, łożysk, korbowodów, tłoków i innych ruchomych części jest podstawowym wymogiem utrzymania prawidłowej pracy maszyny. Z tego powodu producenci sprężarek wymagają stosowania określonych gatunków oleju smarowego oraz regularnej kontroli poziomu i koloru oleju. Jednakże, z powodu zaniedbań w projektowaniu, budowie i konserwacji układu chłodniczego, powszechnym zjawiskiem jest brak oleju w sprężarce, koksowanie i degradacja oleju, rozcieńczanie cieczy powrotnej, płukanie czynnikiem chłodniczym oraz stosowanie gorszej jakości oleju smarowego itp.
1. Niedostateczne smarowanie
Bezpośrednia przyczyna zużycia: niedostateczne smarowanie. Brak oleju z pewnością spowoduje niedostateczne smarowanie, ale niedostateczne smarowanie niekoniecznie jest spowodowane brakiem oleju.
Przyczyną niewystarczającego smarowania mogą być również trzy następujące przyczyny:
Smar nie może dotrzeć do powierzchni łożysk.
Mimo że olej smarujący dotarł do powierzchni łożyska, jego lepkość jest zbyt mała, aby utworzyć film olejowy o odpowiedniej grubości.
Mimo że olej smarujący dotarł do powierzchni łożyska, ulega rozkładowi z powodu przegrzania i nie może smarować.
Spowodowane skutki uboczne: zablokowanie sieci ssącej lub rurociągu doprowadzającego olej, awaria pompy olejowej itp. wpływają na dostarczanie oleju smarowego, a olej smarowy nie może dotrzeć do powierzchni ciernej znajdującej się daleko od pompy olejowej. Sieć ssąca oleju i pompa olejowa działają prawidłowo, ale zużycie łożysk, nadmierny luz itp. powodują wycieki oleju i niskie ciśnienie oleju. W rezultacie powierzchnia cierna znajdująca się daleko od pompy olejowej nie może uzyskać dostępu do oleju smarowego, co prowadzi do zużycia i zarysowań.
Z różnych przyczyn (w tym z fazy rozruchu sprężarki) temperatura powierzchni ciernej bez oleju smarującego gwałtownie rośnie, a olej smarujący zaczyna się rozkładać po przekroczeniu 175°C. „Niedostateczne smarowanie – tarcie – wysoka temperatura powierzchni – rozkład oleju” to typowe błędne koło, z którym wiąże się wiele poważnych wypadków, w tym zablokowanie wału korbowego i zakleszczenie tłoka. Podczas wymiany płyty zaworowej należy sprawdzić zużycie sworznia tłokowego.
2. Brak oleju
Brak oleju to jedna z najłatwiejszych do zidentyfikowania usterek sprężarki. Gdy w sprężarce brakuje oleju, w skrzyni korbowej znajduje się niewielka ilość oleju smarującego lub nie ma go wcale.
Olej smarowy usuwany ze sprężarki nie powraca: jeśli olej smarowy nie powróci, w sprężarce zabraknie oleju.
Istnieją dwa sposoby zwrotu oleju ze sprężarki:
Jednym z nich jest separator oleju powrotnego.
Drugą rurą jest rura powrotna oleju.
Separator oleju jest montowany na rurociągu wylotowym sprężarki. Zazwyczaj oddziela on 50-95% oleju, zapewniając dobrą skuteczność powrotu oleju i dużą prędkość, co znacznie zmniejsza ilość oleju przedostającego się do rurociągu, a tym samym skutecznie wydłuża czas pracy bez konieczności powrotu oleju. W przypadku systemów chłodniczych ze szczególnie długimi rurociągami, zalanych systemów wytwarzania lodu oraz urządzeń liofilizacyjnych o bardzo niskich temperaturach, instalacja wysokowydajnych separatorów oleju może znacznie wydłużyć czas pracy sprężarki bez konieczności powrotu oleju, dzięki czemu sprężarka może bezpiecznie przejść okres bezobsługowy po uruchomieniu. Powrót do fazy kryzysu olejowego.
Olej smarowy, który nie został oddzielony, dostanie się do układu i będzie płynął wraz z czynnikiem chłodniczym w rurze, tworząc cykl olejowy.
Po dostaniu się oleju smarującego do parownika:
Z jednej strony, ze względu na niską temperaturę i niską rozpuszczalność, część oleju smarowego oddziela się od czynnika chłodniczego.
Z drugiej strony temperatura jest niska, a lepkość wysoka, co sprawia, że oddzielony olej smarowy łatwo przywiera do wewnętrznej ściany rury, utrudniając przepływ.
Im niższa temperatura parowania, tym trudniejszy jest powrót oleju. Wymaga to, aby projekt i konstrukcja rurociągu parowania i rurociągu powrotnego sprzyjały powrotowi oleju. Powszechną praktyką jest stosowanie opadającego rurociągu i zapewnienie dużej prędkości przepływu powietrza. W przypadku systemów chłodniczych o ekstremalnie niskich temperaturach, takich jak medyczne kriogeniczne komory o temperaturze -85°C i -150°C, oprócz doboru wysokowydajnych separatorów oleju, zazwyczaj dodaje się specjalne rozpuszczalniki, aby zapobiec blokowaniu kapilar i zaworów rozprężnych przez olej smarowy oraz ułatwić powrót oleju.
W zastosowaniach praktycznych problemy z powrotem oleju spowodowane nieprawidłową konstrukcją parowników i przewodów powietrza powrotnego nie są rzadkością. W systemach z czynnikami R22 i R404A powrót oleju z zalanego parownika jest bardzo utrudniony, a konstrukcja przewodu powrotnego oleju w systemie musi być bardzo przemyślana. Zastosowanie wysokosprawnej separacji oleju może znacznie zmniejszyć ilość oleju przedostającego się do przewodu systemu, skutecznie wydłużając czas bez powrotu oleju w przewodzie powietrza powrotnego po uruchomieniu.
Gdy sprężarka znajduje się wyżej niż parownik, wymagany jest separator oleju powrotnego na pionowym przewodzie powrotnym. Aby zapewnić powrót oleju przy niskim obciążeniu, pionowa rura ssąca może być wyposażona w podwójną rurę pionową.
Częste uruchamianie sprężarki nie sprzyja powrotowi oleju. Ze względu na krótki czas pracy ciągłej, sprężarka zatrzymuje się i nie ma czasu na utworzenie stabilnego, szybkiego przepływu powietrza w rurze powrotnej, co powoduje, że olej smarujący pozostaje w rurze. Jeśli ilość oleju powrotnego jest mniejsza niż oleju wstępnego, w sprężarce zabraknie oleju.
Podczas odszraniania temperatura parownika wzrasta, a lepkość oleju smarowego maleje, co ułatwia jego przepływ. Po cyklu odszraniania natężenie przepływu czynnika chłodniczego jest wysokie, a uwięziony olej smarowy powraca do sprężarki. W przypadku dużego wycieku czynnika chłodniczego prędkość powrotu gazu spada. Jeśli prędkość jest zbyt niska, olej smarowy pozostaje w przewodzie powrotnym gazu i nie może szybko powrócić do sprężarki.
Zabezpieczenie przed nadmiernym ciśnieniem oleju automatycznie zatrzyma się, gdy nie będzie oleju, chroniąc sprężarkę przed uszkodzeniem. Brak wziernika
W przypadku całkowicie zamkniętych sprężarek (w tym sprężarek wirnikowych i spiralnych) oraz sprężarek chłodzonych powietrzem z urządzeniami zabezpieczającymi przed niedoborem oleju nie występują żadne widoczne objawy braku oleju. Sprężarki nie zatrzymują się, a wręcz przeciwnie, zużywają się nieświadomie.
Hałas, wibracje lub nadmierne natężenie prądu generowany przez sprężarkę mogą być spowodowane niedoborem oleju, dlatego bardzo ważna jest dokładna ocena stanu pracy sprężarki i układu.
3. Wnioski
Podstawową przyczyną braku oleju nie jest ilość i szybkość, z jaką sprężarka go zużywa, ale słaby powrót oleju do układu. Zainstalowanie separatora oleju może szybko przywrócić olej i wydłużyć czas pracy sprężarki bez powrotu oleju. Parowniki i przewody powrotne muszą być zaprojektowane z uwzględnieniem powrotu oleju. Czynności konserwacyjne, takie jak unikanie częstych uruchomień, odszranianie z odpowiednim wyprzedzeniem, uzupełnianie czynnika chłodniczego na czas oraz wymiana zużytych elementów tłoka, również sprzyjają powrotowi oleju.
Powrót cieczy i migracja czynnika chłodniczego rozcieńczają olej smarujący, co nie sprzyja tworzeniu się filmu olejowego;
Awaria pompy olejowej i zablokowanie układu olejowego wpływają na dopływ oleju i ciśnienie oleju, czego skutkiem jest brak oleju na powierzchni ciernej;
Wysoka temperatura powierzchni ciernej będzie powodować rozkład oleju smarującego i utratę jego właściwości smarujących;
Niedostateczne smarowanie spowodowane tymi trzema problemami często prowadzi do uszkodzenia sprężarki. Podstawową przyczyną braku oleju jest układ. Sama wymiana sprężarki lub niektórych akcesoriów nie rozwiąże problemu braku oleju.
Dlatego projekt systemu i budowa rurociągu muszą uwzględniać problem powrotu oleju, w przeciwnym razie problemy będą się powtarzać! Na przykład, podczas projektowania i budowy, rura powrotna powietrza z parownika jest wyposażona w kolano powrotu oleju, a rura wydechowa w kolano zwrotne. Wszystkie rurociągi powinny przebiegać wzdłuż przepływu cieczy. Kierunek jest całkowicie w dół, ze spadkiem nachylenia 0,3–0,5%.
Czas publikacji: 26 grudnia 2022 r.
