الوظائف ومعايير الاختيار لزيت تشحيم ضواغط الهواء

الهواء زيت المكبس يُستخدم بشكل أساسي لتزييت الأجزاء المتحركة في أسطوانات الضواغط وصمامات العادم، كما يوفر أيضًا وظائف منع الصدأ والحماية من التآكل والختم والتبريد. وبما أن الضواغط تعمل باستمرار في ظل ظروف ضغط عالٍ ودرجة حرارة مرتفعة مع وجود تكاثف، يجب أن يتمتع الزيت باستقرار ممتاز ضد الأكسدة عند درجات الحرارة العالية، وانخفاض احتمالية تكوين الرواسب الكربونية، ولديه لزوجة مناسبة وخصائص جيدة للزوجة مع تغير درجة الحرارة، إضافة إلى خصائص فصل ممتازة عن الماء وقدرة عالية على مقاومة الصدأ والتآكل.

أولًا. متطلبات الأداء

1. يجب أن تكون جودة الزيت الأساسي ممتازة

تُصنف زيوت الضواغط إلى زيوت أساس معدنية وزيوت أساس صناعية. ويتحدد جودة الزيت الأساسي مباشرةً أداء الزيت المكتمل (حيث يشكل الزيت الأساسي عادةً أكثر من 95٪ من المنتج النهائي)، وترتبط جودة الزيت الأساسي ارتباطًا وثيقًا بدرجة التكرير — كلما زاد عمق التكرير، انخفض محتوى المواد العطرية الثقيلة والصمغ، وتقل بقايا الكربون، وتحسن استجابة المضافات. مما يؤدي إلى تقليل ميل نظام الضواغط على تكوين رواسب الكربون، وفصل أفضل بين الزيت والماء، وعمر خدمة أطول.

الزيوت القائمة على الأساس المعدني: تتضمن عملية الإنتاج عادةً تكرير الزيوت الأساسية من خلال عمليات مثل التكرير بالمذيبات، وإزالة الشمع بالمذيبات، والهدرجة، أو التكرير التكميلي بالطين، تليها خلطها بعدة مضافات.

زيوت مصنوعة من قاعدة زيت عضوي مصنّع: تُصنع باستخدام زيوت أساس سائلة عضوية مصنعة كيميائيًا كمواد خام، وتُخلط أو تُعزز بعوامل مُضافة مختلفة. هذه الزيوت الأساسية هي في الغالب بوليمرات أو مركبات عضوية ذات وزن جزيئي مرتفع. حاليًا، تشمل الزيوت المصنعة المستخدمة لتزييت الضواغط خمس فئات رئيسية: الهيدروكربونات المصنعة (البولي-ألفا أوليفينات)، والesters العضوية (ثنائية الإستر)، وزيوت SNOT، وبولي ألكيلين جلايكول، وزيوت السيليكون الفلورية، واسترات الفوسفات. وعلى الرغم من أن زيوت الضواغط المصنعة تكون أغلى بكثير من الزيوت المعدنية، فإنها توفر فوائد اقتصادية شاملة متفوقة: استقرار عالٍ ضد الأكسدة، وانخفاض ميل الترسبات الكربونية، وقدرة على التزييت في نطاقات حرارية تتجاوز تحمل الزيوت المعدنية التقليدية، وعمر خدمة أطول، والقدرة على تلبية متطلبات التشغيل الصارمة.

2. يجب أن تكون أجزاء زيت الأساس ضيقة

يكشف تحليل ظروف تشغيل ضاغط الهواء أن تركيب الكسر في زيت الأساس يعد عاملًا حاسمًا يؤثر على جودة زيت الضواغط. إن استخدام زيوت ذات كسور واسعة — وهي مزيج من المكونات الخفيفة والثقيلة — يُعرّض أسطوانات الضواغط لمشكلتين رئيسيتين عند حقنها: فالكسور الخفيفة، بسبب تطايرها الزائد، تنفصل بسهولة عن الأسطح العاملة قبل الأوان، مما يقلل من فعالية التزييت؛ أما الكسور الثقيلة، فبسبب انخفاض تطايرها، تواجه صعوبة في الخروج من منطقة العمل بعد إتمام مهمة التزييت. ويؤدي التعرض الطويل للحرارة العالية والأكسجين إلى تعزيز تكوّن رواسب الكربون. ولذلك، ينبغي أن تستخدم زيوت الضواغط زيوتًا ذات مدى تقطير ضيق بدلًا من خلطات الزيوت متعددة مدى التقطير.

على سبيل المثال، فإن زيت الضاغط رقم 19، الذي تم تركيبه باستخدام زيت أساسي واسع النطاق يحتوي على مكونات بقايا كبيرة، يُظهر رواسب كربونية مرتفعة بشكل ملحوظ أثناء التشغيل. ولتحسين جودته، يجب إزالة المكونات المتبقية واستبدالها بزيت أساسي ذو نطاق ضيق.

3. يجب أن تكون اللزوجة مناسبة

من منظور مبادئ التزييت الديناميكي، تزداد سماكة فيلم الزيت مع ارتفاع لزوجة الزيت، ولكن الاحتكاك يزداد أيضًا وفقاً لذلك. وبالتالي، فإن اختيار اللزوجة هو الاعتبار الأساسي عند اختيار زيت الضواغط:

لزوجة منخفضة جداً: قد يؤدي إلى تكوين فيلم زيت غير كافٍ من حيث القوة، مما يسرّع من تآكل المكونات ويقلّص عمر الخدمة؛

لزوجة عالية جداً: تزيد من الاحتكاك الداخلي، ما يرفع استهلاك الطاقة النوعي للضاغط. وهذا يؤدي إلى زيادة استهلاك الطاقة والزيت، مع احتمال تشكّل رواسب في أخاديد حلقات المكبس، والصمامات، وممرات التفريغ.