Funktionen und Auswahlkriterien für Schmieröl von Luftverdichtern

Luft kompressorschmieröl dient hauptsächlich der Schmierung der beweglichen Teile von Kompressorzylindern und Auslassventilen und bietet gleichzeitig Korrosions- und Rostschutz, Abdichtung sowie Kühlung. Da Luftkompressoren kontinuierlich unter Hochdruck, hoher Temperatur und in Gegenwart von Kondenswasser betrieben werden, muss das Öl eine hervorragende Oxidationsstabilität bei hohen Temperaturen, eine geringe Neigung zur Rußablagerung, eine geeignete Viskosität und Viskositäts-Temperatur-Charakteristik sowie ausgezeichnete Wasserabscheideeigenschaften und guten Rost-/Korrosionsschutz aufweisen.

I. Leistungsanforderungen

1. Die Qualität des Grundöls muss überlegen sein

Kompressoröle werden in mineralische und synthetische Grundöle unterteilt. Die Qualität des Grundöls bestimmt direkt die Leistung des Fertigöls (das Grundöl macht typischerweise über 95 % des Endprodukts aus), und die Qualität des Grundöls hängt eng mit dem Verfeinerungsgrad zusammen — eine höhere Verfeinerungstiefe führt zu einem geringeren Gehalt an schweren Aromaten und Harzen, reduziertem Kohlenstoffrückstand und verbesserter Additivreaktivität. Dies bewirkt eine verringerte Neigung zur Kohlenstoffablagerung in Kompressoranlagen, bessere Öl-Wasser-Trennung und eine verlängerte Nutzungsdauer.

Mineralische Öle: Die Herstellung erfolgt typischerweise durch die Veredelung von Grundölen mittels Lösungsmittelraffination, Lösungsmittelausschmelzung, Hydrierung oder zusätzlicher Tonerderaffination, gefolgt von der Zugabe mehrerer Additive.

Synthetische Öle: Hergestellt aus chemisch synthetisierten organischen Flüssigbasen als Rohstoffe, gemischt oder verbessert mit verschiedenen Additiven. Diese Basisöle sind überwiegend Polymere oder hochmolekulare organische Verbindungen. Derzeit umfassen synthetische Kompressoröle hauptsächlich fünf Kategorien: synthetische Kohlenwasserstoffe (Poly-α-Olefine), organische Ester (Diestere), SNOT-Schmierstoffe, Polyalkylenglykole, fluorierte Silikonöle und Phosphatestere. Obwohl synthetische Kompressoröle deutlich teurer sind als Mineralöle, bieten sie bessere gesamtwirtschaftliche Vorteile: hohe Oxidationsstabilität, geringe Neigung zur Rußablagerung, Schmierfähigkeit in Temperaturbereichen jenseits der Belastbarkeit herkömmlicher Mineralöle, längere Nutzungsdauer und die Fähigkeit, anspruchsvolle Betriebsanforderungen zu erfüllen.

2. Basisölfraktionen müssen eng sein

Die Analyse der Betriebsbedingungen von Luftverdichtern zeigt, dass die Fraktionszusammensetzung des Grundöls ein entscheidender Faktor für die Qualität des Verdichteröls ist. Die Verwendung von Ölen mit breiten Fraktionen – einer Mischung aus leichten und schweren Bestandteilen – führt bei Einspritzung in die Verdichterzylinder zu zwei Hauptproblemen: Leichte Fraktionen trennen sich aufgrund übermäßiger Flüchtigkeit vorzeitig von den Arbeitsflächen ab und verringern so die Schmirkraft; Schwere Fraktionen hingegen weisen eine geringe Flüchtigkeit auf und verbleiben nach Erfüllung ihrer Schmieraufgabe nur langsam im Arbeitsbereich. Eine längere Einwirkung von hohen Temperaturen und Sauerstoff begünstigt die Bildung von Kohlenstoffablagerungen. Daher sollten Verdichteröle enge Destillationsbereiche aufweisende Öle anstelle von Mischungen mit mehreren Destillationsbereichen verwenden.

Beispielsweise weist das Kompressoröl Nr. 19, das aus einem Weitbereichs-Grundöl mit erheblichen Restbestandteilen formuliert ist, während des Betriebs deutlich erhöhte Kohlenstoffablagerungen auf. Um die Qualität zu verbessern, müssen die Restbestandteile entfernt und durch ein Schmalspektrum-Grundöl ersetzt werden.

3. Die Viskosität muss angemessen sein

Aus Sicht der Prinzipien der hydrodynamischen Schmierung nimmt die Ölfilmdicke mit steigender Ölviskosität zu, jedoch ebenfalls die Reibung. Daher ist die Auswahl der Viskosität die zentrale Überlegung bei der Wahl des Kompressoröls:

Zu geringe Viskosität: Es kann eine unzureichende Ölfilmfestigkeit entstehen, was den Verschleiß der Bauteile beschleunigt und die Nutzungsdauer verkürzt;

Zu hohe Viskosität: Erhöht die innere Reibung und steigert den spezifischen Energieverbrauch des Kompressors. Dies führt zu höherem Energie- und Ölverbrauch und kann außerdem Ablagerungen in Kolbenringnuten, Ventilen und Auslasskanälen verursachen.