螺杆空压机的积碳,换油为什么清不掉
积碳来自润滑油的氧化。温度条件还在,新油只是下一轮积碳的原料。

螺杆空压机里的积碳,看起来是排气管道里的一层黑壳,来源却是润滑油。在喷油螺杆里,油不只是润滑转子和轴承,还要带走压缩热。油在高温、氧气和金属催化下慢慢氧化,轻则黏度上升、生成漆膜,重则在油分芯、冷却器和排气管内结成积碳。把油箱放空、加入新油,只能换走油箱里那一部分,管路和油分芯上已经长上的东西还在,新油又会把它们重新溶解一部分,于是油很快又脏。
温度怎样把油变成积碳
氧化速度对温度非常敏感。矿物型压缩机油有一个粗略规律:工作温度每升高大约十摄氏度,氧化速率大约翻一倍。这不是某台机器的报警公式,而是烃类氧化的量级概念,用来理解为什么“只热了一点点”会明显缩短油寿命。喷油螺杆的排气温度,常见运行区间大约在七十五到九十摄氏度。长期顶在一百摄氏度附近,漆膜和积碳会明显加快;再高,主机内部、最小压力阀和排气管都可能挂上硬层。
温度升高通常不是油本身造成的,而是热拿不走,或者压缩比变大。冷却器水侧结垢、风冷机器的翅片被粉尘糊住,换热下降,排气温度直接上去。空滤堵塞时,吸气负压变大,要打到同样的排气压力,压缩比提高,排气温度跟着升。油位过低、油滤堵塞、温控阀卡在大循环或小循环的错误位置,都会让参与冷却的油量不够。最小压力阀打不开或开不足,油分桶压力建立不起来,喷油量不足,主机温度会在短时间里冲高。这些原因最后都写在同一块排气温度表上,所以只记“今天多少度”不够,要看它是慢慢爬上去的,还是某次保养之后突然高的。
积碳一旦在排气管里形成,风险就不只是耗油。油雾和积碳同在管道里,温度再往上走,存在燃烧的可能。排气管内壁能刮下一层发亮的硬壳时,已经不是换油周期的问题,要停机检查主机排气口、油分桶和后冷却器,而不是把换油周期从两千小时改到一千小时就算处理过。
换油之后为什么还会再积
旧油放掉时,冷却器、油分芯和管路里还残留氧化产物。新油溶解能力较强,会把漆膜重新带下来,油色在几十小时内再次变深,酸值上升。这时如果温度条件没有改变,新油只是下一轮氧化的原料。油分芯压差变大,有时是芯子容尘饱和,有时是黏稠的氧化产物糊住了纤维。压差大以后,油分桶内压力更高,耗油增加,油气分离变差,更多油雾进入排气管,积碳的原料也更多。这是一个回路:温度高产生氧化产物,氧化产物堵油分,堵油分又让温度和耗油更高。
水会把这个问题搅得更浑。空气被压缩后,水分析出,若油气分离和排水不畅,水进入油里。水促进水解和乳化,油呈浑浊,和高温氧化生成的积碳不是同一种脏,但经常同时存在。只看油色发黑,分不清是碳化还是进水。可以做一次简单区分:静置后是否分层,或者送检水分和酸值。水分高,先查排水阀、油分芯和运行温度是不是低到水蒸气在系统里冷凝;酸值高、黏度上升,则是氧化,要查温度。
合成油的氧化稳定性通常好于矿物油,能够在同样温度下用得更久,但它洗不掉已经结在管壁上的碳,也不能代替冷却器清洗。有的现场把矿物油换成合成油,排气温度依然经常过百,几百小时后油分芯压差又上来。油品升级只降低了氧化速率,没有去掉热源。
判断要不要处理,适合并排看四项:排气温度的趋势,而不只是某一次的读数;油的黏度、酸值和水分;油分芯前后的压差;冷却器进出口的温差。温度长期偏高而压差正常,优先清冷却器、查空滤和温控阀。压差高而温度还正常,优先看油分芯是不是到了寿命,或者油已经开始生成漆膜。两项一起变,就要把清洗、换芯、换油和查阀放在同一次停机里做。分开做,每一项看起来都做了,积碳的回路还在。
空压机的积碳因此不是一种“油用久了的正常现象”。油用久了会氧化,这是事实;可同样的油,在八十摄氏度附近和在一百零五摄氏度附近,寿命可以差出一倍以上。把换油当成清理积碳的办法,等于只换了原料,没动反应条件。
冷却器值得单独看一眼温差。水冷机器可以记冷却水进出温度和排气温度。水阀全开、水流量不小,排气温度仍然高,多半是水侧有垢,热交换面积名存实亡。此时去改油的品牌,温度不会下来。风冷机器则要看环境温度和翅片:同样的排气温度,在四十摄氏度的空压站里和在二十五摄氏度的站里含义不同。环境已经很高时,冷却器的余量本来就小,翅片再堵一层,排气温度会很快顶到报警值。清翅片比换油便宜,也更直接。
主机内部的积碳通常要等排气温升异常、电流偏大或有异响时才拆得开。拆开以后若转子和壳体内壁已经有硬层,说明油在高温区停留过,问题持续的时间不以天计。这种机器只换油、不查温控阀和冷却器,硬层还会长。温控阀卡在旁通位置时,油不经过冷却器,直接回到主机,排气温度对冷却水怎么调都没有反应。这个特征很有用:调水阀温度不动,先怀疑油没有走到冷却器,而不是怀疑温度表。
油样也不必每次都送实验室。至少留一只当班取的瓶子,写上小时数和当时的排气温度,跟新油比颜色和流动性。颜色深、能拉丝,同时温度记录经常过百,就可以决定停机清理,不必再等一个整周期。颜色深但温度一直正常、水分也不高,则可能只是油到了寿命,换油并换油分芯就够,不必把排气管割开。积碳的判断,最后还是温度历史和油的状态对在一起,单看其中一项都会做过了。
还有一个数字值得和温度放在一起看,就是卸载和加载的时间比例。长时间卸载、排气温度偏低时,水分不容易被油带出,油会乳化,这和高温积碳是相反的脏法,处理也相反:要让机器在合理负荷下把油温跑上去,并确认自动排水有效。长时间满载、温度贴着报警值,才是积碳的条件。同一台空压机在两个季节可能分别碰到这两种情况,用同一个“油发黑了就换”的办法,会把乳化当成积碳,或者把积碳当成进水。