Nội dung chính (Mục lục bài viết)
Độ nhớt của dầu là gì ?
Dầu có 02 thông số đánh giá về độ nhớt chúng có ý nghĩa hoàn toàn khác nhau:Cấp độ nhớt: ISO VG:
Bạn có thể hiểu nôm na độ nhớt là độ đậm đặc của dầu. Đọc hiểu chi tiết ý nghĩa của độ nhớt và phân cấp độ nhớt.
Chỉ số độ nhớt VI:
Chỉ số độ nhớt của dầu VI (Viscosity Index) là thông số biểu hiện sự thay đổi độ nhớt của dầu theo nhiệt độ, thường gọi tắt độ nhớt của dầu.
Độ nhớt tác động như nào đến chất lượng dầu
Dầu máy nén khí có 03 chức năng quan trọng nhất:
- Độ nhớt tăng giảm khả năng làm kín
- Độ nhớt ảnh hưởng đến ma sát trượt
- Độ nhớt ảnh hưởng đến khả năng tải nhiệt
Độ nhớt là thông số ảnh hưởng trực tiếp qua lại mật thiết đến cả 03 yếu tố trên.
Đầu tiên độ nhớt cao tức ma sát nội tại của dầu bôi trơn cao. Nó cản trở dầu di chuyển. Ồ vậy dầu để bôi trơn giảm ma sát tiếp xúc giữa 2 bề mặt kim loại chi tiết máy tại sao lại cần ma sát nội tại dầu cao ?
Để trả lời câu hỏi này cần được lý giải dưới góc nhìn của ngành vật liệu cụ thể ở đây là bề mặt vật liệu kim loại. Bên dưới là ảnh vi mô tức ảnh dưới kính hiển vi của bề mặt chi tiết kim loại.
Hãy tưởng tượng khi hai bề mặt này trượt trên nhau. Để giảm ma sát chúng ta sẽ cho chúng hoạt động trong môi trường dầu. Hay hiểu đơn giản thay vì để hai bề mặt trượt trên nhau trực tiếp ta sẽ cho chúng trượt trên đệm dầu (màng dầu). Khi này nếu độ nhớt quá loãng chúng sẽ bị gạt đi. Như vậy đệm dầu bôi trơn bị giảm tác dụng. Đó là lý do tại sao dầu bôi trơn cần có độ nhớt lớn, đủ khả năng bám dính duy trì màng dầu trên bề mặt vật liệu. Nhưng nếu độ nhớt quá lớn, dòng dầu di chuyển chậm lượng nhiệt sinh ra bởi ma sát không được giải nhiệt kịp dẫn đến lượng nhiệt bị tích tụ phát nóng.
Như vậy độ nhớt là yếu tố then chốt quyết định chất lượng của dầu máy nén khí.
Hiểu lầm: Dầu có ISO VG cao là dầu tốt
ISO VG thông số được ghi trên bao bì dầu. Thông số được chỉ định bởi nhà chế tạo máy, thương hiệu dầu nào cũng có thể đáp ứng. Không phải máy gì cũng cần có độ nhớt cao vì cao quá chúng sẽ tải nhiệt kém, gặp vấn đề khi khởi động. Nhưng hầu hết máy móc cần VI cao tức độ suy giảm độ nhớt ít, đồng nghĩa tính bôi trơn ổn định tại phạm vi nhiệt độ máy hoạt động. Chỉ số độ nhớt VI là thông số quan trọng nhất phản ánh chất lượng dầu máy nén khí. Hai nhãn hiệu dầu máy nén khí có ISO VG như nhau có VI cao hơn thường là dầu máy nén tốt hơn.
Chọn độ nhớt phù hợp với máy nén khí ?
Cấp độ nhớt cho máy nén khí là giá trị mặc định theo nhà chế tạo máy nén quy định. Phổ biến nhất là VG 32, VG 46. Độ nhớt được sử dụng tùy thuộc trình độ gia công cơ khí chính xác cao của đầu nén, công nghệ máy nén khí.Nó cũng có thể được điều chỉnh theo thời tiết và vùng khí hậu hoặc điều kiện nhiệt độ vận hành máy.
Bảng tra độ nhớt theo hãng máy
|
Thương hiệu máy nén |
Tên dầu theo máy |
ISO VG |
|
Hitachi |
Hiscrew oil next |
32 |
|
Kobelco |
Screw oil |
32 |
|
Airman |
Airman |
32 |
|
Mitsuiseiki |
Z6000 |
32 |
|
Atlascopco G, GA |
RDX, Roto ịnecRoto Inject |
46 |
|
Atlas copcoco GR, GX |
Roto Z |
68 |
|
Ingersoll rand |
Ultra cooland |
46 |
|
Sullair |
Sullube32 |
32 |
|
Fusheng |
FS600 |
46 |
|
Kyungwon |
Airlube |
46 |
|
Hanshin |
NXL 3000 |
46 |
|
Kaeser |
Sigma S |
46 |
Bảng tra độ nhớt một số hãng máy nén khí tiêu biểu.
Cách chọn cấp độ nhớt dầu máy nén khí theo công nghệ nén:
Trục vít ngâm dầu:
Chỉ số độ nhớt mỗi hãng máy sẽ xử dụng dầu có chỉ số độ nhớt khác nhau tùy thuộc trình độ gia công cơ khí chính xác cao của đầu nén, lựa chọn thiết kế. Bạn sẽ gặp máy nén khí Hitachi, Kobelco, Airman, sử dụng dầu có độ nhớt ISO VG32. Bạn cũng gặp máy nén Fusheng, Kuyngwon, Hanshin, Atlas copco.. xử dụng dầu có độ nhớt 46. Hầu hết máy nén của Nhật dùng độ nhớt VG 32, riêng Sullair của Mỹ dùng dầu ISO VG 32. Về mặt bản chất Sullair sử dụng dầu máy nén cao cấp gốc PAG. Gốc này có VI cao nên khi chuyển đổi sang dầu thông thường có thể bạn cần tăng độ nhớt VG của dầu thành 46. Nếu dầu chất lượng cao có độ sụt giảm độ nhớt bởi nhiệt độ thấp tức VI cao bạn hoàn toàn có thể sử dụng dầu có ISO VG thấp hơn điều đó hoàn toàn tốt cho máy nén giúp máy nén giải nhiệt tốt, khởi động dễ dàng, dòng dầu lưu thông nhanh, lọc dầu tạo lực cản thấp hơn...
Trục vít oil free:
Maý nén khí trục vít oil free không dùng dầu tham gia quá trình nén. Dầu được bơm chủ động bằng bơm rời phục vụ bôi trơn bánh răng và bôi trơn vòng bi. Vì thế độ nhớt dầu phụ thuộc tính toán từ nhà thiết kế và bơm dầu là loại gì. Với máy nén khí Nhật như Kobelco, Hitachi bạn sẽ thấy dầu cho máy trục vít oil free là VG 32 xử dụng bơm bánh răng. Atlas copco và một số hãng khác sử dụng dầu VG 68 thậm trí VG 46, cũng có nhà sản xuất sử dụng VG100. Về mặt lý thuyết máy trục vít oil free với trọng số là bôi trơn bánh răng luôn cần dầu có độ nhớt cao nhằm tạo màng dầu dày giảm ma sát trượt tiếp xúc của bánh răng. Nó cho độ ồn thấp, chịu mài mòn tốt hơn. Tất nhiên độ nhớt dầu cũng cần phù hợp với bơm dầu. Sự khác biệt về công nghệ làm mát vỏ đầu nén của nhiều nhà sản xuất sử dụng dầu làm mát / nước hoặc kết hợp cũng làm thay đổi độ nhớt dầu. Chính vì vậy dầu được chỉ định cho máy trục vít oil free có dải rất rộng.
Máy nén piston:
Dầu cần độ nhớt cao tạo màng bôi trơn dầy trên thành xy lanh. Máy nén piston áp suất dưới 13kg nguyên lý bôi trơn vung té hầu hết sử dụng độ nhớt VG 100. Cấp độ nhớt tương đương dầu bôi trơn động cơ 15W40, 20W50, 10WW30...Nó rất sẵn mua tại cây xăng, đại lý gần nhà, giá thành cũng rẻ, lượng xử dụng với máy nén piston chỉ vài lít nên Huy không đi xâu vào chi tiết.
Với máy nén piston cao áp có nền nhiệt cao, khả năng làm kín tốt độ nhớt có thể sử dụng VG150. Với máy nén piston có bơm dầu độc lập độ nhớt thường sử dụng VG 68.
Máy nén turbor:
Thông thường máy nén khí Turbo dùng dầu thủy lực nâng và bôi trơn bạc đạn sử dụng độ nhớt VG 68.
Nén cánh gạt roto thẳng / bơm chân không:
Công nghệ nén cánh gạt thẳng cần dầu có độ nhớt tối thiểu VG 68, phần lớn VG 100. Do nhu cầu làm kín và tạo guốc thủy lực khi hoạt động.
Công nghệ nén trục vít cánh gạt:
Công nghệ nén cánh gạt lai trục vít tiêu biểu là Mitsuiseiki sử dụng dầu độ nhớt ISO VG 32.
Nhiệt độ làm biến đổi độ nhớt như nào ?
Khi nhiệt độ tăng độ nhớt sẽ giảm. Bạn có thể hiểu nôm na nhiệt độ dầu càng nóng càng loãng.
VD: Trên biểu đồ dầu ISO VG 46 sẽ có độ nhớt là ~46 tại 40 °C, tăng nên 500 tại 2°C. Nhưng bị suy giảm còn 7-8 tại 100°C. Tại độ nhớt này đặc tính bôi trơn và tải nhiệt đã thay đổi rất lớn.
Khi nào tăng / giảm độ nhớt ?
Có 3 trường hợp bạn nên xem xét đến việc tăng độ nhớt ISO VG của dầu bạn đang dùng. Dựa trên 02 yếu tố cốt lõi khe hở cần bôi trơn hoặc quá nhiệt.
- Máy nén hoạt động tại nền nhiệt cao trên ~95 °C, nhưng VI của dầu thấp (dầu khoáng giá rẻ).
- Máy cũ mòn, khe hở trục vít tăng so với thiết kế ban đầu, nhiều dị tật trên bề mặt trục vít.
- Vùng khí hậu hoặc mùa thời tiết nóng hay lạnh.
Trường hợp thứ 1: Máy hoạt động tại nền nhiệt độ cao nhưng VI của dầu thấp để bù lại độ nhớt suy giảm ta nâng độ nhớt ban đầu thêm một cấp. Ví dụ đang dùng độ nhớt ISO VG 32 thì nâng nên dùng ISO VG 46.
Trường hợp 2: Khe hở chi tiết cần bôi trơn tăng, cụ thể với máy nén là khe hở trục vít. Máy chạy gằn, khí nén đầu ra nóng và có dấu hiệu suy giảm hiệu suất nén tại ngưỡng nhiệt độ cao (hơi lên yếu). Nguyên nhân bởi máy nén khí cũ có khe hở trục vít lớn hơn ban đầu do mài mòn, sửa chữa. Nếu chọn cùng hãng và loại dầu bận có thể cân nhắc sử dụng dầu có độ nhớt ISO VG cao hơn một cấp.
Trường hợp 3: Theo như khuyến cáo thì tại các vùng ôn đới thì dùng dầu máy nén/thủy lực có chỉ số ISO VG 32, những vùng nhiệt đới dùng dầu có chỉ số ISO VG 46.
Dầu có ISO VG = 68 và 100 hoạt động trong những máy có môi trường nhiệt độ cao, máy cao áp. Máy cần bảo vệ bánh răng truyền động. Bánh răng là chi tiết cần màng dầu dày giảm mài mòn.
Độ nhớt ảnh hưởng gì đến máy nén khí
Với máy nén khí trục vít dầu xét tại cùng nhiệt độ hoạt động. Khi tăng nhiệt độ công năng có thể thay đổi từ nhược điểm điến thành ưu điểm.
Độ nhớt cao
- Khởi động ì và hại máy hơn. do thiếu dầu bôi trơn tại những giây khởi động đầu tiên. Nó khá nguy hiểm nếu bạn đang sử dụng máy nén khí đời mới như Atlas, inger, mà van nhiệt có sự cố. làm máy tăng nhiệt đột ngột và dừng máy khi khởi động.
- Làm kín tốt hơn, hiệu suất nén duy trì tốt. Màng bôi trơn dầy hơn. Máy có tiếng kêu êm hơn.
- Thoát hơi nước kém hơn tăng khả năng nhũ tương làm tăng nền nhiệt hoạt động nhưng hệ thống sẽ tự cân bằng tại ngưỡng nhiệt độ mới.
- Nóng máy hơn tại nhiệt độ thấp nhưng tốt hơn tại nhiệt độ cao.
Độ nhớt thấp
- Suy giảm hiệu suất nén tức khả năng tạo ra lưu lượng khí nén / kw điện tiêu thụ bị giảm. Nguyên nhân do độ nhớt thấp điền đầy khe hỏ làm kín giữa 2 trục vít kém đi.
- Máy nóng hơn, tiếng kêu lớn hơn, trục vít mài mòn nhanh hơn.
Với bơm thủy lực:
Khi chỉ số độ nhớt quá cao sẽ làm tăng hệ số ma sát trượt của dầu thủy lực với những phần mà nó tiếp xúc. Như vậy hệ số ma sát tăng sẽ làm phát sinh nhiệt nhiều hơn. Suy ra dẫn đến tổn thất công suất nhiều hơn. Đồng thời tổn thất áp suất cũng tăng. Dẫn đến hiệu xuất của hệ thủy lực sẽ thấp đi. Động cơ làm việc nặng tải hơn bình thường. Hơi nước khó thoát hơn làm tăng hiện tượng nhũ tương trong dầu. Làm giảm tốc độ các cơ cấu chấp hành. Tăng khả năng xâm thực của bơm vì khả năng dâng kém.
Khi chỉ số độ nhớt quá thấp dò rỉ trong bơm sẽ tăng nên. Hiệu suất thể tích sẽ kém đi và như vậy dẫn đến áp suất làm việc theo yêu cầu không được đáp ứng. Do có sự dò rỉ của van và xi lanh nên xi lanh xẽ bị thu lại do phản lực. Còn động cơ không sản sinh ra đủ mô men yêu cầu đáp ứng. Nó cũng làm tăng khả năng bị mài mòn của thiết bị.
Theo dõi sức khỏe máy nén khí qua độ nhớt dầu
Độ nhớt là 1 thông số trong bộ tham số đánh giá chất lượng dầu. Theo dõi và quản lý độ nhớt của dầu bôi trơn có thể ngăn ngừa sự cố tốn kém do hỏng đầu nén. Độ nhớt cũng là nhân tố đóng góp hiệu quả năng lượng, do nhu cầu về máy nén hiệu quả hơn đang thúc đẩy việc sử dụng chất bôi trơn có độ nhớt thấp hơn.
Một loạt các loại dầu bôi trơn, thường có thành phần tổng hợp, có sẵn để sử dụng trong máy nén. Khả năng chống nước, ổn định nhiệt, tuổi thọ cao, khả năng chống oxy hóa và khả năng chống hấp thụ khí của quá trình nén đều là những đặc điểm quan trọng. Mặc dù mục tiêu là chất bôi trơn có tuổi thọ cao và hữu ích, nhưng môi trường khắc nghiệt, chất gây ô nhiễm và thậm chí độ ẩm trong môi trường có thể làm giảm đáng kể tuổi thọ sử dụng được của dầu bôi trơn.
Theo dõi độ nhớt của dầu bôi trơn là cách tốt nhất để tránh mài mòn ổ trục và hỏng máy nén. Mặc dù một số nhà máy có thể theo dõi không thường xuyên mỗi tháng một lần, nhưng những thay đổi nhanh chóng về độ nhớt xảy ra và kết quả có thể rất nghiêm trọng.
Những thay đổi về độ nhớt và rủi ro kéo theo
Dầu máy nén được pha chế để hoạt động tốt và duy trì ổn định ở nhiệt độ và áp suất cao. Dầu khoáng được xử lý bằng hydro được sử dụng vì độ hòa tan trong khí thấp (1 đến 5 phần trăm). Dầu máy nén tổng hợp được sử dụng tùy thuộc vào quy trình và mức độ pha loãng khí. Ví dụ, dầu PAO (Polyalphaolefin) có khả năng chống oxy hóa và nước tuyệt vời. Dầu PAG (Polyalkaline Glycol), không dễ dàng hấp thụ khí, được sử dụng trong các ứng dụng xử lý khí nén.
Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến độ nhớt của dầu bôi trơn. Chúng bao gồm quá trình oxy hóa, pha loãng, ô nhiễm, bong bóng và thay đổi nhiệt độ.
Quá trình oxy hóa xảy ra khi khuấy dầu bôi trơn tạo bọt, làm cho nhiều dầu tiếp xúc với không khí trên bề mặt và gây ra quá trình oxy hóa làm giảm độ nhớt và đe dọa tuổi thọ của chất bôi trơn hữu ích.
Pha loãng là kết quả khi dầu bôi trơn được pha loãng với khí như metan, làm giảm độ nhớt.
Dầu tạo bọt bong bóng xâm nhập vào đầu nén của máy nén, làm giảm độ nhớt của dầu ngay lập tức.
Khi bị ô nhiễm, hơi từ hydrocacbon đang được xử lý có thể trộn lẫn với dầu bôi trơn. Sự ô nhiễm hydrocacbon và mêtan nhẹ này - đôi khi được gọi là “a witches’ brew” - khiến việc đo độ nhớt trở nên khó khăn.
Những thay đổi đáng kể về nhiệt độ có thể xảy ra – điển hình là khi khởi động – ảnh hưởng đến độ nhớt của dầu bôi trơn bên dưới cũng như bất kỳ chất gây ô nhiễm nào, làm tình hình thêm trầm trọng.
Một loạt các lỗi máy nén có thể xảy ra. Vòng bi, cả vòng quay và lực đẩy, có thể bị hỏng, do đó gây mài mòn cho cụm rôto. Thay thế vòng bi ít tốn kém hơn so với việc xây dựng lại hoặc thay thế toàn bộ. Dù bằng cách nào, nhà máy phải đối mặt với thời gian chết.
Sự thay đổi độ nhớt không thể dự đoán được có nghĩa là việc kiểm tra hàng tháng là không đủ để ngăn ngừa hỏng hóc ổ trục và thời gian ngừng hoạt động của nhà máy sau đó. Một số khách hàng máy nén đang thiết kế máy đo độ nhớt trong dây chuyền vào máy nén để theo dõi sự thay đổi độ nhớt theo thời gian thực xảy ra giữa các phân tích của phòng thí nghiệm dầu tiêu chuẩn, coi phương pháp “phòng ngừa” này là một cách lý tưởng để đảm bảo tuổi thọ của ổ trục và giảm thiểu chi phí liên quan đến thời gian ngừng hoạt động đột xuất.
Không phải tất cả nhớt kế quy trình đều được tạo ra như nhau. Một số thiết bị sử dụng công nghệ cảm biến sáng tạo sử dụng pít-tông dao động và cảm biến điện từ. Các phương pháp tiếp cận công nghệ máy đo độ nhớt quy trình khác bao gồm pít-tông rơi, quả cầu rơi, mao quản thủy tinh, ống chữ U và thiết kế rung.
0 Nhận xét