螺桿式空壓機油顏色變化淺探

張慶祥（順益體系（集團），廣東 珠海 519020）

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螺桿式空壓機油顏色變化淺探

張慶祥
（順益體系（集團），廣東 珠海 519020）

摘 要：空壓機油在空壓機運行過程中承擔(dān)著冷卻、密封及潤滑等重要職能，同時負有減振、降噪、防銹和部分動力傳動等作用，堪稱空壓機的血液。本文主要闡述了噴油螺桿式空氣壓縮機油在使用過程中的顏色變化原理以及由此帶來的影響，探討了參考油液顏色變化換油的可行性。

關(guān)鍵詞：空壓機油；變色；換油；抗氧劑

在常見的空氣壓縮機中，噴油螺桿式空氣壓縮機（以下簡稱空壓機）對潤滑油品質(zhì)要求極高，然而很多用戶在使用中對潤滑油的監(jiān)測檢測方法不夠完善，于是，針對外觀的肉眼觀察便成了簡單而必不可少的油品質(zhì)量直觀判別手段。當(dāng)油品發(fā)生顏色改變時，許多客戶僅依靠經(jīng)驗和直覺就草率地作出判斷，給出應(yīng)該換油或繼續(xù)使用的結(jié)論，而其自身往往對于顏色變化的實質(zhì)缺少科學(xué)的理論認知。筆者在此就空壓機油的顏色變化成因加以探討。

一、空壓機油新油顏色

空壓機油的新油顏色多為淺黃色或接近透明無色，不同地區(qū)生產(chǎn)的基礎(chǔ)油，顏色和透明度或多或少存在差異，因此，采用不同地區(qū)基礎(chǔ)油生產(chǎn)的同型號油品顏色也可能有差異，所以，對大多數(shù)潤滑油品來說，并沒有顏色上的要求。

很多人往往以為油品越接近無色透明，精制程度就越高，而事實是：只要適當(dāng)使用添加劑，幾乎所有潤滑油都可以達到無色透明的外觀。因此是否無色透明，并不能成為判斷油品精制程度的依據(jù)。只要指標(biāo)符合要求，潤滑油的初始顏色對使用效果沒有影響。

此外，由于包裝、儲存和運輸?shù)牟煌推放c空氣、熱源的接觸程度存在差異，使很多油品尚未使用，就因受到部分氧化和添加劑的共同作用，而呈現(xiàn)深淺不一的顏色。

個別潤滑油對顏色有特殊要求，可以通過染色的方式達成，但是性能并不因此改變。

二、影響空壓機油使用的重要因素

由于空壓機油在噴入主機時是經(jīng)過霧化的，且噴入主機后會迅速與高溫的壓縮氣體完全混合，在高溫和空氣的作用下會被快速氧化，同時有大量的飽和蒸汽起到催化作用，因此，抗氧化能力的強弱成了影響空壓機油使用效果和使用壽命的關(guān)鍵因素。

為了避免空壓機油因加入金屬元素而產(chǎn)生的催化影響，在空壓機油中通常會添加一定量的金屬鈍化劑，以及抗腐蝕和防銹的添加劑，從而確保全程與金屬接觸的空壓機油的穩(wěn)定狀態(tài)。

空氣中含有一定量的氣態(tài)水，當(dāng)空氣被壓縮，所含氣態(tài)水達到臨界飽和狀態(tài)時，液態(tài)水就會析出，混入油中起催化作用。

其他諸如粉塵、顆粒懸浮物、特殊氣體分子等也會進入空壓機壓縮室，最終與空壓機油混合。

在空壓機油的使用過程中，上述諸多因素都是造成空壓機油使用效果和使用壽命產(chǎn)生差異的最為重要的影響因素。

三、使用過程中的顏色變化

隨著空壓機油裝機使用，淡黃或接近無色透明的油品顏色逐步變深，開始呈現(xiàn)不同的色澤改變：黃色、深紅色、藍色、紫色、深褐色，甚至醬黑色，如圖1所示。

通常人們會認為如黃色、深褐色等常見的色澤改變更傾向于正常，而深紅色、藍色、紫色等不常見的色澤改變則被歸于異常。顯然，這缺乏必要的科學(xué)依據(jù)，判斷油品色澤改變是否正常應(yīng)首先了解變色的原因。

某些空壓機油的非正常變色往往伴有其他特征，如變?nèi)榘谆蚧野住⒉煌该鳎瑫r黏度降低，表示油品含水量過高，乳化嚴重；或者變黑的同時伴有大量的金屬磨屑，發(fā)出焦糊的味道等（圖2）。

四、常見顏色變化的原因

雖然氧化和各類雜質(zhì)的混入難免會帶來一定的顏色改變，但是最主要的變色原因則是抗氧劑的作用。熱氧化過程是一系列的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，在熱、光或氧的作用下，有機分子的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，生成活潑的自由基和氫過氧化物。氫過氧化物發(fā)生分解反應(yīng)，也生成烴氧自由基和羥基自由基。這些自由基可以引發(fā)一系列的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致有機化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生根本變化。抗氧劑的作用是消除剛剛產(chǎn)生的自由基，或者阻止氫過氧化物的分解，阻止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進行（圖3）。

抗氧劑可延緩或抑制油品氧化過程的進行，從而阻止油品的老化并延長其使用壽命，是必不可少的潤滑油添加劑，尤其是對于空壓機油這一類使用中必須長期與高溫氣體混合的潤滑油，抗氧劑的種類選擇和使用效果往往決定了產(chǎn)品的最終性能。

潤滑油中常用的抗氧劑有胺類和酚類，不同類型的抗氧劑在作用時會有不同的顏色變化，多數(shù)油品的顏色變化都是由抗氧劑的顏色改變帶來的。在使用抗氧劑時，除了考慮抗氧化的效果外，還要考慮與其他添加劑的共容性，實際上在進行配方的研究時，多達上百種的添加劑反映出的絕不僅僅是單劑作用的簡單疊加，而是非常復(fù)雜的相互作用的共同表現(xiàn)。

以科聚亞公司生產(chǎn)的性能優(yōu)異的ANEDROL GTP46空壓機油為例，在采用了胺類抗氧劑的同時，優(yōu)化了多種添加劑的配比，在實際使用中，顏色的變化與市場上多數(shù)產(chǎn)品有很大差異，隨著使用時間的增加，從無色透明逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槊魉{色、深藍色、紫色、深紫色。通過對該產(chǎn)品的跟蹤測試顯示，其指標(biāo)在運行7600h以后仍然適合繼續(xù)使用（表1）。

表1

由此可知，空壓機油的顏色變化，在未伴隨其他明顯故障特征同時出現(xiàn)時，多數(shù)情況下可視為正常，而油品中沉淀物的情況及油液清濁程度，則更應(yīng)予以關(guān)注。在缺少必要檢測手段時，如果變色的同時未析出沉淀，且油液清澈無渾濁，可以初步判斷為使用效果良好。當(dāng)然，最準(zhǔn)確的還是油品檢測的指標(biāo)。

五、特殊的顏色變化原因

還有一種特殊的油品變色情況，即變成綠色（圖4）。經(jīng)過對多宗案例的跟蹤研究，發(fā)現(xiàn)在油品變綠的同時，檢測到酸值增大且增幅較大，多次檢測到酸值達到20mgKOH/g以上，要知道，即便是比較寬松的換油標(biāo)準(zhǔn)也不會允許酸值達到2mgKOH/g以上，顯然，這個10倍的酸值所代表的是油品的嚴重劣化。此外，還在元素檢測中檢出超標(biāo)的銅（有時達到3000ppm以上）。這種情況與其他正常變色明顯不同，那么，究竟是酸值升高導(dǎo)致對銅質(zhì)部件的侵蝕，還是由于超標(biāo)的銅元素起了催化作用，致使油品的酸值上升呢？

圖4

通過大量的油品檢測，發(fā)現(xiàn)油品中的添加劑含量極低，遠遠超出正常的損耗。同時在檢測油中所混入的固體雜質(zhì)時，發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)顆粒度雖然都很小，但是在微觀下卻具有多微孔結(jié)構(gòu)，也就是說，具有極大的比表面。這些固體雜質(zhì)的成分比較復(fù)雜，有大氣灰塵、粉煤灰、水泥粉末等。某水泥廠粉煤灰掃描電鏡圖片如圖5所示。

活性炭由于自身獨特的孔隙結(jié)構(gòu)以及分子之間相互吸附的凡德瓦引力，具有強大的吸附能力。油中所混入的雜質(zhì)顆粒雖然沒有活性炭高達500～1500m2/g的比表面，但仍然具有很強的吸附能力。正是這些雜質(zhì)吸附了大量的添加劑成分，尤其是金屬鈍化劑和抗氧劑，使得油與接觸的銅質(zhì)部件發(fā)生反應(yīng)（俗稱咬銅），大量的銅離子進入油中，起到了催化劑的作用，加劇了油品的劣化，同時抗氧劑的缺失使得油品被快速氧化，造成了酸值急劇增加，此時，大量的銅離子溶入油中，油品顯現(xiàn)綠色。

圖5

由以上分析可知，空壓機油變綠往往與污染相關(guān)，尤其是在有粉煤灰、水泥粉末等存在的環(huán)境下。

另有一種觀點認為，在空壓機設(shè)備安裝時，需要可靠接地，如果對地連接阻值太大或虛接，設(shè)備處于較高的電位，緩慢的對地放電可能造成油品的電離，此時也有可能形成油品發(fā)綠的現(xiàn)象，但是程度很輕，不易察覺。

·改造與更新·

中圖分類號：TE626.3

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-0711（2016）03-0056-03

收稿日期：（2016-01-18）