CИНТЕТИЧЕСКИЕ КОМПРЕССОРНЫЕ МАСЛА EMKARATE RL НА ОСНОВЕ ПОЛИЭФИРОВ POE

В разделе приводится исследование, проведенное компанией «Uniqema», о воздействии влаги на синтетические компрессорные масла EMKARATE RL с полиэфирной основой Polyol Ester (POE), на работу компрессоров и холодильной системы в целом. Приводятся рекомендации по применению синтетических компрессорных масел EMKARATE RL с полиэфирной основой Polyol Ester (POE) в холодильном оборудовании.

Влияние влаги на полиэфирные масла POE в холодильных установках.

Надежная эксплуатация холодильных установок требует жесткого контроля за концентрацией влаги в них. В настоящее время были разработаны и широко применяются эффективные меры по контролю за влажностью при использовании масел на основе POE. Здесь приводятся основные вопросы и даются полезные рекомендации для тех, кто занимается эксплуатацией холодильного оборудования.

Что представляют собой масла на основе сложных эфиров POE?

Полиэфирные компрессорные масла POE являются семейством синтетических смазочных продуктов, которые производятся путем обогащения спирта органической кислотой, в результате чего образуется одна молекула.

Процесс производства включает в себя реакцию смеси органических кислот с одним или несколькими спиртами до получения необходимого полиэфирного высокомолекулярного спирта. Реакция происходит при повышенной температуре и вода постоянно отделяется. Реакция протекает до конца и при этом практически не остается свободной от кислоты или спирта. Существует большое разнообразие типов и сортов полиэфиров, а следовательно необходимо знать различие между ними. У сложных эфиров существует ряд очень важных свойств, которые влияют на эффективность их применения в качестве смазывающего материала. Они включают: маслянистость, смесимость, липкость, растворяемость и влагосодержание.

Что такое гигроскопичность и какова ее связь с маслами на основе полиэфиров?

Гигроскопичность является термином, который используется для описания связи влаги с маслом и/или хладагентом. Хладагенты на основе ГФУ (гидрофторуглерода) и масла POE имеют полярную молекулярную структуру, которая притягивает полярные молекулы воды.

Способность воды к растворению в хладагентах на основе ГФУ, таком как R134a и на основе ГХФУ (гидрохлорфторуглерода), таком как R123 на много раз ниже, чем в хладагенте на основе ХФУ (хлорфторуглерода), который они заменяют. Синтетичекие компрессорные масла на основе POE также являются гигроскопическими и могут вбирать в себя большее количество воды и сильнее ее удерживать, чем масла, которые использовались ранее. Норма, с которой смазка на основе POE поглощает влагу, зависит от температуры, относительной влажности, времени взаимодействия, а также площади контактной поверхности.

Каким образом влага попадает в холодильный контур?

Влага может попасть в холодильный контур несколькими путями:

· При ненадлежащей герметизации системы.

· При наличии течей в системе.

· Через определенные узлы системы. При повышенной температуре вода может просачиваться из эластомерных или пластмассовых узлов системы и быть резорбированной, когда система охлаждается.

· При неправильной работе с хладагентом.

· При неправильной работе с маслом на основе POE.

· При перенасыщенном или неисправном фильтре-осушителе.

Как содержание влаги измеряется в холодильной системе?

Титриметрический анализ Карла Фишера (ASTM E1064) стал стандартным признанным методом определения содержания влаги в хладагентах и компрессорных маслах в лабораторных условиях. Специализированное оборудование для этих целей можно приобрести у ряда производителей. Технология проведения анализа образца компрессорного масла является весьма простой и предполагает его взвешивание, установку образца в титриметрический сосуд и регистрацию массы влаги, содержащейся в образце. Как правило, массу тетраметр показывает в микрограммах и при делении показателя на вес образца мы получаем части воды на миллион (ppm) частей компрессорного масла.

Наиболее удобным в практическом применении для проверки систем является смотровое стекло с индикатор влажности. Как правило, оно показывает уровень присутствия влаги выше показателя в 100ppm и, после чего должна проводиться либо дальнейшая проверка компрессорного масла из холодильной системы, либо замена фильтра-осушителя.

В чем заключается причина нежелательного присутствия влаги в холодильной системе?

Очень важно, чтобы попадание влаги в холодильную систему было минимальным, а ее удаление эффективным. При наличии высокой концентрации влаги в холодильной системе, ее работа может быть ухудшена в значительной степени. Вода может вступать во взаимодействие и приводить к следующим негативным последствиям:

• С хладагентами, образуя клатратные гидраты. Клатратные гидраты являются твердым веществом, которое появляется, когда молекулы воды образуют соединения через водородную связь, создавая полости, которые, в свою очередь, могут вмещать различные посторонние молекулы и, которые также известны как гидратные образования. Образование и формирование сгустков, их рост, распад, изменение структуры и свойств, а также устойчивое равновесие термодинамической фазы, были определены для целого ряда гидратных образований, включая хладагенты на основе гидрофторуглеродов (ГФУ), таких как R-32, R-125, R-134a, R-407C и R-410A.
• С полиэтилентерефталатом (PET), приводя к возникновению или повышению ломкости и гидролизу материалов из полиэфирной синтетической пластмассы.
• Со смазочными материалами на основе POE и / или хладагентами, в следствии чего образуется кислота.
• Медью. Одной из возможных причин реакции на поверхности меди может быть раствор кислоты, который образовался в результате взаимодействия воды и хладагента. Далее кислота разрушает или окисляет метал, который присутствует в компонентах электродвигателя, сделанных из меди или сплавов на ее основе, таких как медь или бронза. Хотя однако, окисление меди может быть вызвано и другими вредными веществами, кроме воды.
• С остальными деталями, вызывая их коррозию.
• С холодными участками, где образуются кристаллы льда.

Если это произойдет, то в дальнейшем это может привести к следующим нежелательным последствиям в работе системы:

• Снижение эффективности в работе теплообменника (испарителя-конденсатора) из-за образования льда на его внутренней поверхности, что в свою очередь приведет к уменьшению площади теплообмена и недостаточному испарению. В результате этого произойдет снижение эффективности процесса охлаждения и в целом падение КПД системы.
• Заеданию расширительного клапана.
• Коррозии металлических деталей внутри системы.
• Заеданию расширяющихся и дросселирующих устройств из-за образования льда.
• Окислению медных поверхностей.
• Плохой смазке механизмов.
• Разрушению изоляционного слоя проводов.
• Разрушению изоляционного материала электродвигателя.
• Заеданию всасывающего / выпускного клапана.
• Забиванию фильтра-влагоотделителя на жидкостной линии.
• Забиванию всасывающего фильтра или теплообменного устройства (клатратные создания).

Синтетические компрессорные масла на основе POE, имеющие показатель ниже своего предела влагоёмкости, (приблизительно <3,000 ppm), не содержат свободной воды и, следовательно, кристаллы льда образовываться не будут.

Что означает термин «гидролиз»?

Гидролиз является противоположным процессом процессу образования полиэфирного масла, в котором вода вступает в реакцию с сложноэфирным соединением для образования первоначальной органической кислоты и спирта.

Интенсивность процесса гидролиза зависит от объема присутствующей воды. Более высокий уровень содержания воды даст в результате более интенсивную реакцию гидролиза. Скорость протекания процесса гидролиза зависит от температуры системы и количества присутствующей кислоты (кислоты в данном случае могут выступать в качестве катализатора). Подтверждение получил также тот факт, что определенные загрязнения находящиеся в системе могут также служить в качестве катализатора данной реакции.

Для того чтобы пошла реакция гидролиза, необходимо не значительное количество воды в системе охлаждения при повышенной температуре (>80°C). Но даже при относительно высоком содержании влаги в системе гидролиз не будет иметь широкого масштаба при нормальной температуре окружающей среды. При низком содержании влаги в системе, процесс гидролиза не происходит. Если холодильная система имеет повышенное содержание влаги, выше, чем 500ppm, и работает при температуре нагнетания выше, чем 170°C, в ней будут возникать серьзные проблемы, особенно, на низкотемпературном участке.

Является ли процесс гидролиза компрессорного масла на основе сложных эфиров широко распространенным явлением?

Фактически, нет. Проблема гидролиза возникла в результате ряда лабораторных испытаний на предмет определения стабильности к данному процессу, которые проводились при очень высоком уровне содержания влаги (>2000ppm) и при повышенных температурах, во много раз превосходящих известную или предполагаемую температуру масла при нормальных рабочих условиях.

Хотя и существует потенциальная опастность гидролиза в холодильном оборудовании, она сводится к минимуму при отсутствии повышенного содержания воды.

Рекомендуется, после сборки, поддерживать концентрацию влаги в системе в пределах ниже значения 50ppm в компрессорном масле и, желательно, ниже значения 100ppm в самой холодильной системе.

К тому же, фильтры-осушители с молекулярным ситом и соответствующей производительностью имеют способность быстро и эффективно выводить влагу, даже из систем с ее повышенным содержанием.

Каким образом влага выводится из холодильной системы?

Влагу можно удалить из холодильной системы при помощи вакуумирования.

Компрессорное масло на основе POE удерживает влагу сильнее, чем минеральное масло, но, в случае с R134a, хладагент успешно соперничает с полиэфирным маслом, в процессе отделения воды; то есть, вода переходит из масла в хладагент (приблизительно от пятидесяти до шестидесяти процентов влаги, введенной в систему кондиционирования воздуха, остается в хладагенте, а остальная ее часть смешивается с компрессорным маслом).

Установка фильтра-осушителя в холодильную систему снижает содержание воды, как в хладагенте, так и в масле. Фильтр-осушитель, обладающий высокой способностью влагопоглощения, быстро и эффективно удаляет воду из холодильной системы.

Применение нового фильтра-осушителя, содержащего молекулярное сито с высокой эффективностью, во время проведения обслуживания холодильного оборудования снизит вероятность попадания воды в различные узлы системы (в частности, в расширительное устройство и испаритель).

Что является основным фактором в процессе выбора влагопоглотителя?

Наиболее важной функцией фильтра-осушителя является его способность выводить влагу из холодильной системы. Снижая до минимума присутствие свободной воды в холодильной системе, тем самым ослабляется ее предрасположенность к образованию кислоты или реакции гидролиза.

· Осушители с молекулярным ситом являются более эффективными в удалении влаги из системы, чем осушители с оксидом алюминия.

· Емкость осушителя должна быть достаточно высокой для того, чтобы удалить всю влагу, имеющуюся в системе.

· Осушители со 100% молекулярным ситом не имеют способности для поглощения кислоты. У осушителей с оксидом алюминия такая возможность есть, однако, оксид алюминия обладает способностью вступать в реакцию с жидким хладагентом.

В том случае, если содержание кислоты в системе станет слишком высоким, тогда наиболее эффективным средством решения проблемы будет применение дополнительного фильтра-осушителя на линии всасывания временной установки, который на 100% состоит из активированного оксида алюминия (антикислотного фильтра), что позволит фильтру-осушителю жидкостной линии максимально использовать 100% возможность молекулярного сита.

· Компрессорные масла на основе POE имеют полярные молекулы, а следовательно, поглощаться окисью алюминия. По этой причине, фильтр-влагоотделитель, сделанный из этого вещества, может стать насыщенным маслом, и, как следствие, потеряет способность удалять кислоту из системы.

· Окись алюминия может служить катализатором процесса гидролиза смазки на основе POE, создавая органическую кислоту, по мере того как вода и смазка поглощаются открытыми порами окиси алюминия. Однако, при условии, что фильтр не является насыщенным, эти кислоты могут оставаться связанными с самим осушителем, после их образования.

· Фильтры-осушители, которые содержат окись алюминия, могут отделять противоизносные присадки из определенных составов масел. Это, в частности, характерно для химических соединений POE с высоким первоначальным значением общего кислотного числа (>0.1 мг гидроксида калия / грамм).

Различные производители комплектного холодильного оборудования рекомендуют применять различные материалы для фильтров-осушителей на основе вышеизложенных критериев, а также компрессорные масла, которые они принимают. Ряд производителей оборудования приводят допустимый уровень содержания окиси алюминия в смешанных системах осушителя, в то время как другие требуют 100 процентного применения окиси алюминия или, наоборот 100 процентного использования осушителя с молекулярным ситом. Вам необходимо учитывать рекомендации производителя комплектного холодильного оборудования при выборе соответствующего фильтра-осушителя. Следует отметить, что применение фильтра-осушителя со 100% молекулярного сита, является приемлемым для всех изготовителей холодильных компрессоров.

ASERCOM, Всемирная ассоциация производителей холодильных компрессоров, рекомендуют состав фильтров-осушителей, где присутствует, как минимум 70% молекулярного сита, и не более 30% активированного оксида алюминия. Использование для этих целей силикатного геля не рекомендуется.

Какие методы рекомендуются для работы с компрессорными маслами на основе POE?

Нормальная организация эксплуатации должна предотвратить потенциальные возможности проникновения влаги в систему. Для этого необходимо:

• Следить за тем, чтобы полиэфирные компрессорные масла не подвергались долговременному воздействию атмосферного воздуха.
• Постоянно хранить полиэфирное компрессорное масло в герметичной канистре, кроме тех случаев, когда канистра открыта для его использования по назначению.
• Держать все узлы и агрегаты компрессора и холодильной системы закрытыми, кроме тех случаев, когда на данном оборудовании проводятся работы. Никогда не оставляйте холодильное оборудование открытым во время перерыва, на ночь или когда производите другие работы.
• Никогда не переливать полиэфирные компрессорные масла в другие канистры.
• Выбирать канистру строго необходимого объема (следите за тем, чтобы в канистре не оставалось неизрасходованного масла).
• Следить за тем, чтобы любое средство, которое используется для перемещения или работы с полиэфирным компрессорным маслом POE, было осушено от влаги самым тщательным образом до начала проведения обслуживания.
• Применять новые фильтры-осушители соответствующей емкости после технического обслуживания холодильной системы для того, чтобы свести к минимуму вероятность попадания в нее влаги.

Заключение: Синтетические компрессорные масла EMKARATE RL на основе полиэфиров.

Синтетические компрессорные масла EMKARATE RL упаковываются с соблюдением необходимых мер предосторожности и поставляются с особо низким содержанием в них влаги. Рекомендуется, после сборки, поддерживать концентрацию влаги в системе в пределах ниже значения 50ppm в масле и, желательно, ниже значения 100ppm в самой системе.

Синтетические компрессорные масла EMKARATE RL имеют самый низкий показатель первоначального общего кислотного числа, который только имеется в промышленности. Превосходная стабильность и надежность линии продуктов EMKARATE RL подтверждается на сегодняшний день более чем 330 миллионами холодильных компрессоров, которые эксплуатируются во всем мире на масле этой марки без всяких проблем.

Примечание.

Несмотря на то, что информацию, которая приводится в настоящем исследовании, принято считать достоверной, а рекомендации, направленными для оказания содействия в работе, компания «Uniqema» не берет на себя ответственности и не дает гарантий за то, что любая приводимая информация является всеобъемлющей и неоспоримой. Предложения относительно возможности применения продукта, являются отражением частного мнения компании «Uniqema» и пользователь самостоятельно должен провести испытания и анализ с тем, чтобы определить, насколько она подходит для практического применения в конкретных случаях. Исходя из того, что многочисленные факторы могут оказывать влияние на результаты практической эксплуатации, компания «Uniqema» не делает заявлений и не дает гарантий, прямых или косвенных, включая, без всяких условий, гарантии пригодности продукта к реализации и использованию для определенных целей, в отношении информации или самого продукта, которого данная информация касается. Никакая информация, содержащаяся здесь, не может рассматриваться в качестве рекомендаций для использования любого продукта, процесса, оборудования или химического состава, которые гарантируют неприкосновенность любых патентных прав или другой интеллектуальной собственности и компания «Uniqema» не берет обязательств и не дает гарантий, прямых или косвенных, что использование таковых не станет причиной нарушения каких-либо патентных прав или других прав на интеллектуальную собственность, включая, без всяких ограничений, авторские права, права на торговую марку и изобретения какой-либо третьей стороны. Любые торговые марки, которые приводятся здесь, включая, без всяких ограничений, «Emkarate», «Uniqema» и «ICI Roundel» являются торговыми марками Группы компаний «ICI».

Приведенная выше информация получена от компании Virginia KMP Limited , ведущего европейского дистрибьютора компании Uniqema /ICI.