Öljyä lisätään viilennyksen ja voitelun takia.

RUUVIKOMPRESSOREISSA ON omat haasteensa voiteluaineille. Oikea voiteluaine vaikuttaa laitteiston toimivuuteen, taloudellisuuteen sekä käyttöturvallisuuteen. Ilmakompressorit ovat olleet teollisuuden käytössä jo yli 100 vuotta, koska ilma on resurssina turvallinen, se soveltuu erilaisiin ratkaisuihin ja on puhdasta.

Ajan saatossa kompressorit ovat kehittyneet luotettaviksi laitteiksi ja ne ovat lähes korvaamattomassa roolissa erilaisissa sovelluksissa, kuten kemian teollisuuden prosesseissa, öljyn ja kaasun tuotannossa sekä jalostuksessa, lämmityksessä, ilmanvaihdossa ja ilmastoinnissa. Kompressoreilla on keskeinen merkitys suurten tuotantolaitosten pneumaattisissa käsittelyjärjestelmissä ja kaasun talteenotossa, kuljetuksessa ja jalostuksessa sekä teollisissa jäähdytyslaitoksissa, kylmävarastoinnissa ja paineilman tuotannossa.

Kompressoreita on erikokoisia ja erimallisia. Yleisempiä nykyisin käytössä olevia kompressorimalleja ovat mäntä-, ruuvi- ja siipikompressorit ( jotka muodostavat paineen pienentämällä kaasun tilavuutta) sekä keskipakokompressori ( joka luo paineen pyörivän roottorin avulla).

Laitteet eroavat vielä toisistaan paineistuskertojen, viilennystavan (ilma, vesi, öljy), käyttömenetelmän (sähkö, polttomoottori, höyry tai jokin muu) ja voitelutavan mukaan (1) . Erityyppisillä laitteilla on laitekohtaisia vaatimuksia käytettäviltä voiteluaineilta.

Kompressoriöljyjen vaatimukset

Oikea voiteluainevalinta voi pidentää kompressorien kuluvien osien elinikää usealla vuodella. Laadukas teollisuuskäyttöön suunniteltu ilmakompressoriöljy ehkäisee toiminnallisia ongelmia. Voiteluaineen tulisi vähentää kitkaa ja kulumista, poistaa kompressiosta syntyvää lämpöä, toimia tiivisteenä ja ehkäistä kaasuvuotoja tiivisteiden ja seinämien välyksistä. Lisäksi voiteluöljyjen pitää suojata tärkeitä osia aiheuttamatta niiden pinnoille likaa tai nokea, ja suojata yksikön osia ruosteelta ja korroosiolta (2) .

Vaatimusten täyttämiseksi suorituskykyisellä ilmakompressoriöljyllä on oltava:

• Erinomainen hapettumiskestävyys ja terminen vakaus

• Alhainen haihtuvuus ja vähäinen karstanmuodostus

• Vähäinen vaahtoaminen

• Hyvä ilmanerottuminen

• Hyvä suojaus ruostumista ja korroosiota vastaan

• Erinomainen vakaus voiteluaineen vanhetessa (3)

• Viskositeetti-vaatimukset vaihtelevat kompressorin tyypistä, koosta ja sijainnista riippuen. Valikoima on laaja: ISO VG 32 - ISO VG 68 rotaatiokompressoreille ja ISO VG 68 - ISO VG 150 mäntäkompressoreille (4)

• Hyvä kulumissuoja – suojaa jakopyörästöjä

• Matala jähmepiste eli lämpötila, jossa öljy muuttuu kiinteäksi. Tyypillinen vaatimus on vähintään -12 °C alimman käynnistyslämpötilan alapuolella.

• Vakaus – öljy ei saa muodostaa lakkaa tai lietettä

• Korkea leimahduspiste – turvallisuuden lisäämiseksi

• Hyvä vedenerottuminen – öljyn pitää erottua nopeasti ja täydellisesti ilmasta kondensoituvasta vedestä

Kompressorivoitelun haasteita

Ilmakompressoriteknologia on kehittynyt viime vuosina. Sen vuoksi voiteluaineille asetetaan yhä kovempia vaatimuksia. Käyttäjät odottavat laitteilleen pitkiä huoltovälejä ja voiteluaineiltakin vaaditaan pitkää käyttöikää.

Öljyn käyttölämpötilat ovat myös nousseet ja samalla öljymäärät ovat pienentyneet (5) . Lämmönsietokyky ja ikääntymisen vastustuskyky ovat kompressoriöljyistä puhuttaessa erityisen tärkeitä turvallisuuden ja laitteen eliniän takia. Jos kompressori toimii liian korkeassa lämpötilassa liian kauan, öljy muodostaa ohuen kerroksen karstaa koko kompressorin sisäpuolelle (putkisto, kompressorielementti ja öljyn jäähdytin). Tällöin öljyn jäähdytys ei toimi yhtä tehokkaasti kuin aikaisemmin, mikä johtaa yhä korkeampaan lämpötilaan ja lopulta automaattiseen kompressorin sammumiseen.

Erittäin suorituskykyiset, korkean viskositeetti-indeksin Mobil Rarus SHC 1020 -sarjan ilmakompressoriöljyt takaavat tehokkaan voitelun korkeissa lämpötiloissa. Öljyt ovat pääasiallisesti tarkoitettuja kovassa käytössä ja vaikeissa olosuhteissa toimiville ruuvi- ja siipiilmakompressoreille, joissa toivotaan pidempiä öljynvaihtovälejä. Öljyjen korkea hapettumiskestävyys ja termisen hajoamisen vastustuskyky vähentävät karstanmuodostusta, pidentävät öljyn käyttöikää, parantavat suodattimen kestoikää ja alentavat huoltokustannuksia. Ne myös tarjoavat merkittävää suojaa kulumista ja korroosiota vastaan, mikä pidentää laitteiden elinikää ja suorituskykyä (6) .

Voiteluöljyn kulkeutuminen oikeisiin kohteisiin laitteessa voi myös asettaa tiettyjä haasteita. Esimerkiksi keskisuurten ja suurten kompressoreiden (erityisesti suuritehoiset ja korkean loppupaineen omaavat (7) ), painevoitelussa on vaara kondenssiveden kerääntymisestä kampikammioon epäsuotuisten käyttöolosuhteiden ja puutteellisen valvonnan yhteydessä. Tällöin öljy kelluu kondenssiveden päällä ja pahimmassa tapauksessa öljypumppu muuttuu vesipumpuksi – tuhoisin seurauksin (8) .

Ruuvikompressoreiden voitelu

Ruuvikompressoreiden toimintaperiaatteena on täyttää ilmalla tyhjiö kahden paritetun kierukkaruuvin ja niiden koteloiden välillä. Kun kaksi kierukkaruuvia kiertyy, tilavuus pienenee ja paine nousee. Suurin osa ruuvikompressoreista ruiskuttaa öljyä laakereihin ja ahtoalueelle. Öljyä lisätään viilennyksen ja voitelun takia sekä ruuvien ja niiden koteloiden seinien väliseksi tiivistykseksi ja sisäisten vuotojen välttämiseksi. Puristusjakson jälkeen öljy ja ahdettu ilma pitää erottaa toisistaan ennen kuin ilmaa voi käyttää (9) .

Jotkut ruuvikompressorit kylpevät öljyssä, kun taas toiset toimivat kuivina. Kostea ja oikein viilennetty ilma absorboi kompressiosta syntynyttä lämpöä, voitelee roottoreita ja tiivistää. Öljy-, ilma- ja vesi-ilmalämmönvaihtimet auttavat viilentämään öljyä ja minimoimaan karstan syntymistä kompressorin osiin. Kuivana toimivat ruuvikompressorit vaativat vain oikean voitelun laakereihin (10) .

Tuotannon tehostaminen

Tiheät öljynvaihdot (esimerkiksi kolmen kuukauden välein) sekä suodattimien ja kuluvien osien jatkuva vaihtaminen ilmajäähdytetyssä ruuvikompressorissa osoittautuivat kalliiksi Egyptissä toimivalle öljynporausyhtiölle. Saavuttaakseen optimaalisen öljynvaihtovälin ja vähentääkseen käyttökustannuksia, öljynporauslaitoksella päätettiin vaihtaa käytössä ollut öljy Mobil Rarus SHC 1026 -öljyyn. Samalla öljyn kuntoa ryhdyttiin seuraamaan Signum öljyanalyysipalvelun avulla. Lopputuloksena laitoksen varaosien vaihtamiseen liittyneet kunnossapitokustannukset laskivat 31 900 dollaria, koska suodattimien vaihtoväli kasvoi ja öljyn käyttöikä piteni. Öljynvaihtoväli piteni kuuteen kuukauteen. Ylikuumeneminen ja suunnittelemattomat seisokit loppuivat ja laitoksen tuottavuus kasvoi.

Ilman suhteellinen kosteus, muutokset ympäristön lämpötilassa ja ilman paineessa, korkeudessa, kondension määrässä, öljymäärässä ja sen vähentymisessä sekä muut muutokset toimintaympäristössä vaikuttavat kompressorien toimintaan (11) . Kompressorin lyhyt kestoikä tai vaurioituminen voi johtaa tuotannon pysähtymiseen ja tulonmenetyksiin. Siksi oikean voiteluaineen käyttö oikein annosteltuna on ratkaisevassa asemassa, kun laitosten ja koneiden luotettavuutta ja tehokkuutta parannetaan (12) .

Kirill Chervyakov

ExxonMobil Fuels & Lubricants

Industrial Product Technical Advisor

Europe, Africa and Middle East