制冷控制系统是通过压缩近来进行运转工作的,而压缩机是高速运转的复杂机械,是要在能够保证亚座机的曲轴、轴承、连杆、活塞等运动零部件的充分润滑,以此来维持机器正常运转的基本要求。为此,压缩机要求使用指定品牌的润滑油,并定期检查润滑油油位和颜色。然而,制冷控制系统的设计、建造和维护中的疏忽、压缩机中的机油不足、机油结焦和变质、回液稀释、制冷剂冲洗、使用劣质润滑油等,导致运动部件润滑不足的情况更为普遍。润滑不足会导致轴承表面磨损和划伤。严重情况下,将轴和活塞卡在气缸中会导致连杆弯曲和断裂。
1、制冷控制系统的压缩机内缺油
缺油是很容易辨别的压缩机故障之一,压缩机缺油时曲轴箱中油量很少甚至没有润滑油。
压缩机是一种特殊的空气泵。大量制冷剂气体夹带一小部分润滑油(称为奔油跑油运行不可避免,且油运行速度不同。半密封活塞式压缩机排气中含有2——3%的润滑油,涡旋式压缩机排气中含有0.5——1%的润滑油。对于排量为100m3/HR、曲轴箱储油量为6L的6缸压缩机,3%的油运行表示油运行量为0.3——0.8l/min,压缩机运行10分钟以上,无回油。
压缩机排出的润滑油没有回流,压缩机缺油。压缩机会由两种方式,一种是油分离器回油,另一种是空气回油管回油。油分离器安装在压缩机的排气管路上,一般可分离50——95%的运行油。回油效果好,速度快,大大减少了进入系统管路的油量,有效延长了无回油运行时间。管道特别长的冷库制冷控制系统、全液体制冰系统和温度非常低的冷冻干燥设备在启动后10分钟和数十分钟内不回油的情况并不少见,而且回油量非常小。设计不良的系统将出现压缩机油压力低和停机的问题。在该制冷系统中安装高效油分离器,可大大延长压缩机无回油运行时间,使压缩机启动后安全通过危机阶段无回油。
分离出的润滑油进入系统,与制冷剂一起在管道中流动,形成油循环。润滑油进入蒸发器后,一方面由于温度低、溶解度低,部分润滑油与制冷剂分离;,分离出的润滑油温度低、粘度高,易粘附在管道内壁,流动困难。蒸发温度低,回油困难。这就要求蒸发管道和回风管道的设计和施工必须有利于回油。通常的做法是采用下降管道设计,以确保较大的空气流速。对于温度特别低的制冷控制系统,如——85°C和——150°C医用低温箱,除选用高效油分离器外,还应加入专用溶剂,防止润滑油堵塞毛细管和膨胀阀,帮助回油。
当压缩机高于蒸发器时,需要在垂直回油管上安装回油弯头。回油弯管应紧凑,以减少储油量。回油弯管之间的间距应适当。回油弯管数量较多时,应加润滑油。变负荷系统的回油管必须小心。当负载降低时,回风速度将降低。转速过低不利于回油。为保证低负荷回油,垂直吸入管可采用双立管。
当制冷控制系统中的压缩机频繁启动,不利于回油时,连续运行时间很短,压缩机停止,没有时间在回油管内形成稳定的高速气流,润滑油可以留在管路中。回油少于运行油,压缩机缺油。运行时间短,管线长,系统复杂,回油问题突出。对于没有油压安全开关的全封闭压缩机(包括涡旋压缩机和转子压缩机)和部分半封闭压缩机,频繁启动会造成许多损坏。
压缩机缺油造成的磨损通常较为均匀的。如果没有油也没有油,轴承表面将产生严重摩擦,几秒钟后温度将迅速升高。如果电机功率足够大,曲轴将继续旋转,曲轴和轴承表面将磨损和划伤,曲轴将被轴承锁定并停止旋转。活塞在气缸中的往复运动是相同的。缺油会导致磨损和划伤。严重情况下,活塞将卡在气缸中,无法移动。
2、制冷控制系统的压缩机润滑不足
磨损的直接原因是润滑不足。缺油肯定会导致润滑不足,这不一定是缺油造成的。润滑不足可由以下三个原因引起:润滑油无法到达轴承表面;当润滑油到达轴承表面时,粘度太小,无法形成足够厚度的油膜;润滑油到达轴承表面时会过热分解,不能起到润滑作用。
吸油网供油管路堵塞,油泵故障,影响润滑油的输送,润滑油不能到达远离油泵的摩擦面。吸油滤网和油泵正常,轴承磨损,间隙过大,导致漏油,油压低,使远离油泵的摩擦面无法获得润滑油,造成磨损和划伤。
液体回流是一个常见的系统问题。液体回流的主要危害之一是稀释润滑油。稀释后的润滑油到达达摩摩擦表面后,其粘度低,无法形成足够厚度的保护油膜,随着时间的推移会导致磨损。当回液量较大时,润滑油会变稀,不能起到润滑作用。它会溶解并冲刷原始油膜,导致制冷剂冲刷。
润滑不足和缺油现象可以在拆开的压缩机中看到。缺油一般表现为大面积、比较均匀的表面损伤和高温,而润滑不足更多的是在一些特定部位的磨损、划伤和高温,如远离油泵的轴承面等。
当活塞上下在工作时,活塞销的负载在轴承表面的上部和下部之间旋转,从而使润滑油均匀地刷到活塞销上,以提供足够的润滑。如果排气阀板弯曲和断裂,压缩机将在高压比下长时间工作,导致活塞销一侧润滑不足和磨损,孔隙度增加。活塞销有晃动间隙,活塞会在上止点甩出,冲击阀板和阀板,产生冲击声,更换阀盘时,检查活塞销有无磨损。