コンプレッサーの潤滑について知っておくべきこと

コンプレッサーは、ほぼすべての製造施設に不可欠な部品です。一般に空気またはガス システムの心臓部と呼ばれるこれらの資産には、特に潤滑に特別な注意が必要です。コンプレッサーで潤滑が果たす重要な役割を理解するには、まず潤滑油の機能とシステムの潤滑油への影響、どの潤滑油を選択するか、どのようなオイル分析テストを実行する必要があるかを理解する必要があります。

●コンプレッサーの種類と機能
さまざまなタイプのコンプレッサーが利用可能ですが、それらの主な役割はほとんどの場合同じです。コンプレッサーは、ガスの全体積を減らしてガスの圧力を高めるように設計されています。簡単に言えば、コンプレッサーはガスのようなポンプと考えることができます。機能は基本的に同じですが、主な違いは、コンプレッサーは体積を減らしてシステム内でガスを移動させるのに対し、ポンプは単に液体を加圧してシステム内に輸送することです。
コンプレッサーは、容積式コンプレッサーとダイナミックコンプレッサーの 2 つの一般的なカテゴリに分類できます。ロータリー、ダイヤフラム、レシプロコンプレッサーは容積式の分類に分類されます。ロータリー コンプレッサーは、スクリュー、ローブ、または羽根を通じてガスを小さな空間に押し込むことによって機能しますが、ダイヤフラム コンプレッサーは膜の動きによってガスを圧縮することによって機能します。往復コンプレッサーは、クランクシャフトによって駆動されるピストンまたは一連のピストンを通じてガスを圧縮します。
遠心式、斜流式、軸流式コンプレッサーはダイナミック カテゴリに分類されます。遠心圧縮機は、成形されたハウジング内の回転ディスクを使用してガスを圧縮することによって機能します。斜流コンプレッサーは遠心コンプレッサーと同様に動作しますが、流れを半径方向ではなく軸方向に駆動します。アキシャルコンプレッサーは、一連の翼形を通して圧縮を生み出します。

●潤滑剤への影響
コンプレッサーの潤滑剤を選択する前に、考慮すべき主な要素の 1 つは、使用中に潤滑剤が受ける可能性のある歪みの種類です。通常、コンプレッサー内の潤滑剤のストレス要因には、湿気、極度の熱、圧縮ガスと圧縮空気、金属粒子、ガスの溶解度、および高温の吐出表面が含まれます。
ガスが圧縮されると、潤滑剤に悪影響を及ぼし、蒸発、酸化、炭素の堆積、湿気の蓄積による凝縮とともに粘度が著しく低下する可能性があることに注意してください。
潤滑剤に発生する可能性のある主な懸念事項を理解したら、この情報を使用して、理想的なコンプレッサー潤滑剤の選択肢を絞り込むことができます。強力な潤滑剤候補の特性には、優れた酸化安定性、耐摩耗性および腐食防止添加剤、抗乳化特性などが含まれます。合成ベースストックも、より広い温度範囲でより優れたパフォーマンスを発揮する可能性があります。

●潤滑剤の選択
適切な潤滑剤を使用していることを確認することは、コンプレッサーの健全性にとって非常に重要です。最初のステップは、相手先商標製品製造業者 (OEM) の推奨事項を参照することです。コンプレッサーの潤滑剤の粘度と潤滑される内部コンポーネントは、コンプレッサーの種類によって大きく異なります。メーカーの提案が良い出発点となります。
次に、潤滑剤に大きな影響を与える可能性がある圧縮ガスについて考えてみましょう。空気の圧縮により、潤滑剤の温度が上昇し、問題が発生する可能性があります。炭化水素ガスは潤滑剤を溶解する傾向があり、その結果、粘度が徐々に低下します。
二酸化炭素やアンモニアなどの化学的に不活性なガスは、潤滑剤と反応して粘度を低下させたり、システム内で石鹸を生成したりする可能性があります。酸素、塩素、二酸化硫黄、硫化水素などの化学的に活性なガスは、潤滑剤内の水分が多すぎると粘着性の堆積物を形成したり、極度に腐食性を高めたりする可能性があります。
コンプレッサーの潤滑油がさらされる環境も考慮する必要があります。これには、周囲温度、動作温度、周囲の浮遊汚染物質、コンプレッサーが屋内にありカバーで覆われているか、屋外にあり悪天候にさらされているか、またコンプレッサーが使用されている業界が含まれる場合があります。
コンプレッサーは、OEM の推奨に基づいて合成潤滑剤を使用することがよくあります。機器メーカーは多くの場合、保証の条件として自社ブランドの潤滑剤の使用を要求します。このような場合、保証期間が終了するまで待って潤滑剤を交換することをお勧めします。
現在、鉱物ベースの潤滑剤を使用しているアプリケーションの場合、合成潤滑剤への切り替えは高価になることが多いため、正当化する必要があります。もちろん、オイル分析レポートで特定の懸念事項が示されている場合は、合成潤滑剤が良い選択肢になる可能性があります。ただし、問題の症状に対処するだけではなく、システム内の根本原因を解決することを忘れないでください。
コンプレッサー用途に最も適した合成潤滑剤はどれですか?通常、ポリアルキレン グリコール (PAG)、ポリアルファオレフィン (POA)、一部のジエステルおよびポリオールエステルが使用されます。これらの合成樹脂のどれを選択するかは、切り替える潤滑剤と用途によって異なります。
耐酸化性と長​​寿命を特徴とするポリアルファオレフィンは、一般に鉱物油の代替品として適しています。非水溶性のポリアルキレングリコールは溶解性に優れており、コンプレッサーを清潔に保ちます。一部のエステルは PAG よりもさらに優れた溶解性を持っていますが、系内の過剰な水分に苦しむ可能性があります。

遠心圧縮機のオイル分析テスト スレートと警報限界の例。

●オイル分析試験
オイルサンプルに対して多数のテストを実行できるため、これらのテストとサンプリング頻度を選択する際には慎重に行うことが不可欠です。テストでは、潤滑剤の流体特性、潤滑システム内の汚染物質の存在、および機械からの摩耗粉の 3 つの主要なオイル分析カテゴリをカバーする必要があります。
コンプレッサーのタイプに応じて、テストスレートにわずかな変更がある場合がありますが、一般的には、粘度、元素分析、フーリエ変換赤外 (FTIR) 分光法、酸価、ワニス電位、回転圧力容器酸化試験 (RPVOT) を確認するのが一般的です。 ）および抗乳化性試験は、潤滑剤の流体特性を評価するために推奨されます。
コンプレッサーの流体汚染物質テストには、外観、FTIR、元素分析が含まれる可能性がありますが、摩耗粉の観点からの唯一のルーチンテストは元素分析です。遠心圧縮機のオイル分析テスト スレートと警報限界の例を上に示します。
特定のテストでは複数の懸念事項を評価できるため、一部のテストは異なるカテゴリに表示されます。たとえば、元素分析は流体特性の観点から添加剤の減少速度を把握できる一方で、摩耗粉分析や FTIR からのコンポーネントの断片は酸化や水分を流体の汚染物質として特定する可能性があります。
警報制限値は多くの場合、研究室によってデフォルトとして設定されており、ほとんどのプラントはそのメリットを疑問視することはありません。これらの制限が信頼性の目標に一致するように定義されていることを確認して検証する必要があります。プログラムを開発するときに、制限の変更を検討することもできます。多くの場合、アラーム制限値は最初は少し高く、より積極的な清浄度目標、濾過、および汚染管理により時間の経過とともに変化します。

● コンプレッサーの潤滑について理解する
潤滑に関しては、コンプレッサーはやや複雑に見えるかもしれません。あなたとあなたのチームがコンプレッサーの機能、潤滑油に対するシステムの影響、どの潤滑油を選択すべきか、どのようなオイル分析テストを実施すべきかについて理解を深めるほど、機器の健全性を維持および向上できる可能性が高くなります。