С целью стандартной функциональности и достаточной производительности вакуумной техники, а в особенности вакуумных типов насосов, очень важно применение особого масла, владеющего невысокой степенью упругости четов. Кроме данного, к предоставленному веществу предъявляются специальные запросы, по причине высочайшей тепловой стойкости и возможности не обладать хим. инертностью при связи с кислородом и прочими вариантами откачиваемого газа. Эти масла употребляются в качестве уплотняющей субстанции для механизированных насосов, с целью эксплуатации в свойстве рабочей жидкости в пароструйных агрегатах и вдобавок для того, чтобы заполонять жидкостные вакуумные манометры и затворы. Разработка вакуумных масел исполняется вследствие дистилляции густоты натуральных и искусственных жидкостей, с высочайшей точкой закипания.
Основной состав вакуумного масла
Чтобы масло подходило для использования в механических насосах, оно должно обладать следующими свойствами:
- Степень подвижности должна быть хорошая, как при комнатной температуре, так и при рабочей. Помимо этого, масло должно иметь пологовую зависимость вязкости от температуры;
- Упругость пара должна быть достаточно низкой;
- При высоком давлении пара масло не должно выделять летучих компонентов (кроме насосов, где допускается выделение малой доли);
- Молекулярная структура масла не должна образовывать эмульсию с водой, растворять в себе рабочий газ, пар либо воздушную смесь;
- Недопустимость химической взаимосвязи с конструкционными деталями насоса;
- Наличие хорошей смазывающей способности.
Наиболее популярными марками отечественных масел являются BM-4 и BM-6, применение которых определено для механических насосов. Производство данных видов масел основано на следующих действиях:
- BM-4. Добывается из машинного масла CY, посредству отделения из основной массы сырья 15% головной фракции, в результате чего остается 80 -85% готового вещества. В состав масла BM-4 входит достаточно большое количество фракций, и их химическая структура не позволяет данному маслу обладать высокой стойкостью к окислению и воздействию влаги;
- BM-6. Данный тип смазывающего вещества добывается при помощи перегонки сырья высоковакуумной дистилляционной установкой, а в качестве материала используется машинное масло марки С. В результате получается субстанция с узкой фракцией, имеющая достаточно хорошую стойкость к окислению и воздействию влаги, а в дополнение, не склонна сильно изменять свою вязкость от повышения либо понижения температуры. В отличие от вакуумного масла BM-4, модификация 6 понижает пусковую мощность электродвигателя насоса практически на 30%, а потребляемая мощность мотором, во время наличия остаточного давления уменьшается на 10%.
Далее приведены требования к вакуумному маслу, которое применяется для бустерных насосов в качестве рабочей жидкости:
- Максимально высокая степень упругости паров при нагреве до рабочей температуры в кипятильнике, а в условиях комнатной температуры упругость пара должна быть относительно низкой;
- Желательно применение масла с узким фракционным составом;
- Такое масло обязательно должно обладать высокой термической и термоокислительной стабильностью. Это необходимо в силу изменения фракционного состава масла, при термическом воздействии, что может привести к понижению рабочих характеристик бустерных насосов.
Характеристики для сравнения Российских марок масел BM-3 и Г
Масло BM-З. Его добывают с помощью использования высоковакуумной дистилляционной установки, перегоняя сырье для отделения узкой фракции из нефтяных сортов масла, обладает в несколько раз улучшенными характеристиками по сравнению с маркой Г, что увеличивает эксплуатационный период даже при работе с высокопроизводительными насосами. Также, данное масло способствует уменьшению потребляемой мощности электродвигателем, практически на 15%. В отличие от масла Г, BM-З лучше не использовать в насосах, которые используют сильный перегрев кипятильника на постоянной основе.
Масло Г. Добываются в процессе дистилляции медицинского вазелинового масла. Из-за того, что это сырье не включают в свой состав ни одного природного стабилизирующего агента, оно обладает низкой термоокислительной стабильностью. При процессах окисления это масло становится темнее, его вязкость значительно увеличивается, а на внутренних стенках агрегата образуются смолистые, тяжело удаляемые отложения. Если такой вид масла применять в высокопроизводительных насосах, их срок службы будет очень мал.
Для некоторых видов вакуумного оборудования, требующих масло особо повышенной термической и окислительной стойкости, используется отечественная марка масла ПФМ-1, которая обладает узкой фракцией кремний органических соединений, основным компонентом которых является полифенилметилсилоксан. Данное масло является синтетикой, что увеличивает ее химическую стойкость при особо активных перекачиваемых газах.
Разновидности вакуумного масла
Для того, чтобы обеспечивать рабочей жидкостью высоковакуумные насосы, используются виды масел с высокой степенью упругости пара, при воздействии повышенной температуры рабочей камеры в кипятильнике, задачей которого является создание необходимой плотности струи пара и повышения наибольшего выпускного давления. Упругость пара при комнатной температуре должна иметь низкий уровень, что способствует снижению предельной степени давления в насосе. Помимо этого, рабочая жидкость для высоковакуумного насоса должна обладать узким фракционным составом и меть высокую термическую и термоокислительную стабильности, отделять малое количество летучих веществ и практически не поглощать в себя газы обрабатываемого вещества.
Все масла марок BM-1, BM-2, BM-5 и BM-7 являются минеральными, которые изготавливаются при помощи дистилляции нефтяных продуктов. Упругость пара для таких жидкостей составляет около 10-8-10-9 мм рт. ст. Что касается масел BM-1 и BM-2, то они являются дисцилянтами медицинского вазелинового масла, которые прошли один цикл обработки. Модификация 2 немного рознится от масла BM-1, за счет меньшей степени очистки от неустойчивых примесей к термическому воздействию. При использовании масла BM-2 можно получить более низкое предельное давление, в отличие от масла BM-1.
Если вакуумный насос должен обеспечивать сверхвысокий уровень давления, то принято использовать модификацию BM-5, которая добывается из того же медицинского вазелина, но при помощи двухкратной перегонки. Это позволяет достичь более высокой термической стабильности и создать повышенную однородность фракционного состава. Если насос работает с маслом BM-5, то он сможет достичь предельного давления около 10-8 мм рт. ст. Если сравнить способность масла обеспечить насос необходимым уровнем давления, то в случае с марками BM-1 и BM-2 его уровень составляет примерно 10-8 мм рт. ст.
Сырьем для создания данного вида масла является турбинная масляная жидкость номер 46, при помощи высоковакуумной дистилляции. Невзирая на то, что сырье для изготовления такого масла дешевле сырья для масел BM-1, BM-2, BM-5, его конечные характеристики обладают повышенной окислительной стабильностью.
Эфирные масла марок ОФ и ОС. Изготавливаются при помощи синтеза изооктилового спирта с фталиевой и себациновой кислотами. В итоге получается полностью однородный состав, но термическая стабильность находится на низком уровне. Что касается устойчивости к окислению, то контакт с водой приводит к быстрому разрушению молекулярной структуры эфирных масел, что, в целом, ограничивает диапазон использования таких рабочих жидкостей.
Кремнийорганическое масло. Это жидкость является соединениями, молекулярный состав которых состоит из атомов кремния с чередующимися ячейками и кислорода. К данным компонентам присваиваются углеводородные радикалы посредству свободных связей кремния. Такие составные элементы обеспечивают повышенную устойчивость при работе в насосах, даже если внутрь рабочей области часто попадает атмосферный воздух. Практически не происходит окисление и не откладываются маслянистые отложения на стенках рабочей камеры. Отечественные марки масел, обладающие данным составом, являются: ВКЖ-94А, ВКЖ-94Б, ПФМС-2.
Для наглядного примера, можно рассмотреть ситуацию с работой насоса, в котором происходит вхождение атмосферы по 30-40 секунд, через каждые 4 минуты. В таком режиме, если внутри насоса залито масло ВКЖ-94, то его производительность сохранится на протяжении 1500-2000 часов, а если применять марки масел BM-1 и BM-2, то замену придется произвести уже через 10 часов работы.
Масло ПФМС-2. Это полифенилметилсилоксановая жидкость, которую получают благодаря высоковакуумной дистилляции продуктов синтеза. В отличие от масла марки ВКЖ-94, данная смазка обладает большей термоокислительной стойкостью и способна пропускать сквозь свою структуру воздух со средней скоростью 4-5 л в час, на протяжении 10 часов, при условии, что рабочая температура жидкости будет порядка 250 градусов. При таких обстоятельствах масло ПФМС-2 практически не изменит своих рабочих характеристик.
Вакуумное масло, применяемое в сверхвысоковакуумных агрегатах. Чтобы заполнить стандартный паромасляный диффузионный насос, который способен обеспечивать сверхвысокий уровень вакуума, должно использоваться вакуумное масло, имеющее высокую термическую стойкость и низкую упругость пара. Среди отечественных марок смазывающих жидкостей, наиболее подходящим вариантом для таких обстоятельств является масло BM-5 (в качестве аналогов можно использовать полифениловый эфир 5Ф4Э и кремнийорганическую жидкость ФМ-1).
Характеристики полифенилового эфира определены его упругостью пара в пределах от 10-10 до 10-12 мм рт. ст. Вязкость данного масла при температуре +50 градусов варьируется 128-135 ест. Температура, при которой эфир может застыть ровна 5-ти градусам.
Если отечественные масла сравнивать с зарубежными аналогами, то последние, для достижения таких же характеристик и свойств смазывающих веществ, добавляют в состав своих масел ряд полифениловых эфиров: конвалекс-10, ОС-124, сантовак-5, сантовак-6. Конечно, включение синтетических видов эфира делает свойства смазывающего вещества намного устойчивее к окислительным процессам, но и цена на такое масло значительно выше наших налогов. Что касается рабочих часов нормальной функциональности импортных жидкостей, то они всего лишь на 10% выше, чем, к примеру, масло марок BM-1, BM-2, BM-3, BM-4, BM-5, BM-6 и BM-7. Вот и получается, что рациональность применения более дорогих типов масел не так высоко и выгоднее использовать отечественные марки, особенно для вакуумных насосов, используемых на больших предприятиях с серийным типом производства либо обработки.
