Вакуумные масла для механических форвакуумных насосов: виды и особенности использования

Вакуумные масла отличаются от остальных масел тем, что им необходимо работать при давлениях ниже атмосферного. Для этого вакуумное масло должно обладать достаточно низким давлением насыщенных паров, т.е. очень малым содержанием легко испаряющихся компонентов, в том числе при высоких температурах. Это накладывает дополнительные требования к технологии их получения и очистке. Тем не менее вакуумные масла получают теми же основными методами, что и остальные масла – перегонкой исходных нефтепродуктов (минеральные масла) или синтезом с использованием химических реакций (синтетические масла).

Свойства вакуумных масел могут очень сильно отличаться даже в пределах одного вида. Поэтому необходимо отметить, что упомянутые в тексте числовые величины являются типовыми и для конкретного масла могут быть другими.

Минеральные масла – это продукты, полученные путем перегонки сырой нефти и состоящие из смеси жидких высокомолекулярных углеводородов. Для получения минеральных масел используются физические процессы (основной процесс – перегонка, т.е. отвод и конденсация более летучих фракций, образующихся при непрерывном нагревании смеси (нефти) до температуры кипения). Технология изготовления того или иного минерального масла выбирается в зависимости от того, какие требования необходимы для его использовании. Например, масла с более низким содержанием летучих компонентов получают для использования в двухступенчатых механических насосах, позволяющих получать более высокий вакуум, чем одноступенчатые. Типичная предельная температура использования - 80°C.

Минеральные масла – самые универсальные, они подходят для большинства вакуумных применений и поэтому наиболее часто используются.

Основными достоинствами минеральных вакуумных масел являются:
- высокая совместимость с различными эластомерами, которые используются в вакуумных насосах и системах в качестве уплотнений, в том числе с наиболее распространенными – нитрилом (NBR) и витоном (FKM)
- высокая устойчивость к гидролизу, т.е. минеральные масла химически не взаимодействуют с водой; в результате смешивания воды и минеральных масел образуется эмульсия, т.е. дисперсная система, состоящая из очень маленьких капель воды, распределенных в объеме масла. Добавление специальных присадок уменьшает склонность базового масла к образованию эмульсии.

К минеральным маслам относятся также масла, подвергнутые гидрокрекингу (гидрокрекинг – выдержка масел при высоких температурах под высоким давлением водорода). Такие масла иногда называют полусинтетическими. Гидрокрекинговые масла практически не содержат ароматических соединений и олеинов (непредельных углеводородов) и обычно имеют более высокую термическую стабильность.

VPO для мех.насосов вязкость 32-100

MVO для мех.насосов вязкость 32-100

MO для мех.насосов вязкость 32-100

MXO для мех.насосов вязкость 68-150

SDE для мех.насосов вязкость 46-100

HFV для мех.насосов вязкость 22-220

Синтетические масла применяются в тех случаях, когда к маслу применяются специальные требования, которые не могут быть выполнены с использованием минеральных масел. В отличие от минеральных масел, синтетические масла получают методами химического синтеза – искусственного создания соединений (основным инструментом являются химические реакции). Методы химического синтеза позволяют получать огромное количество соединений. Поэтому под общим названием «синтетические масла» скрываются жидкости, значительно различающиеся по составу, химической структуре и, конечно, физическим и химическим свойствам. Ниже приведены основные виды синтетических вакуумных масел, использующихся в вакуумной технике.

Синтетические вакуумные масла на основе сложных эфиров - один из наиболее дорогих видов вакуумных масел за счет сложного и трудоемкого процесса производства (исходное сырье - растительные масла, например, рапсовое). Основными достоинствами синтетических масел являются:
- высокая химическая стойкость (однако не ко всем химическим соединения – см. недостатки ниже)
- высокая термическая стойкость
- высокий коэффициент вязкости (не очень сильная зависимость вязкости от температуры)
- высокая предельная температура использования - до 100-160°C.

Однако все эти преимущества не достались этим маслам бесплатно – существуют и недостатки:
- масла на основе сложных эфиров нельзя использовать для откачки сред, в которых присутствуют кислоты, галогенсодержащие соединения, щелочные среды, аммиак
- не подходят для откачки сред, содержащих пары воды из-за не очень высокой стойкости к гидролизу – эти масла могут взаимодействовать с парами воды
- худшая, чем для минеральных масел, совместимость с эластомерами: если вы собираетесь использовать такое масло в насосе, то предварительно необходимо заменить все уплотнения на более химически стойкие (например, на FKM или FFKM).

Масла SPAO (ПАО)
для мех.насосов
вязкость 46-100

Полиальфаолефиновые масла состоят из синтетических (полученных искусственно) углеводородов, схожих по структуре с парафинами. ПАО масла являются «улучшенной» версией минеральных масел – по своим свойствам или соответствуют им, или превосходят их.

Как термическая, так и химическая стойкость выше, чем у минеральных масел. Также ПАО масла имеют более высокий коэффициент вязкости - поэтому достаточно высокий диапазон температур использования. Совместимость с эластомерами и стойкость к гидролизу вполне сопоставимы с аналогичными параметрами минеральных масел. Типичная предельная температура использования - до 100°C.

Особо можно отметить, что такие масла можно использовать при относительно низких температурах.

Масла PF (PFPE)
для мех.насосов
вязкость 40-80

Масла Krytox
(PFPE) для
мех.насосов
вязкость 15-50

В состав PFPE входят только атомы углерода, фтора и кислорода (т.е. все атомы водорода замещены на атомы фтора). Стабильные ковалентные связи С-О и C-F обуславливают химическую инертность масел практически ко всем химическим воздействиям, в том числе к окислению.

PFPF жидкости эффективны при перекачке сред, содержащих сильные окислители (кислород, озон, оксиды азота), а также галогены и галогеноводороды. Перфторполиэфирные масла не горючи и термически стабильны до температур 290°C. К достоинствам PFPE масел относятся хорошие смазочные свойства (низкий коэффициент трения), низкое давление паров, радиационная стойкость, высокий индекс вязкости (>150, т.е. более слабая зависимость вязкости от температуры, чем у минеральных масел). Типичная предельная температура использования - до 250°C.

При использовании PFPE масел следует иметь в виду, что при температурах выше 150°C такие масла могут реагировать с трифторидом бора, трихлоридом алюминия и другими соединениями, которые относятся к кислотам Льюиса. Кроме того, не рекомендуется использование этих масел при откачке сред, содержащих аммиак и активные металлы (K, Na, Al и др.) при температурах выше 200°C. Также PFPE масла не подходят для откачки сред, с одержащих пары воды вследствие не очень высокой стойкости к гидролизу – они могут взаимодействовать с водой. При работе с PFPE маслами необходимо соблюдать меры предосторожности из-за рисков термического разложения при температурах выше 290°C (температура разложения может оказаться ниже, если откачиваемая среда содержит перечисленные выше нежелательные соединения).

Если до первой заливки PFPE масел в насос применялись углеводородные масла, то насос следует предварительно подготовить: разобрать и полностью очистить от углеводородов (или других видов масла), заменить смазки (если используются в насосе) и уплотнения на FKM (уплотнения из NBR – условно пригодны, их пригодность зависит от состава конкретного NBR и условий технологического процесса).