1.黏度和黏度等級。黏度是指流體流動的難易程度,可用絕對黏度(動力黏度,mPa·s)或運動黏度(mm2/s)來表示。動力黏度等于密度與運動黏度的乘積。選擇適當黏度的冷凍機油,對于保證制冷壓縮機的正常潤滑、減少機械磨損和降低動力消耗非常重要。黏度太小,在摩擦面不易形成正常的油膜厚度,加速機械磨損,同時也會導致機械密封性能下降,造成泄漏。黏度太大,又會加大壓縮機的動力消耗。冷凍機油的黏度隨著油溫上升或因制冷劑的溶解而下降。在國際上用ISO黏度等級來定義冷凍油的黏度水平,例如ISO黏度等級32,代表在40℃下冷凍機油的運動黏度為32 mm2/s (28.8一35.2 m2/s范圍內(nèi))。我國新的國家標準也開始采用ISO黏度等級。
2.黏度指數(shù)。礦物油的黏度隨溫度升高而下降,隨溫度下降而上升。由實驗確定的冷凍機油黏度與溫度的關(guān)系,稱為黏度指數(shù),在一定的溫度變化區(qū)間里,黏度變化小的機油黏度指數(shù)高。
3.密度。將運動黏度轉(zhuǎn)化成絕對黏度時,必須知道冷凍機油的密度。在一定溫度下,密度代表冷凍機油的組分,環(huán)烷基油通常比石蠟基油密度大。對同類組分,高鉆度油具有較高的密度。
4.傾點。對任何用于低溫裝置的冷凍機油,必須保證在最低溫度點還具有流動性。油的流動點是指它能傾倒或流動的最低溫度。可以通過添加化學抑浮劑來降低傾點溫度。由于潤滑油在鹵代烴制冷劑系統(tǒng)的低壓側(cè)溶有大量制冷劑,因此,按標準規(guī)定在大氣中對純潤滑油測定的傾點無關(guān)緊要,重要的是應(yīng)考慮在該工作條件下,潤滑油一制冷劑溶液的黏度值以及絮凝點(脫蠟溫度)。
5.脫蠟和絮凝點。從石油中提煉得到的冷凍機油,是由不同的碳氫化合物組成的混合物,且在提煉過程中經(jīng)深度脫蠟,但在制冷裝置的低溫側(cè)冷凍機油中,部分較大分子會分離出來,形成蠟狀的沉淀。這些沉淀會阻塞毛細管或膨脹閥。脫蠟傾向可用測定油的絮凝點來確定。對合成油潤滑的系統(tǒng),脫蠟問題不很重要,這是因為此類油不含蠟或蠟狀成分。
6.揮發(fā)性—閃點和燃點。由于冷凍機油的沸騰區(qū)間和蒸氣壓一般不可知,只能通過閃點和燃點來描述油的揮發(fā)性。當冷凍機油閃點、燃點較低,而系統(tǒng)在較高壓縮比和較高環(huán)境溫度下運行時,容易發(fā)生碳化反應(yīng),從而影響油的熱穩(wěn)定性。在這種情況下,應(yīng)改用較高閃點和燃點的冷凍機油,或通過對系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計,以防止碳化反應(yīng)的發(fā)生。石蠟基油相對于環(huán)烷基油具有較高的閃點和燃點。
7.制冷劑在油中的溶解性。除氨與二氧化碳以外,所有氣體都會在一定程度上溶解于礦物油。許多制冷劑氣體具有高度的溶解性。溶解量與氣體的壓力和冷凍機油的溫度有關(guān),制冷劑溶入油后將降低油的黏度。
8.水分的溶解性。冷凍機油中的水分有兩種:一種是溶于油中的少量溶解水,每千克含量僅幾十毫克,此時油品仍透明,這種水不易除去;另一種是混入油品中的水,含量較大,此時油品顏色渾濁,甚至有水的沉淀,這種水較易除去。冷凍機油精制后含水量很低,但很容易在運輸、儲存和使用中吸收外界潮氣,使含水量提高。
不論來自油、制冷劑的水或設(shè)備內(nèi)存在的水,均會對系統(tǒng)造成很大的危害。在氨系統(tǒng)中,氨溶于水會引起油的乳化,產(chǎn)生泡沫,劣化潤滑條件。水溶于氨后,會生成氫氧化銨,造成設(shè)備腐蝕。在氟利昂系統(tǒng)中,水分降低冷凍機油的穩(wěn)定性,促進氟利昂分解為鹽酸和氫氟酸,造成設(shè)備嚴重腐蝕和產(chǎn)生鍍銅。系統(tǒng)中的水分還會堵塞節(jié)流裝置,使系統(tǒng)不能正常運行。冷凍機油中溶解有水分,還會降低油的電絕緣性能。所以,半封閉式和全封閉式制冷壓縮系統(tǒng)對水分的要求比開啟式更高。
冷凍機油中的水含量除可以用微量水分法測定外,還可以用測量擊穿電壓和做爆聲試驗間接地測出水分含量。這種方法雖然不能直接得到含水量多少,而且也不太準確,但分析方便、簡單。
9.冷凍機油中空氣的溶解性。制冷系統(tǒng)中不允許過量的空氣或其他不凝性氣體存在。這是因為空氣中的氧氣會與潤滑油發(fā)生反應(yīng),使油變質(zhì)。同時,空氣等不凝性氣體會使制冷裝置不能正常運行。因此,如果系統(tǒng)是在抽真空后加冷凍機油的,應(yīng)特別注意機油中不應(yīng)含有過量的空氣等不凝性氣體。若用真空泵對冷凍機油進行干燥處理時,機油中的空氣等不凝性氣體會同時除去。
10.發(fā)泡和抗發(fā)泡劑。人們不希望在制冷系統(tǒng)中有過多的機油泡沫存在。過多的泡沫將阻礙電動機繞組的散熱,也會引起潤滑油通過泵過多地進入低壓側(cè),在某些情況下,甚至會造成潤滑條件惡化。
當然,適當?shù)呐菽瓕娚錆櫥到y(tǒng)和需要消除噪聲的地方是有利的,因為機油表面的泡沫可以吸收壓縮機部件的噪聲。現(xiàn)在還沒有通用的準則來判定什么是過多發(fā)泡或怎樣避免它發(fā)生。有些制造商采用加入少量的抗泡沫劑方法,但也有人認為發(fā)泡問題可以通過設(shè)備設(shè)計得到解決。
11.抗氧化穩(wěn)定性。潤滑油在加熱和有金屬催化作用下,抵抗空氣中氧化作用的能力,稱為抗氧化穩(wěn)定性。由于要求冷凍機油能夠長期使用,如在全封閉式制冷壓縮機中甚至要求使用10- 15年以上不換油,所以必須具有良好的抗氧化穩(wěn)定性,以保證油品長期使用不變質(zhì)。為改善冷凍機油的抗氧化性,可以在油中加人一定數(shù)量的抗氧化添加劑。潤滑油的抗氧化性可通過有關(guān)試驗測定。
12.化學穩(wěn)定性。冷凍機油必須具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性。在使用過程中,潤滑油在高溫下與金屬、制冷劑、水等接觸時,會產(chǎn)生分解、氧化和聚合等反應(yīng)。并且在制冷系統(tǒng)內(nèi)部,潤滑油經(jīng)過與多種材料的化學作用,會形成如油泥、閥片結(jié)炭、結(jié)膠、鍍銅等多種現(xiàn)象。
13.含機械雜質(zhì)的量。雜質(zhì)的存在將使磨損加劇,嚴重時會堵塞油路。
14.擊穿電壓。擊穿電壓是表示冷凍機油電絕緣性能的指標。在封閉式壓縮機中,由于冷凍機油與電動機繞組和接線柱接觸,因而要求具有較高的擊穿電壓,一般應(yīng)在25 kV以上。