Kernfuncties en operationele uitdagingen
Oliekeerringen fungeren als ‘bloedzuiveraar’ in zuigercompressoren en vervullen twee cruciale taken:
- Precisie van olieschrapen: Verwijdert overtollige olie (film ≤3μm) van de cilinderwanden tijdens de neerwaartse slag van de zuiger om verontreiniging te voorkomen (ISO 8573-1 oliegehalte ≤0,1mg/m³).
- Afdichtingscontrole: Behoudt een oliefilm van 0,8-1,5 μm tijdens de opgaande slag, waardoor het wrijvingsvermogensverlies met 15-20% wordt verminderd.
Uitdagingen voor extreme omstandigheden:
- Axiale trillingen (>500N zijwaartse kracht)
- Thermische degradatie (180–220°C in fase 2)
- Corrosie door zure emulsie (olie + condensaat)
Materiaalrevolutie: Nano-PTFE-composiet
| Eigendom | Gietijzer + Chroom | Nano-PTFE-composiet | Verbetering |
|---|---|---|---|
| Wrijvingscoëfficiënt | 0,12–0,18 | 0,04–0,07 | ↓65% |
| Oliefilmcontrole | ±2,5 μm | ±0,8 μm | ↑72% |
| Maximale temperatuur | 150°C (coatingfout) | 260°C | ↑73% |
| Zijwaartse krachtweerstand | Vereist een dikte van >1,5 mm | 0,8 mm dunwandig ontwerp | Gewicht ↓40% |
Materiaalinnovaties:
- Basis: PTFE + 25% koolstofvezel (modulus ↑ tot 5,2 GPa)
- Smering: MoS₂ nanosheets (80nm)
- Corrosiewerend: FFKM-randcoating (pH 2–12 bestendig)
Structurele optimalisatie: Dual-Gradient Edge-technologie
- Asymmetrische dubbele randen:
- Bovenrand: 5° negatieve helling, 0,3 MPa contactdruk → efficiënt schrapen
- Onderrand: 12° positieve helling, 0,08 MPa → gelijkmatige olieverdeling
- Afvoerkanalen:
- Lasergeëtste microgaten (Φ0,3 mm × 120) → 3× snellere drainage
- R=0,05mm gebogen groeven (EDM-gefreesd) → voorkomt olieretentie
Prestatiegegevens (55 kW schroefcompressor)
| Parameter | Traditionele ring | Nano-PTFE-ring | Voordeel |
|---|---|---|---|
| Olieverbruik | 18 g/u | 5 g/u | Bespaart ¥67k/jaar* |
| Wrijvingsvermogenverlies | 8,2 kW | 6,5 kW | ↓21% energie |
| Olie-overdracht | 0,8 mg/m³ | 0,06 mg/m³ | Voldoet aan klasse 0 |
| Onderhoudsinterval | 4.000 uur | 12.000 uur | ↓65% arbeidskosten |
8.000 uur/jaar werking; elektriciteit ¥0,8/kWh; smeermiddel ¥150/kg
Industriële toepassingen
- Olievrije compressoren: Bereikt klasse 0 zonder olieafscheiders (-30% gewicht).
Casus: Oliegehalte van medische O₂-generator: 0,5 ppm → 0,01 ppm. - 35MPa H₂-compressoren: 5.000h test geslaagd (geen waterstofbrosheid).
- Hogesnelheids-VFD-compressoren: Ondersteunt een zuigersnelheid van >6 m/s (vs. limiet van 4 m/s).
Onderhoudsrichtlijnen
Faaldrempels:
| Parameter | Normaal bereik | Vervangingslimiet | Inspectiemethode |
|---|---|---|---|
| Radiale speling | 0,1–0,3 mm | >0,6 mm | Voelermaat |
| Gezichtsvervorming | ≤0,02 mm | >0,1 mm | Optisch vlak |
| Randradius (Ra) | 0,2 μm | >1,6 μm | Profielmeter |
Installatie:
- Cryogene assemblage (-40°C met LN₂)
- 120°±5′ naaduitlijning (laseruitlijning)
Technologie van de volgende generatie:
- Slimme ringen met piëzo-elektrische sensoren (±0,1 μm oliefilmbewaking)
- Zelfherstellende coatings (gefluoreerde smeermiddelmicrocapsules)
Plaatsingstijd: 17-07-2025