Funkcje podstawowe i wyzwania operacyjne
Pierścienie zgarniające olej działają jak „oczyszczacze krwi” w sprężarkach tłokowych, realizując dwa ważne zadania:
- Precyzja skrobania oleju: Usuwa nadmiar oleju (warstwa ≤3 μm) ze ścianek cylindra podczas suwu tłoka w dół, zapobiegając zanieczyszczeniu (zawartość oleju ISO 8573-1 ≤0,1 mg/m³).
- Kontrola uszczelnienia: Zachowuje warstwę oleju o grubości 0,8-1,5 μm podczas suwu w górę, zmniejszając utratę mocy na skutek tarcia o 15-20%.
Wyzwania związane z ekstremalnymi warunkami:
- Drgania osiowe (siła boczna >500N)
- Degradacja termiczna (180–220°C w etapie 2)
- Korozja emulsyjna kwasowa (olej + kondensat)
Rewolucja materiałowa: kompozyt nano-PTFE
| Nieruchomość | Żeliwo + chrom | Kompozyt nano-PTFE | Poprawa |
|---|---|---|---|
| Współczynnik tarcia | 0,12–0,18 | 0,04–0,07 | ↓65% |
| Kontrola filmu olejowego | ±2,5μm | ±0,8μm | ↑72% |
| Maksymalna temperatura | 150°C (uszkodzenie powłoki) | 260°C | ↑73% |
| Opór siły bocznej | Wymaga grubości >1,5 mm | Konstrukcja o cienkich ściankach 0,8 mm | Waga ↓40% |
Innowacje materiałowe:
- Podstawa: PTFE + 25% włókna węglowego (moduł ↑ do 5,2 GPa)
- Smarowanie: nanopłytki MoS₂ (80 nm)
- Antykorozja: powłoka krawędziowa FFKM (odporna na pH 2–12)
Optymalizacja strukturalna: technologia krawędziowa z podwójnym gradientem
- Asymetryczne podwójne krawędzie:
- Górna krawędź: ujemny kąt nachylenia 5°, ciśnienie kontaktowe 0,3 MPa → efektywne skrobanie
- Dolna krawędź: 12° dodatniego nachylenia, 0,08 MPa → równomierny rozkład oleju
- Kanały odwadniające:
- Mikrootwory wytrawione laserowo (Φ0,3 mm×120) → 3× szybszy drenaż
- R=0,05 mm zakrzywione rowki (obrobione metodą EDM) → zapobiegają zatrzymywaniu oleju
Dane dotyczące wydajności (sprężarka śrubowa 55 kW)
| Parametr | Pierścień tradycyjny | Pierścień nano-PTFE | Korzyść |
|---|---|---|---|
| Zużycie oleju | 18 g/godz. | 5g/godz. | Oszczędza 67 tys. jenów rocznie* |
| Strata mocy przez tarcie | 8,2 kW | 6,5 kW | ↓21% energii |
| Przenoszenie oleju | 0,8 mg/m³ | 0,06 mg/m³ | Zgodny z klasą 0 |
| Interwał konserwacji | 4000 godzin | 12 000 godzin | ↓65% kosztów pracy |
8000 godzin pracy rocznie; prąd 0,8 ¥/kWh; środek smarny 150 ¥/kg
Zastosowania przemysłowe
- Sprężarki bezolejowe:Osiąga klasę 0 bez separatorów oleju (-30% masy).
Przypadek: Zawartość oleju w generatorze O₂ do celów medycznych: 0,5 ppm → 0,01 ppm. - Sprężarki H₂ 35MPa:Test 5000h zaliczony (brak kruchości wodorowej).
- Sprężarki VFD o dużej prędkości:Obsługuje prędkość tłoka >6 m/s (w porównaniu z limitem 4 m/s).
Wytyczne dotyczące konserwacji
Progi awarii:
| Parametr | Zakres normalny | Limit wymiany | Metoda inspekcji |
|---|---|---|---|
| Luz promieniowy | 0,1–0,3 mm | >0,6 mm | Szczelinomierz |
| Zniekształcenie twarzy | ≤0,02 mm | >0,1 mm | Optyczny płaski |
| Promień krawędzi (Ra) | 0,2μm | >1,6μm | Profilometr |
Instalacja:
- Montaż kriogeniczny (-40°C z LN₂)
- Wyrównanie szwu 120°±5′ (wyrównanie laserowe)
Technologia nowej generacji:
- Inteligentne pierścienie z czujnikami piezoelektrycznymi (monitorowanie filmu olejowego ±0,1μm)
- Powłoki samonaprawiające (mikrokapsułki ze smarem fluorowanym)
Czas publikacji: 17 lipca 2025 r.