Dầu bôi trơn trong kho lạnh: nhiệm vụ, yêu cầu, phân loại

Hiện nay, nhu cầu sử dụng dầu bôi trơn trong kho lạnh là vô cùng phổ biến. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về dầu bôi trơn trong bài viết dưới đây nhé!

Nhiệm vụ của dầu bôi trơn

Dầu bôi trơn được sử dụng trong các hệ thống lạnh có máy nén cơ. Nhiệm vụ chủ yếu của dầu bôi trơn là:

• Bôi trơn các chi tiết chuyển động của máy nén, các bề mặt ma sát, giảm ma sát và tổn thất do ma sát gây ra. Riêng máy nén và máy dãn nở oxy không có dầu bôi trơn vì khi nén, dầu gây ra cháy nổ và khi dãn nở, nhiệt độ hạ đột ngột và dầu đông cứng lập tức;
• Làm nhiệm vụ tải nhiệt từ các bề mặt ma sát pittông, xilanh, ổ bi, ổ bạc,… ra vỏ má để tỏa ra môi trường, đảm bảo nhiệt độ ở các vị trí trên không quá cao;
• Chống rò rỉ các môi chất cho các cụm bịt kín và đệm kín cổ trục;
• Giữ kín các khoang nén trong máy nén trục vít.

Yêu cầu kỹ thuật

Dầu bôi trơn nằm trong máy nén do đó dầu tham gia vào vòng tuần hoàn môi chất lạnh, đi qua tất cả các thiết bị chính và phụ của hệ thống. Chính vì vậy, dầu kỹ thuật lạnh có yêu cầu rất khắt khe:

• Có đặc tính chống mài mòn và chống sây sát bề mặt tốt;
• Có độ nhớt thích hợp đảm bảo bôi trơn các chi tiết;
• Có độ tinh khiết cao, không chứa các thành phần có hại đối với hệ thống lạnh như: ẩm, axit, lưu huỳnh không được hút ẩm;
• Nhiệt độ bốc cháy phải cao, cao hơn nhiều so với nhiệt độ cuối quá trình nén;
• Nhiệt độ đông đặc phải thấp, thấp hơn nhiều so với nhiệt độ tiết lưu và ở dàn bay hơi;
• Nhiệt độ lưu động phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi để đảm bảo tuần hoàn được trong hệ thống và có thể hồi dầu dễ dàng về máy nén (nếu dầu hòa tan hoàn toàn vào môi chất lạnh, việc tuần hoàn dầu càng dễ dàng);
• Không tạo lớp trở nhiệt trên bề mặt trao đổi nhiệt trong trường hợp này dầu phải hòa tan hoàn toàn vào môi chất;
• Không làm giảm nhiệt độ bay hơi, qua đó làm giảm năng suất lạnh, trong trường hợp này dầu không được hòa tan vào môi chất lạnh;
• Không được dẫn điện, có độ cách điện cao cả ở pha hơi và pha lỏng đặc biệt khi sử dụng cho hệ thống lạnh kín và nửa kín;
• Không gây cháy, nổ;
• Không phân hủy trong phạm vi nhiệt độ vận hành (thường từ -60⁰C đến 150⁰C, đặc biệt cho máy lạnh ghép tầng -80⁰C thậm chí -110⁰C);
• Không được tác dụng với môi chất lạnh, với các vật liệu chế tạo máy vô cơ và hữu cơ, dây điện, sơn cách điện, dây quấn động cơ, với vật liệu hút ẩm để tạo ra các sản phẩm có hại trong hệ thống lạnh, nhất là có hại cho động cơ và máy nén;
• Tuổi thọ phải cao và bền vững, đặc biệt trong hệ thống lạnh kín, có thể làm việc liên tục từ 20 đến 25 năm, ngang với tuổi thọ của lốc tủ lạnh;
• Không được độc hại;
• Rẻ tiền và dễ kiếm;

Phân loại dầu bôi trơn

Dầu kỹ thuật lạnh có thể chia thành 02 nhóm chính là dầu khoáng và dầu tổng hợp. Ngoài ra còn một nhóm phụ nữa là dầu khoáng có phụ gia tổng hợp.

Dầu khoáng

Các loại dầu khoáng không có công thức hóa học cố định mà là hỗn hợp của nhiều thành phần gốc hiđrocacbon từ dầu mỏ. Hiện nay dầu khoáng được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống lạnh.

Dầu tổng hợp

Dầu tổng hợp được sản xuất từ các chất khác nhau như polyclycôl, các loại este, silicol hoặc các dầu tổng hợp gốc hiđrocacbon. So với dầu khoáng, dầu tổng hợp có chất lượng bôi trơn tốt hơn khi hỗn hợp với môi chất lạnh, nhiệt độ đông đặc cũng thấp hơn, sự mài mòn chi tiết thấp hơn nhưng giá thành cao hơn.

Dầu khoáng có phụ gia tổng hợp

Để cải thiện một số tính chất của dầu khoáng, người ta cho thêm vào dầu khoáng một số phụ gia tổng hợp. Trên thực tế có thể sử dụng hỗn hợp dầu khoáng và dầu tổng hợp nhưng phải rất thận trọng vì có thể hỗn hợp không phát huy được các đặc tính yêu cầu mà lại tăng thêm các nhược điểm. Chính vì vậy, phải tiến hành các thử nghiệm thận trọng trước khi sử dụng. 

Các tính chất cơ bản

• Độ nhớt: Độ nhớt của dầu bôi trơn là thông số quan trọng nhất, quyết định chất lượng của việc bôi trơn, giảm tổn thất do ma sát, giảm mài mòn thiết bị, tăng cường độ kín cho đệm kín cổ trục, các đệm khác.
  Độ nhớt của dầu giảm đi khi bị môi chất lạnh hòa tan. Đặc biệt khi nhiệt độ bay hơi thấp cần có tỷ lệ hòa trộn thích hợp để đảm bảo dòng chảy, hồi lưu được dầu về máy nén. 
• Khối lượng riêng: của dầu lạnh nằm trong khoảng 0,87 ÷ 1,01g/cm³, phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và hàm lượng cacbuahydro thơm.
• Nhiệt độ đông đặc và nhiệt độ lưu động: Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ khi dầu đã hóa đặc. Nhiệt độ lưu động là nhiệt độ mà dầu còn có khả năng lưu động trong thiết bị và đường ống, bảo đảm vòng tuần hoàn của dầu bôi trơn trong hệ thống. Thường nhiệt độ lưu động cao hơn nhiệt độ đông đặc 3 ÷ 5⁰C
• Nhiệt độ bốc cháy: phụ thuộc vào sự có mặt của nhóm dễ bay hơi trong dầu. Yêu cầu nhiệt độ bốc cháy của dầu khoáng là 160 ÷ 180⁰C trở lên.
• Tính axit: Tính axit của dầu lạnh phải thấp để tránh ăn mòn chi tiết, các hàm lượng lưu huỳnh tự do, các chất cặn như hắc ín phải nhỏ vì chúng là các thành phần cơ bản làm biến chất, lão hóa và tạo bùn của dầu.
• Hàm lượng nước và tính hút ẩm của dầu: Nước hòa tan ít trong dầu, tuy nhiên dầu lạnh có tính hút ẩm. Tính hút ẩm tăng khi nhiệt độ tăng. Nước có thể hòa tan trong dầu khoáng. Tốc độ hút ẩm của dầu phụ thuộc vào từng loại dầu.
• Sức căng bề mặt: Sức căng bề mặt của dầu ảnh hưởng đến chất lượng bôi trơn và chống mài mòn của chúng. Sức căng bề mặt của dầu phụ thuộc vào nhiệt độ, loại dầu, độ hòa tan, loại môi chất lạnh và quyết định độ nhớt của dầu.
• Điểm anilin: là nhiệt độ tới hạn của sự hòa tan dầu vào anilin để tạo ra dung dịch đồng nhất. Điểm anilin dùng để định hướng đánh giá tính ổn định và sự hòa tan dầu trong môi chất lạnh.
• Màu sắc: Màu sắc của dầu rất sáng hoặc có màu gián sáng. Căn cứ vào màu sắc có thể đánh giá được chất lượng dầu. Màu của dầu càng tốt chứng tỏ hàm lượng hắc ín trong dầu cao.
• Hình dạng: Hình dạng của dầu đặc trưng cho sự trong suốt hay không trong suốt khi quan sát qua một chiều dày dầu nhất định. Dầu lạnh phải có độ trong suốt cao.
• Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng của các loại dầu lạnh nằm trong khoảng 1,6 ÷ 2,2 kJ/kgK
• Độ dẫn điện: Đối với các máy lạnh kiểu kín và nửa kín, vì động cơ được bố trí nằm trong vỏ máy nén nên dầu có độ cách điện cao, điện áp xuyên thủng lớn để đảm bảo động cơ làm việc an toàn.
• Độ dẫn nhiệt: hệ số dẫn nhiệt của dầu tương đối nhỏ, nằm trong khoảng 0,1 ÷ 0,16W/mK. Trong hệ thống lạnh, hệ số dẫn nhiệt càng lớn càng thuận lợi cho các quá trình trao đổi nhiệt.