【赫哲真空】真空泵油的性能要求

真空泵油的性能

    真空泵工作原理，是用机械方法，使泵的工作室不断增大或缩小，当工作室的容积变得时，即与真空泵的入气管连通，于是气体就进入逐渐变大的工作室空间；当工作室的容积扩大时，即与入气管分开，使容积阀就打开，把压缩气体通过油层排出。泵腔内容积不断膨胀与压缩，完成吸气和排气过程，使容器内气体逐渐排出达到需要的真空度。真空泵运行时，随着泵腔内转子的旋转，转子上两个纵向槽中的滑片或偏心轮上的滑阀环，紧贴着定子的内壁滑动，转子、滑片与定子内壁必然依靠油品的润滑性避免摩擦副材料的擦伤，利用油品隔离大气，并带走因摩擦产生的热量。因此，真空泵油在泵体内担负着润滑、密封、和冷却的作用。由于真空泵油直接进入泵体内腔，在真空泵运行时，随着气体压强的逐渐降低，泵温的逐渐升高，油品中饱和蒸汽压高的分子组分就能蒸发到真空的空间，即影响真空泵极限压强的达到，又可向真空系统返流扩散，污染真空系统，并直接影响极限真空的获得。尤其是高速旋片式和滑片式真空泵的问世，转速由一般滑片泵的300 - 500r/min提高到1000 - 3000r/min，使泵腔内摩擦副表面的温度更高。这时，不稳定的油品可引起胶体黏附于摩擦表面，使油品受热变质，甚至产生轻微热解，生成低分子化合物污染真空系统。

1.1.1真空泵油的性能要求

1）密封

    具有适宜的粘度，在低温下能使真空泵迅速启动，在高温下能具有良好的密封性，在泵内具有较低的温升。不含有轻质的易挥发组分，降低使用过程中真空泵的返油率。

2）饱和蒸汽压  

    饱和蒸汽压是真空泵油较关键的指标之一。在恒温的密闭容器中，当汽液两相达到动态平衡时的压力称谓饱和蒸汽压。

    油品的饱和蒸汽压要尽量低，在泵的高工作温度下，仍要具有足够低的饱和蒸汽压,并要低于真空泵规定的极限压强。在60℃温度条件下至少要达到6．5×10^-5 kPa(因温升每上升20℃，饱和蒸汽压大约要下跌一个数量级)。

3）极限全压力和极限分压力

极限全压力：由皮拉尼计或热偶真空计测出真空泵物质(气体)产生压强的总和。目前重视全压强的测试指标。

极限分压力：用水银压缩式真空计(麦氏计)测得的泵的极限空气分压力，双级旋片泵分压力应为≤6×10^-5kPa。极限全压力与极限分压力差值要求不大于一个数量级。二者之间的差值越大，真空泵油中含有的挥发成分就越多，油品的性质就越差。

(注：极限全压力、极限分压力均采用双级优级真空泵进行试验)

4）润滑

    摩擦面的磨擦磨损、表面疲劳磨损以及腐蚀磨损等，都与润滑条件有关。表现佳的真空油有利于抑制腐蚀磨损；可以地减轻粘着磨损和表面疲劳磨损；流体润滑剂对摩擦面具有清洗作用，也可减轻磨擦磨损。降低摩擦阻力以节约能源，减少磨损，以延长机械寿命。

5) 降温冷却

    降低摩擦面的温度是润滑的一个重要作用。摩擦面运动时必须克服摩擦力而作功，消耗在克服摩擦力上的功转化为热量，其结果将引起摩擦面温度上升。摩擦热的大小与润滑状态有关，粘度高的热量大，粘度低的热量，而边界摩擦的热量则介于两者之间。由此可见，用合适粘度的真空油不仅可以实现液体润滑，减少摩擦热的产生，而且还可以将摩擦热及时地带出泵体外。  

6）清净性

    摩擦副不可避免地要与周围介质接触，引起腐蚀、锈蚀而破坏。表现优良的真空油要求尽可能把摩擦面积垢清洗排除；抗腐蚀防锈并保护摩擦表面不受油变质或外来侵蚀。

7）氧化安定性

    氧化安定性说明润滑油的抗老化性能，对工业流水线作业的真空油都有此项性能要求。一切润滑油都依其化学组成和所处外界条件的不同，而具有不同程度的自动氧化倾向。真空泵油在有空气(或氧气)及金属催化剂的存在下，在一定温度下的氧化时间里，会出现油品的酸值、粘度变化及生成沉淀物的情况。会随使用过程而发生氧化作用，因而逐渐生成一些醛、酮、酸类和胶质、沥青质等物质，氧化安定性则是抑制上述不利于油品使用的物质生成的性能。

8）耐热安定性

     表示油品的耐高温能力，也就是润滑油对热分解的抵抗能力，即热分解温度。一些苛刻的真空使用环境都会对真空油品提出热安定性的要求。

    天然矿物油均有其不可避免的缺陷，耐热性能要比合成油差，泵油的成份随热氧化分解极易劣化，极限压力稳定性差，抽速也随使用时间下降。一般纯矿物油氧化试验法D943为几百小时左右，而合成油的D943可延长到3000小时以上。可见其使用寿命得到延长。

9）抗乳化性

    真空泵在运转过程中，系统内的水分与冷气体会排入泵油中， 如果真空泵油的抗乳化性不好，它将与混入的水形成乳化液，使水不易从循环油箱的底部放出，从而可能造成真空度下降和润滑。

    因此抗乳化性是工业润滑油的一项很重要的理化性能。尤其在医药、食品、陶瓷等工业使用真空干燥过程中，泵油的抗乳化性能更至关重要。抗乳化性好的泵油油水分离能力强，水蒸汽和冷凝气体通过开启气镇阀，会排出部分水蒸汽。另外，低粘度泵油的抗乳化能力比高粘度泵油要好。

10）抗泡性

    真空泵在运转过程中，由于有空气存在，常会产生泡沫，尤其是当油品中含有具有表面活性的添加剂时，则更容易产生泡沫，而且泡沫还不易消失。润滑油使用中产生泡沫会使油膜破坏，不仅使摩擦面发生烧结或增加磨损，并促进润滑油氧化变质。运转中的真空系统内气体会通过密封的真空泵油层不断排出，排出的气体会在油层表面产生大量的气泡，并从泵的排气孔中溢出，造成油品损失和设备污染。加防抗泡剂的泵油，在抗泡效果上有明显提高。