冷冻机油与制冷剂共存,其热化学安定性决定了冷冻机油的使用寿命。我们可以有这样的反应:
制冷剂中的氯原子与油中氢反应生成腐蚀性气体HCl、HF等,腐蚀焊点,并造成“镀铜”现象,即铜自动转移镀到节流阀座铁部件上。就制冷剂而言,其热化学安定性有如下规律:
R22>R502>R13B1>R44>R12>R11
其规律是,制冷剂分子中的氯原子越多,安定性越差。
冷冻机油的特殊性,决定了相应的性能测定方法的特殊性。SH/T 0104,是参照DIN 51593方法制定的热化学稳定性的测试方法。需要提及的是,很有意思,因为在测定冷冻机油的理化性能时,往往需要有制冷剂的参与,而制冷剂存在着气-液之间的转化,所以实验操作者需要胆大心细,尤其是女同志,经常不敢进行有关冷冻机油的实验操作。
冷冻机油的低温性能:由于不同的制冷剂与油的溶解不同,在制冷循环低温区,有三种情况。①与制冷剂不溶的冷冻机油要求凝固点低,低温流动性好,否则会凝固或存留在蒸发器盘管等部位,甚至会堵塞管道。②与制冷剂部分溶解的冷冻机油,随着温度降低发生油与制冷剂分离,油品密度小,浮在上面,而下部制冷剂粘度小,影响润滑,同时造成回流困难,降低传热效率。因此,油与制冷剂的分离温度一定要低。③与制冷剂完全溶解的冷冻机油,在低温下由于油中的蜡状物与氟利昂溶解性差,常常在油的倾点前从油——制冷剂的均一溶液中絮凝出来,造成毛细膨胀阀堵塞。
下表,可以对矿油型的冷冻机油之低温性能,有一个大概的概念:
项目 | 石蜡基油 (脱蜡) | 石蜡基油 (深脱蜡) | 环烷基油 (低精制) | 环烷基油 (深精制) | 烷基苯油 (硬性) |
密度(15/4℃) | 0.867 | 0.869 | 0.918 | 0.888 | 0.870 |
40℃运动粘度/(mm2/s) | 31.6 | 33.4 | 29.3 | 32.8 | 33.0 |
倾点/℃ | -15 | -30 | -37.5 | -37.5 | -42.5 |
絮凝点/℃ | >-30 | -50 | -60 | -40 | <-75 |
临界溶解温度(20%油)/℃ | 30 | >30 | -12 | 18 | <-60 |
当然,有兴趣的朋友,还可以了解更多:
难溶于油的制冷剂:NH3、CO2
与油完全溶解的制冷剂:R12、R11、R21、R113、R500
其它则是部分互溶,程度有大有小。
我们从制冷剂的化学结构可以看出,在边界润滑条件下,氟利昂可以起极压添加剂的作用,非氟利昂则不然。冷冻压缩机的小型化、轻量化、高转速和旋转化,使得冷冻机油之于Falex试验的极压负荷从1500 N左右增加至3000 N以上,近乎一倍。因而,冷冻机油的润滑性能,显得愈发重要。
(To be continued)