Масляный сепаратор

Сепаратор масла - для чего служит, где устанавливается?

Надо начать с того, где он устанавливается. Масляный сепаратор устанавливается на маслозаполненных компрессорах непосредственно после элемента сжатия компрессора или винтовой ступени компрессора, или что бы там ни было.

Служит для отделения масла от воздуха сжатого. Так как в маслозаполненных компрессорах процесс сжатия воздуха происходит совместно со сжатием масла, которое является и охлаждающей и уплотняющей средой для винтовых элементов компрессора.

Сепараторы масла, которые использует фирма Atlas Copco, используют в своей работе два принципа: центробежного отделения масла от воздуха и адсорбционного. То есть, воздух с маслом, попадая в полость масляного сепаратора, получают внутри сепаратора вращательное движение с достаточно большой скоростью.

Соответственно, масло, являющееся более тяжелым веществом, чем воздух, по инерции оседает на стенках масляного сепаратора и далее под собственным весом стекает в полость для удаления его из сепаратора.

Тот воздух, из которого выделено центробежным способом масло, все еще содержит достаточно большое количество масла. Этот частично обезмасляный воздух попадает на бумажный элемент или на адсорбционный элемент маслосепаратора. Воздух проходит сквозь этот элемент без особых проблем. Масло же адсорбируется на бумагу.

И опять же, под действием сил поверхностного натяжения и капиллярного эффекта элемента маслосепаратора, выводится в полость, из которой в дальнейшем чистое (без воздуха) масло отводится снова в масляную систему компрессора, а сжатый воздух продолжает свое движение далее в систему охлаждения и так далее.

Какие виды сепараторов масла бывают и в чем их принципиальные отличия?

Существует два основных вида масляных сепараторов, по крайней мере тех, которые использует Atlas Copco и большинство производителей компрессоров.

Это разборный маслосепаратор, снабженный сменным элементом маслосепаратора и неразборный маслосепаратор в виде картриджа, напоминающий масляный фильтр большинства автомобилей. То есть, неразборный завальцованный стакан, внутри которого собран весь механизм сепаратора.

Принципиальное отличие этих сепараторов в том, что у одного корпус сепаратора (у разборного) всегда остается на компрессоре и меняется лишь изнашиваемый (загрязняющийся) элемент этого маслосепаратора, во втором случае меняется полностью весь масляный сепаратор. И в том, и в другом случае есть свои плюсы, есть свои минусы.

К плюсам разборного сепаратора относится то, что он может быть достаточно больших размеров, и при этом вес самого фильтрующего элемента (маслоотделяющего элемента) невысок, что позволяет использовать такие сепараторы на компрессорах большой производительности, что, как правило, и происходит.

Из минусов – дополнительные сложности при установке элемента маслосепаратора: дополнительные прокладки, дополнительные крепежные детали. Собственно, и все.

На более мелких компрессорах, где не требуется такая высокая производительность, устанавливают сепараторы неразборной конструкции, которые заменяются полностью. Он имеет относительно небольшой вес за счет небольшой своей производительности, а работает ничуть не хуже.

Вот, пожалуй, основные их различия и плюсы-минусы.

От чего зависит применение производителем того или иного вида сепаратора?

Основная причина установки того или иного вида сепаратора в производительности компрессора. При производительности компрессора достаточно высокой (как правило, это компрессора мощностью от 30 киловатт и выше) устанавливают разборные сепараторы. Если же компрессора меньшей производительности, то чаще устанавливаются сепараторы неразборные.

Заметим, что, в данном случае, когда речь идет о производительности компрессора, имеем ввиду производительность не в кубометрах в минуту (как бы абсолютную производительность компрессора), а в мощности привода – это удобней для оценки производительности компрессора и, на самом деле, более часто используется производителями компрессоров. В частности даже названия компрессоров у фирмы Atlas Copco (скажем, GA-30) – это не его производительность, это мощность привода 30 киловатт.

В данной статье, мощность, производительность компрессора мы указываем в мощности привода – в киловаттах. Если есть желание пересчитать их на кубометры в минуту – для этого есть очень простая формула. Она (Формула - Прим. ред.) правда примерная (весьма примерная), но дает возможность оценить производительность любого компрессора практически (так как КПД у них примерно одинаковое) в зависимости от мощности привода.

Итак, если мощность привода компрессора в киловаттах разделить на приведенный коэффициент 6, то в результате мы получим производительность компрессора в кубометрах в минуту.

Это достаточно удобный способ, так как разные производители (да и разные типы компрессоров) на своих названиях указывают различные аббревиатуры, различные цифры. Где-то это производительность в литрах в секунду, где-то это мощность привода, где-то это производительность в кубометрах в час и тому подобное.

Чтобы не было путаницы, всегда можно ориентироваться на мощность привода данного компрессора и примерно (с точностью +-10%) высчитать его производительность. Но это было отвлечение от темы, так что продолжим.

Какова методика замены каждого вида сепаратора?

Наверное, лучше начать с простого – с неразборного. Неразборный сепаратор меняется очень просто. Как правило, не требуется сливать масло из компрессора. В общем, никаких особых лишних движений.

Примерно так же, как заменяется масляный фильтр или на автомобиле или на компрессоре. Отвинчивается корпус сепаратора от места крепления своего, далее (не заполняя маслом) смазывается резиновое уплотнение на корпусе сепаратора жидкой смазкой и далее вновь вручную накручивается на свое место. Затягивается от руки и на этом замена масляного сепаратора неразборного практически закончена.

Замена сепаратора разборного иногда вызывает достаточно большие трудности, это касается в основном компрессоров большого размера мощностью 160 и более киловатт.

На более мелких компрессорах замена сепаратора может производиться мало-мальски квалифицированным слесарем.

Необходимо отсоединить несколько масло-подающих, воздухо-подающих трубок, датчиков с корпуса маслосепаратора, отвинтить крышку масляного сепаратора, удалить резиновое уплотнение, вынуть из корпуса непосредственно сменный элемент, установить на его место новый.

Заменить уплотнение под крышками, под пробками маслосливных и заливных горловин, уплотнения, которые были удалены при снятии трубопроводов воздушных, масляных. И снова все это собрать.

То есть, процедура достаточно нудная, но не сложная. Но это касается только компрессоров малой мощности.

На компрессорах большей мощности, свыше 120-160 киловатт, замена сепаратора вызывает достаточно часто большие трудности в связи с тем, что там имеются очень неудобные громоздкие и тяжелые элементы трубопроводов.

Крышка корпуса масляного сепаратора представляет собой чугунную крышку диаметром более метра, а порой и более 2-х метров. Вернее, 1,5-2 метров. И весом до 300-400 килограмм. Правда, на компрессорах, как правило, предусмотрен механизм лифта, механизм приподымания этой крышки.

Но, в данном случае, требуется некоторая квалификация, знание особенностей конструкции этого сепаратора. Возможно, при его демонтаже, при замене элемента масляного сепаратора на неразборном сепараторе низкоквалифицированным персоналом, возможны ошибки и поломки, так как внутри этого сепаратора есть хрупкая деталь.

В частности, маслоотводная трубка, которая собирает отсепарированное масло и отводит его снова в систему маслоснабжения компрессора. Эта трубка достаточно хрупкая, легко ломается и при снятии крышки масляного сепаратора ее поломка достаточно частая даже у специалистов Atlas Copco.

Когда нужно менять сепаратор?

Основным признаком замены масляного сепаратора является наработка часов данного компрессора. На маслозаполненных компрессорах регламент замены указан в инструкции по эксплуатации. Он может быть как 4000 часов, так и 8000 часов наработки.

Либо на компрессорах достаточно большой мощности (производительности), скажем, на компрессорах Atlas Copco GA более 45 киловатт, на корпусе масляного сепаратора установлен дифференциальный датчик перепада давления на масляном сепараторе, на основании показаний которого и происходит замена масляного сепаратора. Либо по наработке часов – что наступит быстрее.

Нормальный перепад давления на сепараторе составляет примерно 0,5 килограмма. Максимальный перепад может достигать до 3-х килограмм. Больше – это уже нонсенс, причем нонсенс серьезный.

В каких случаях нужно менять масляный сепаратор обязательно?

Обязательной замене маслосепаратор подлежит в случае, если мы заменяем масло в компрессоре на другое, на другой тип. В случае, если перепад давления на масляном сепараторе превышает 3 килограмма.

В случае (это, как правило, происходит на компрессорах, не оборудованных датчиком перепада давления) когда срабатывает предохранительный клапан на корпусе масляного сепаратора.

Далее – когда мы знаем, что в масло могли попасть какие-либо твердые частицы или загрязнения. Допустим, после заклинивания и замены (или ремонта) винтовой пары сепаратор менять обязательно, так как он быстро загрязнится стружкой, продуктами, возникшими в результате дефекта компрессора, винтовой пары.

Замена сепаратора вызывает ли необходимость замены какого-либо еще элемента?

При замене сепаратора необходимо заменять масло. Это входит в правило замены масляного сепаратора на компрессорах. Но это опять же в случае, если и сепаратор, и масло отработали свой срок службы.

Если же у нас замена сепаратора происходит из-за, скажем, чрезмерного уноса масла, хотя срок наработки масла невелик, то можно заменять его отдельно.

То есть, непосредственно замена масляного сепаратора не влечет за собой замены каких-либо еще элементов, кроме уплотняющих, если это разборный сепаратор.

Виды неисправностей сепаратора

В неразборном сепараторе существует всего один вид неисправности. Хорошо, два. Первое – он просто не работает и не отделяет масло. Или отделяет его недостаточно эффективно. Второе – утечка масла через корпус, через элементы корпуса неразборного маслосепаратора.

Что касается маслосепаратора разборного – там несколько сложнее, там дефектов возникает больше. Особенно это касается компрессоров большого размера (более 90 киловатт).

Первый дефект – он не самый распространенный, но самый заметный – это элемент маслосепаратора (сменный) забит продуктами разложения масла либо какими-то твердыми частицами, попавшими в масло, так как он еще плюс ко всему работает как масляный фильтр.

Далее в маслосепаратор входит также система эвакуации или удаления масла из сепаратора. Она, как правило, состоит из медной трубки, опущенной на дно корпуса элемента маслосепаратора, обратного клапана. Собственно, и все. Так вот, эта трубка может не доставать до дна сепаратора, быть согнута или поломана.

Также может не работать обратный клапан, установленный на этой трубке. Может быть загрязнена сама линия эвакуации масла из маслосепаратора. То есть, грязь могла попасть в маслоотводную трубочку маленького диаметра.

Также дефектом является трещина в корпусе внутри маслосепаратора. То есть, внутри маслосепаратора есть стакан стальной. Вернее внутри корпуса маслосепаратора разборного есть стальной стакан, внутри которого уже установлен картридж. Так вот, этот стакан тоже иногда трескается. Его назначение как раз – это часть системы центробежного отделения масла. Вот эта центробежная система отделения масла тоже иногда выходит из строя.

То есть, если подытожить, то дефектов маслосепаратора разборного достаточно много. И понять, что там произошло без его демонтажа, как правило, почти невозможно. При демонтаже дефекты визуально обычно видны, если, конечно, хорошо знаешь конструкцию маслосепаратора.

Способы диагностирования того или иного вида неисправности

Признаком неисправности сепаратора является чрезмерный унос масла из компрессора. Поэтому определить неисправность сепаратора удобней всего по наличию масла в воздушной магистрали компрессора либо в фильтрах-маслоотделителях на выходе из компрессора.

Либо значительного количества масла в воде, которая выходит из дренажного клапана компрессора, так как в ней собирается тоже значительное количество масла и по количеству масла в этой воде дренажной (которая должна быть абсолютно водой без примесей) также можно определить, что сепаратор неисправен, либо не справляется со своей задачей. Вот один из способов.

Следующий способ диагностики неисправности маслосепаратора – это регулярное срабатывание предохранительного клапана в режиме загрузки компрессора. Клапана, который находится на корпусе маслосепаратора. То есть, избыточное давление внутри маслосепаратора.

В принципе, его можно и померить, если установить в корпус маслосепаратора механический манометр, но это уже, так сказать, специальная процедура, которую вряд ли будет делать заказчик.

Для заказчика важно первое: если компрессор оснащен датчиком перепада давления на маслосепараторе – чтобы значения этого датчика не выходили за предельно допустимые для этого компрессора. Второе – чтобы этот датчик был исправен. Третье – в случае, если компрессор не снабжен датчиком – чтобы не подрывался предохранительный клапан. Четвертое – чтобы в конденсате, который выходит из компрессора, не было большого количества масла. Пятое – срок службы сепаратора не превышал бы установленного инструкцией завода-изготовителя времени.

И в случае, если компрессор эксплуатируется заказчиком недавно и был приобретен не новый или неизвестна его прежняя история, желательно начать все с ноля: заменить сепаратор, масло и начать отчет сначала.

Последствия неисправности маслосепаратора

Если неисправность незначительная, то есть, маслосепаратор потерял свою способность к качественному сепарированию масла, тогда мы имеем большое количество масла, которое попадает в то оборудование, которое стоит за компрессором. То есть, в воздухе на выходе из компрессора содержится большое количество масляной пыли, масляного тумана. Это раз.

Второе – у нас происходит унос масла из компрессора. Соответственно, снижение уровня масла в компрессоре и велика вероятность того, что мы прозеваем, когда этот уровень опустится ниже допустимого, что вызовет перегрев компрессора. Заклинивание – нет, но перегрев вызвать может.

Также может начать срабатывать предохранительный клапан, через который также будет выбрасываться масляный туман. У нас будет, во-первых, недостаточное давление на выходе компрессора, так как оно будет стравливаться через предохранительный клапан.

Далее у нас будет перегружен электродвигатель компрессора, так как срабатывание предохранительного клапана происходит только при превышении максимально допустимого давления рабочего для данного компрессора. А это в обязательном порядке перегрузка электродвигателя, перегрузка редуктора – перегрузка, в общем-то, всего механизма привода компрессора.

Так что двигатель теоретически тоже перегружается в случае неисправности маслосепаратора.

И, наконец, наиболее неприятный дефект – когда сепаратор полностью забит, срабатывает предохранительный клапан и то, что перечислено выше.

Рекомендации по эксплуатации сепараторов

Рекомендовано эксплуатировать сепараторы либо оригинальные, либо рекомендованные заводом-изготовителем, либо проверенных брендов. Потому что он очень сильно влияет на качество получаемого компрессором воздуха. Вернее на качество приготавливаемого компрессором воздуха.

А также замена сепаратора должна производиться строго согласно регламенту, установленному заводом-изготовителем.

Неоригинальные сепараторы – возможные риски.

Да, риски есть, причем достаточно серьезные. Особенно это касается сепараторов разборных, то есть элементов сменных. И на компрессорах большой производительности.

Основной риск – это, конечно то, что не будет достаточно качественно сепарироваться масло. То есть, будет в воздухе масляный туман, будет загрязняться оборудование, которое использует сжатый воздух от этого компрессора. Будут большие загрязнения воздушной магистрали, будут достаточно часто выходить из строя фильтры маслоотделителя, установленные после компрессора, если они там установлены.

И возможно даже в случае некачественного изготовления сепаратора, а в частности некачественной системы заземления сеток внутри сепаратора относительно корпуса… Так вот, и такие случаи бывали – когда сепаратор забивается, создается избыточное давление внутри сепаратора и происходит пробой статического электричества внутри сепаратора. И масляный туман взрывается.

Такие случаи были – это не шутка. Компрессор буквально взрывается и его разносит на куски. По крайней мере, сепаратор, вот эту чугунную бочку – она собой представляет практически противотанковую осколочную гранату. То есть, крупные элементы чугуна разлетаются на достаточно большую площадь, плюс ко всему выходит из строя и механически (за счет ударов частиц корпуса, детали компрессора), и выгорают, выплавляются элементы, которые могут, умеют плавиться и выгорать.

Случай из практики, связанный с сепаратором. Может быть, с неправильной работой, неправильной установкой? Брак, еще что-либо?

Случаев много. Бывает неправильная работа маслосепаратора в случае, если плохо работает не сам сепаратор, а система удаления масла из него. Она на компрессорах что больших, что маленьких не сложная, но в ней бывают дефекты.

Это всего лишь медная трубочка. Вернее, это тонкий трубопровод, снабженный обратным клапаном, который соединяет маслосепаратор, ту полость маслосепаратора, где скапливается отделенное масло чистое с зоной более низкого давления, чем в самом сепараторе. И эта зона находится в винтовом элементе. Причем разница там не очень большая в давлениях. И он с небольшой разницей давлений это масло засасывается из сепаратора, выдавливается из сепаратора в обратно-винтовой элемент, ступень сжатия.

Так вот, бывает – не работает обратный клапан (зависает), бывает – забивается эта трубочка, особенно на маленьких компрессорах – она почти капиллярная (тоненькая-тоненькая). Или перегибается она, или переламывается. Ну, вот такого плана дефекты бывают. Обнаружить их не всегда удается быстро – надо иметь некоторый опыт обнаружения подобного рода дефекта.