Olej do vakuové pumpy – výběr a postup výměny

Autoři: M.L. Vinogradov (VAKTRON LLC, oficiální zástupce Ulvac a Moresco v Ruské federaci);

D.K. Kostrin (St. Petersburg State Electrotechnical University „LETI“)

Publikováno na portálu Chemical Engineering, srpen 2019

Tento přehled poskytuje doporučení pro výběr a postup výměny oleje ve vakuové pumpě. Uvažují se oleje pro rotační lamelové, plunžrové, posilovací čerpadla typu Roots a vysokovakuová difuzní a ejektorová čerpadla. Kromě olejů pro čistě laboratorní aplikace existují značky olejů uzpůsobených k odčerpávání vodní páry, pevných částic, kyslíku a agresivních látek.

Specialista pracující s vakuovým zařízením musí mít dovednosti k posouzení stavu pracovní tekutiny ve vakuové pumpě, aby ji mohl včas vyměnit. Správný výběr a pravidelné výměny oleje jsou nezbytnou podmínkou pro dlouhodobý a stabilní provoz čerpadla a celé vakuové instalace.

Pracovní kapaliny vakuových čerpadel se dělí do dvou skupin:

• oleje pro mechanická čerpadla, jako jsou rotační lopatková a Rootsova posilovací čerpadla;
• oleje pro vysokovakuová trysková čerpadla, jako jsou difuzní nebo pomocná ejektorová čerpadla.

V závislosti na chemickém složení mohou být čerpací oleje minerální nebo syntetické. Před výběrem optimálního oleje pro vaši aplikaci byste měli diagnostikovat stav oleje aktuálně naplněného ve vakuovém čerpadle.

Posouzení stavu oleje v čerpadle

Vlastnosti vakuového oleje se mění nejen kontaminací a nasycením vodou, ale také časem během provozu a dokonce i skladování. Pro dosažení procesního tlaku blízkého maximálnímu tlaku čerpadla je nutné monitorovat olej a v požadovaných intervalech jej vyměňovat. Posouzení stavu oleje ve vývěvě lze provést pomocí barevné tabulky (obr. 1, tabulka 1).

Stupnice pro stanovení stavu vakuového oleje pomocí barevné tabulky

Intervaly výměny oleje čerpadla

Během provozu vakuový olej degraduje, nasycuje se prachovými částicemi a vlhkostí, mění se v emulzi, tmavne a ztrácí své pracovní vlastnosti. Pro inženýry a techniky, kteří pracují na vývěvách, je důležité zkontrolovat hladinu oleje a barvu vývěvy. Vynechání běžné výměny oleje bude mít za následek nákladnou údržbu nebo nutnost nákupu nového čerpadla.

Frekvenci výměny oleje uvádí výrobce vývěvy v návodu k obsluze. V tomto případě je třeba upravit životnost oleje v souladu s technologickým postupem a s přihlédnutím k provozním podmínkám čerpadla. U čerpadel pro měřicí a analytická zařízení, v laboratorních instalacích se doporučuje výměna oleje každých šest měsíců nebo každých 3000 provozních hodin.

Propláchnutí čerpadla od kontaminace

Tlak dosažený vakuovou pumpou přímo závisí na kvalitě oleje v pumpě. Pokud se během provozu mění čerpací tlak, je nutné uzavřít uzavírací ventil na vstupu čerpadla a měřit tlak, kterého čerpadlo dosahuje při provozu „bez zátěže“. Pokud je výsledek neuspokojivý a tlak se výrazně liší od jmenovitých charakteristik čerpadla, je nutné olej vyměnit.

Při intenzivním používání čerpadla se mohou na stěnách čerpadla uvnitř tělesa a v oblastech rozvodu oleje hromadit zbytkové produkty technologického procesu ve formě struskových usazenin, nečistot a vlhkosti. Tyto usazeniny mají zpravidla vysoký tlak par a negativně ovlivňují provoz čerpadla.

Z tohoto důvodu vyžaduje postup výměny oleje nutnost propláchnutí čerpadla. K proplachování používejte pouze vakuový olej – nový nebo vyčištěný a přefiltrovaný použitý olej, zbavený vlhkosti a pevných částic.

Proplachování zahrnuje opakované vypouštění oleje z čerpadla k vypláchnutí zbytkových produktů z tělesa čerpadla. Po dokončení proplachování naplňte nový vakuový olej, který odpovídá charakteristikám typu čerpadla a technologickému postupu.

Postup výměny oleje na příkladu mechanické pumpy

Při čerpání toxických a nebezpečných plynů se stávají toxické nejen samotné čerpadlo, ale i pracovní kapaliny – vakuové oleje používané při provozu čerpadla. Při nalévání oleje je třeba používat osobní ochranné prostředky, jako jsou gumové rukavice.

Pořadí operací pro výměnu oleje:

1. Před vypuštěním oleje nechte čerpadlo běžet s evakuačním otvorem otevřeným „do atmosféry“ po dobu 5 sekund. To umožní, aby olej odtékal z čerpadla efektivněji;
2. Odpojte potrubí nebo jiné součásti na výfuku čerpadla a ponechte výfuk čerpadla volný. Otevřete vypouštěcí ventil nebo odšroubujte vypouštěcí zátku oleje na skříni čerpadla. Vypusťte olej gravitačně do předem připravené nádoby na olej, dodržujte bezpečnostní opatření;
3. Zavřete vypouštěcí ventil nebo utáhněte vypouštěcí zátku oleje na tělese čerpadla a doplňte požadované množství nového oleje do čerpadla otvorem pro plnění oleje. Zapněte čerpadlo na několik minut a sledujte stav oleje. Pokud dojde ke znečištění oleje, zastavte čerpadlo a vypusťte použitý olej. Poté přidejte další dávku čerstvého oleje a opakujte postup operací. Může být nutné provést tyto kroky několikrát, dokud není proplachování čerpadla dokončeno;
4. Po propláchnutí doplňte čerstvý olej a připojte čerpadlo k sacímu a výfukovému potrubí. Poté je třeba zapnout čerpadlo, zahřát na požadovanou teplotu a zkontrolovat hodnotu dosaženého tlaku;
5. Pokud čerpadlo po výměně oleje neposkytne požadovaný tlak nebo proplachování čerpadla nepřináší výsledky a olej se velmi rychle kontaminuje, je nutné provést generální opravu čerpadla ve specializovaném servisním středisku.

Kritéria pro výběr oleje pro mechanické čerpadlo

Ideální olej pro vakuové čerpadlo by měl mít následující vlastnosti:

• nízký tlak nasycených par;
• viskozita, stabilní v rozsahu provozních teplot;
• stabilita chemického složení, a to i při vysokých teplotách;
• inertnost a netoxicita;
• nízká schopnost rozpouštět plyny:
• minimální náklady.

Pracovní kapaliny syntetického původu mají lepší technické vlastnosti než minerální oleje. Syntetický olej má přesněji reprodukovatelné vlastnosti a stabilní chemické složení. U vysokovakuových tryskových vývěv se v současnosti doporučuje používat pouze syntetické oleje.

Minerální oleje mají zase nižší cenu. V tabulce Tabulky 2 a 3 poskytují doporučení pro výběr oleje pro vakuové čerpadlo pro konkrétní procesní aplikace.

Určení druhu oleje pro mechanická čerpadla

Určení typu oleje pro vysokovakuová proudová čerpadla

Tvorba elektrických zařízení a elektronických obvodů;.

Balení potravin a tekutin.

Zpracování dřeva a výroba papíru.

Testování dílů a součástí leteckých sestav za podmínek nízkého tlaku.

Pro čerpadlo přední řady, které je provozováno za normálních podmínek a pracuje s neagresivními plyny, lze použít minerální olej.

Pro malá čerpadla přední řady s rychlostmi čerpání nižšími než 500 l/min se doporučují oleje Moresco Neovac MR-100, Ulvoil SMR-100 a R-4. Jejich kinematická viskozita je 50 mm 2 /s a tlak nasycených par není větší než 10 -2 Pa.

Pro předvakuové pumpy s rychlostí čerpání od 500 do 10 000 l/min – oleje Moresco Neovac MR-200, Ulvoil MR-200 a R-7. Viskozita olejů typu MR-200 je 70 mm 2 /s, tlak par je nižší než 10 -3 Pa.

Pro velká čerpadla s rychlostí čerpání nad 10 000 l/min je určen olej Moresco Neovac MR-250, viskozita – 105 mm 2 / s, tlak páry – ne více než 10 -3 Pa.

Při odčerpávání vodní páry – Moresco Neovac MR-200A a Moresco Neovac MR-250A.

Při vysávání médií s abrazivními částicemi – Moresco Neovac ST-200.

Syntetický vakuový olej je nezbytný při práci ve vysokém zatížení a teplotách, dále při vystavení agresivnímu prostředí, kyslíku a směsím s chloridy a fluoridy.

Syntetický olej pro mechanická čerpadla s rychlostí čerpání menší než 500 l/min s antioxidačními přísadami a odolností vůči aktivním plynům – Moresco Neovac SA-L a Ulvoil R-2 (viskozita – 30 mm 2 / s, tlak nasycených par – pod 4 – 10 Pa).

Moresco Neovac SA-M je pracovní kapalina s antikorozními vlastnostmi. Je určeno pro čerpadla střední čerpací rychlosti, včetně čerpadel používaných v polovodičovém a chladicím průmyslu (viskozita – 64 mm 2 / s, tlak páry – pod 4 -10 Pa).

Vakuový olej Moresco Neovac SA-H je syntetický olej pro velká čerpadla s čerpací rychlostí 10 000 l/min. Tento olej se používá v čerpadlech s olejovou ucpávkou pro odčerpávání aktivních plynů, kyselých par v procesech moření, chemické nanášení par LPCVD, při vysokých teplotách a zatíženích (viskozita – 95 mm2/s, tlak par pod 4 -10 Pa).

Oleje pro vysokovakuová proudová čerpadla je třeba vybírat zvlášť pečlivě. V této oblasti se používají silikonové oleje. Hlavními požadavky na ně jsou nízký tlak par, vysoká tepelná stabilita, vysoká odolnost vůči vzdušnému kyslíku při zahřívání, vysoká molekulová hmotnost, nehořlavost a toxicita.

Olej pro pomocná ejektorová čerpadla – Moresco Neovac DB-12 (viskozita – 24 mm 2 /s, tlak nasycených par – ne více než 6 -10 Pa, bod vzplanutí 4 o C, molekulová hmotnost 212). Pomocná olejová čerpadla se používají ve vakuových pecích a instalacích, které vyžadují odčerpávání velkých průtoků a maximální výkon v rozsahu pracovního podtlaku do 335 Pa. Tato čerpadla jsou široce používána v metalurgii, stejně jako v chemické výrobě a ve stříkacích provozech na svitkové materiály.

Olej pro difuzní pumpy pro všeobecné použití – Moresco Neovac SX (viskozita – 22 mm 2 /s, tlak nasycených par – ne více než 7 -10 Pa, bod vzplanutí 6 o C, molekulová hmotnost 235). Difuzní čerpadla se liší od pomocných ejektorových čerpadel ve své schopnosti čerpat na nižší konečný zbytkový tlak, takže požadavky na tlak olejových par u difuzních čerpadel jsou vyšší.

Olej se zvýšenou teplotní odolností pro difuzní vývěvy – Moresco Neovac SY (viskozita – 26 mm 2 /s, tlak nasycených par – ne více než 1 -10 Pa, bod vzplanutí 6 o C, molekulová hmotnost 240). Jedná se o syntetický olej, který je odolný vůči oxidaci za vysokých teplot a znečištění čerpaného média.

Olej musí být vyměněn v souladu s návodem k obsluze čerpadla s přihlédnutím ke specifikům použití, nejméně však každých šest měsíců nebo každých 3000 provozních hodin. U čerpadel laboratorních analytických zařízení se doporučuje měnit olej každých šest měsíců. To platí pro hmotnostně spektrometrické detektory netěsností, mikroskopy, spektrometry, chromatografy a další high-tech zařízení pracující s nekorozivními plyny. Průmyslové aplikace a aktivní čerpaná média vyžadují častější výměnu pracovní kapaliny vývěvy.

seznam literatura

1. Yarmonov AN Základy vakuové techniky a technologie. Nakladatelství Permské státní technické univerzity. Perm, 2010.
2. Vinogradov ML, Kostrin DK Charakteristika, pravidla výměny a provozu olejů pro vakuové pumpy //AIP Conference Proceedings. AIP Publishing, 2019. T. 2089. No. 1.
3. Ammosova LM, Zeitlin a AB, Shiryaev AT Pracovní kapaliny pro vývěvy. Ústřední vědecký technický ústav ropného a chemického inženýrství. Moskva. 1989.
4. Vinogradov ML, Barchenko VT, Lisenkov AA, Kostrin DK a Babinov NA Prostup plynu přes vakuové materiály // Vakuum ve Forschung und Praxis. 2015. č. 3. R. 26.–29.