我国无油润滑压缩机发展历史及存在的问题

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　　杭州制氧机厂在无润滑方面较早地开展了工作，石墨环压缩机是该厂首制成功，1963年又开展了迷宫式压缩机设计，调研期间该厂正在总装调试供气量360NM3/h，进气压力为常压，排压为11kgf/cm，转速580r/min，其迷宫密封圈是哈尔滨电碳厂提供的石墨环制成的，并正在开始研制填充含氟塑料环无润滑氧气压缩机。

　　调研组并对国内自润滑材料进行了总结，国内从事固体自润滑材料的研究单位，有中国科学院兰州化学物理研究所、上海有机化学所、长春应用化学所、上材所、上塑所、北京化工研究院等。推荐填充氟塑料、石墨、尼龙、聚酰亚胺、石墨纤维等材料。当时国内生产聚四氟乙烯通过国家鉴定有中国科学院有机化学所、上海合成橡胶研究所，此外还有锦州化工厂、上海宏源化工厂等。当时生产聚四氟乙烯的国家有美、英、苏、意、西德、法国、中国等少数国家。

　　国家科委技术科学学组组织的压缩机无润滑调查组对我国无油压缩机的发展起到宣传、播种、推广、组织的作用。会后尤其是调查组成员单位采取积极措施。沈气厂重新开发了2Z-3/8、ZZ-6/8、2Z-1/5仪表用无油压缩机及喷气织布用Z-0.4/1.5型无油空压机，沈气所用高压无油试验机对 320kgf/cm填料密封，将活塞杆中心打孔直接通入循环润滑压力油以导出活塞杆与密封环直接磨擦表面的热量，如此部分热量导不出来则4分钟内温度可升62℃，大约产生 1.8马力（75Btu/min）的热量。对全无润滑压缩机，沈气厂选用Z-0.9/8空压机机型进行试验，曲轴通水冷却，主轴瓦、连杆大头瓦、活塞环、支承环均用填充聚四氟乙烯材料，连杆小铜套采用粉末冶金含油轴承，一共运行试验280h。准备连续试验连杆小头瓦，采用航空滚动轴承（采用聚四氟乙烯保持架），但因沈气厂以生产大中型压缩机为主，认为搞全无油是小型压缩机使用，故不打算进行下去。机械部通用总局陈幼君总工程师利用午休听取详情汇报后，提出要沈气厂按10万元规模筹建无油塑料环生产研究试验室，但拿出方案再到部找陈总，机械部已受红卫兵冲击，此后“文革”波及全国，试验无法进行......，成立革委会，作为一个无润滑压缩机的幸运者也调离了岗位，直至1971年三线建设搬迁至四川。

　　1976 年四川空气压缩机厂正式建立塑料工部，为压缩机行业第一个制造聚四氟乙烯塑料元件的工部，1979年10月，四川空压厂4M8-36/320型无油结构少油润滑氮氢气压缩机在四川省新都氮肥厂投产（该机生产20余台），根据新都氮肥厂的运行记录，1980年1月运行30天，2月运行28.5天，3月运行 30.5天，认为运转率高,经半年拆检(已运行3500h)，5-6级活塞环磨损漏每月可节约用电3375度，并与L3.3-17/320型比较如下：

　　不久沈气厂引进技术生产无润滑塑料元件.我国从事无油润滑压缩机的研制从1965年第一台塑料环无油润滑压缩机的诞生至今已有40余年历史，但至今仍然无法令人满意。究其原因，一是过去以国家机密发放研究资料影响了普及推广，但是在那一无资料，二无设备的条件下，能创出与世界同步的成果值得后来人深思，他们没有享受成果奖励，只有付出的巨大劳动......。

　　三、当前我国无油压缩机设计制造使用尚存在的问题

　　3. 1对填充氟塑料元件的配方研究，尤其是高压密封元件的配方研制不足，配方与气体种类、湿度、温度、气体洁净程度使用压差速度等因素有关，技术创新需要实事求是，不该有半点科技浮澡。六十年代的兰州化学物理所的研究人员，为了利用玻纤作为聚四氟乙烯增强填充，最终确定采用无碱玻纤作为增强配方，当时考虑成本采用中级纤维10-20微米，拉伸长度2500-8000kgf/cm，并考虑到玻纤在拉丝时表面涂有一层蜡状物质——自润滑剂，影响它与塑料的粘结，故采取在300-350℃温度中热处理，处理表面呈棕色，此时润滑剂也基本去掉，便可供使用；为进一步提高玻纤与塑料结合的强度，对脱蜡玻纤进行伏兰处理，将脱蜡玻纤浸入3%伏兰水溶液中，浸渍时间以浸透为度，然后在140-150℃下烘焙10-20分钟，使伏兰与玻纤表面起反应，然后用自来水洗涤，再经110-120℃，经15-20分钟烘干即可。选用甲基丙烯酸氯化铬络合物作伏兰处理剂，因其含有两种以上官团,其一能与玻纤表面的OH基或所吸附的水分直接进行化学反应，另一种官团能与树脂的有关基因起反应，在显微镜下观察最终处理的玻纤应是成打卷卷的棉花团状。但是至今国内填充聚四氟乙烯的显微照相中的玻纤是成杆状，说明其粘结性肯定不好，其玻纤未进行焙烧和伏兰处理。美国普渡文集曾在早期介绍过各种气体介质进行配方试验的装置，但在我国未曾了解到有谁对各种气体介质配方进行试验的装置，基本上是在产品上做试验，而且往往听说碳纤维好，就一拥而上，什么气体都要求碳纤维配方。制造塑料元件的单位宣称配方保密，是技术不到家还是保密，令人生疑。国外曾经对氧气压缩机的配方作了很多试验，得出采用填充25%的玻纤，其磨损系数 K值最低，在很多进口的往复式氧气压缩机中普遍采用此配方。对氧压机而言，处理氧气的主要危险是氧气本身与易燃物料的反应。其对氧气压缩机的装置系统易燃物料是易氧化的有机物或无机物。易燃有机物是润滑油、粘结剂、垫片和阀片的填料；易燃无机物是碳钢、铁锈或铁的氧化皮。为减少氧气压缩机中的着火或爆炸危险，要求对氧压机的设计，为确保气缸无油润滑采用长双室中间接筒，氧气温度在177℃以上不应使用铸铁或碳钢的管线和设备，对压缩机管路中的气体速度予以限制。例如在0.1013Mpa,120℃对于干燥氧气，用于碳钢管路的安全速度是30m/s，当采用不锈钢管路对其安全速度则是61m/s，随着操作温度或压力升高，最大安全速度下降，在出现高流速的地方，零件选材以黄铜、青铜、不锈钢和蒙乃尔。对于氧气压缩机近年发生燃烧事故，如不是保密工作做的好，已是屡见不鲜，采用碳纤维配方的填充四氟乙烯塑料环，其碳纤占据20-30%配比。为此笔者建议对氧压机不宜填充碳石墨和碳纤，除安全考虑外，且对35号钢和2Ccr13等都会发生点腐蚀。

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