Separator oleju w sprężarce śrubowej - jak działa i kiedy wymieniać wkład.

Najważniejsze w skrócie

• Separator oleju w sprężarce śrubowej oddziela olej od sprężonego powietrza. W typowych sprężarkach olejowych proces obejmuje separację wstępną oraz koalescencję drobnej mgły olejowej we wkładzie separatora.
• W wielu urządzeniach wymiana wkładu przypada orientacyjnie co 2000–4000 godzin pracy lub według określonego interwału czasowego, ale zawsze należy kierować się harmonogramem producenta konkretnej sprężarki.
• Jednym z ważnych parametrów diagnostycznych jest różnica ciśnień na separatorze. W niektórych konstrukcjach wartości w okolicach 0,8–1,0 bar mogą już wskazywać na nadmierny opór wkładu, jednak wartość graniczna zależy od urządzenia.
• Nadmierne wynoszenie oleju, wzrost jego zużycia, większy spadek ciśnienia lub pogorszenie parametrów pracy mogą wskazywać na problem z separatorem albo innym elementem układu separacji oleju.
• Zużyty separator może zwiększać opory przepływu, koszty energii oraz obciążenie filtrów i instalacji znajdujących się za sprężarką.

Separator oleju jest jednym z kluczowych elementów eksploatacyjnych w olejowej sprężarce śrubowej. Jego prawidłowe działanie ogranicza ilość oleju przenoszonego wraz ze sprężonym powietrzem i umożliwia odzyskanie oleju do dalszej pracy w obiegu sprężarki.

Czym różni się separator oleju w sprężarce od separatora odmy w silniku?

Separator oleju w sprężarce śrubowej i separator odmy stosowany w silniku spalinowym mają podobną nazwę, ale pracują w zupełnie innych układach i pełnią inne funkcje.

Separator oleju w sprężarce śrubowej oddziela olej od sprężonego powietrza powstającego podczas pracy stopnia śrubowego. Olej jest potrzebny w sprężarce m.in. do chłodzenia, smarowania i uszczelniania procesu sprężania, dlatego po opuszczeniu stopnia śrubowego występuje w postaci mieszaniny z powietrzem.

Separator odmy w silniku spalinowym oddziela natomiast krople i aerozol olejowy od gazów ze skrzyni korbowej, zanim gazy te zostaną skierowane do układu dolotowego. Układ odmy pomaga również kontrolować ciśnienie w skrzyni korbowej silnika.

Uszkodzenie układu odmy może powodować m.in. zwiększone zużycie oleju, wycieki, dymienie lub problemy z pracą silnika. Nie są to jednak objawy, na podstawie których diagnozuje się separator oleju w sprężarce.

Oba rozwiązania są przeznaczone do innych ciśnień, przepływów i warunków pracy. Separator sprężarkowy i separator odmy nie są elementami zamiennymi.

Jak działa separator oleju w sprężarce śrubowej?

W olejowej sprężarce śrubowej olej jest wprowadzany do stopnia sprężającego. Odpowiada m.in. za smarowanie współpracujących elementów, chłodzenie procesu sprężania oraz ograniczenie wewnętrznych przecieków powietrza.

Po opuszczeniu stopnia śrubowego powstaje mieszanina sprężonego powietrza i oleju. Trafia ona do zbiornika separatora, gdzie proces oddzielania przebiega zazwyczaj w kilku etapach.

1. Separacja wstępna – ruch strumienia i zmiana kierunku przepływu pomagają oddzielić większe krople oleju od powietrza. Olej gromadzi się w dolnej części zbiornika.
2. Koalescencja – pozostała drobna mgła olejowa przechodzi przez wkład separatora. Drobne krople łączą się w większe.
3. Odzysk oleju – oddzielony olej gromadzi się w odpowiedniej części wkładu i jest odprowadzany przewodem lub rurką powrotną do obiegu sprężarki.
4. Przepływ powietrza dalej do instalacji – zawartość oleju jest znacząco ograniczona, jednak powietrze ze sprężarki olejowej nie staje się przez to automatycznie powietrzem bezolejowym.

Sprawny separator ogranicza tzw. oil carryover, czyli wynoszenie oleju wraz ze sprężonym powietrzem. Ma to znaczenie nie tylko dla samej sprężarki, ale również dla filtrów, osuszaczy oraz urządzeń zasilanych z instalacji.

Jeżeli proces wymaga określonej jakości sprężonego powietrza, za separatorem mogą być potrzebne kolejne stopnie uzdatniania, np. filtry sprężonego powietrza.

Kiedy należy wymieniać wkład separatora oleju?

Wkład separatora jest elementem eksploatacyjnym. Podczas pracy stopniowo gromadzą się w nim zanieczyszczenia, a opór przepływu może rosnąć.

W wielu sprężarkach spotyka się harmonogramy wymiany w zakresie około 2000–4000 godzin pracy lub określony interwał czasowy. Nie jest to jednak uniwersalna zasada. W zależności od producenta, modelu sprężarki, rodzaju oleju i warunków eksploatacji okres ten może być krótszy albo znacznie dłuższy.

Najważniejszym punktem odniesienia jest zawsze instrukcja i harmonogram serwisowy konkretnej sprężarki.

Na trwałość separatora wpływają m.in.:

• rodzaj i jakość stosowanego oleju,
• temperatura pracy sprężarki,
• zanieczyszczenie zasysanego powietrza,
• stan filtra powietrza i filtra oleju,
• warunki pracy i liczba godzin pod obciążeniem,
• stan całego układu separacji i powrotu oleju.

Co oznacza wzrost różnicy ciśnień na separatorze?

Jednym z ważnych parametrów diagnostycznych jest spadek ciśnienia na wkładzie separatora, czyli różnica pomiędzy ciśnieniem przed i za elementem separującym.

Wraz z zanieczyszczeniem wkładu opór przepływu rośnie. W niektórych konstrukcjach wartości w okolicach 0,8–1,0 bar mogą oznaczać już istotne obciążenie separatora, ale dokładny próg wymiany należy sprawdzić w dokumentacji producenta.

Nadmierny spadek ciśnienia oznacza dodatkową stratę energii. Sprężarka musi pracować przy większym oporze wewnętrznym, aby uzyskać wymagane parametry po stronie instalacji.

Jakie są objawy zużytego lub uszkodzonego separatora oleju?

Nie każdy objaw związany z olejem oznacza automatycznie uszkodzenie wkładu separatora. Diagnostyka powinna obejmować cały układ separacji i powrotu oleju.

Nadmierna ilość oleju w sprężonym powietrzu

Jednym z najbardziej charakterystycznych sygnałów jest zwiększone wynoszenie oleju ze sprężarki. Ślady mogą pojawiać się na filtrach, w dalszej części instalacji, przy osuszaczu lub na urządzeniach zasilanych sprężonym powietrzem.

Przyczyną może być zużyty albo uszkodzony separator, ale również m.in. zbyt wysoki poziom oleju, problem z przewodem powrotnym oleju, niewłaściwy olej lub nieprawidłowe warunki pracy sprężarki.

Zwiększone zużycie oleju

Jeżeli poziom oleju spada szybciej niż wcześniej, warto skontrolować układ separacji. Nieskuteczne odzyskiwanie oleju może powodować jego zwiększone wynoszenie wraz ze sprężonym powietrzem.

Rosnący spadek ciśnienia

Zanieczyszczony wkład może coraz bardziej ograniczać przepływ powietrza. Powoduje to dodatkowy spadek ciśnienia oraz może zwiększać koszt wytworzenia sprężonego powietrza.

Pogorszenie warunków pracy instalacji

Nadmierna ilość oleju przedostająca się dalej może dodatkowo obciążać filtry oraz zanieczyszczać elementy instalacji i procesy, w których jakość powietrza ma znaczenie.

Co się stanie, jeśli separator oleju nie zostanie wymieniony na czas?

Zbyt długie użytkowanie zużytego separatora może powodować zarówno problemy po stronie sprężarki, jak i dalszej instalacji.

• Wzrost kosztów energii – większy opór przepływu oznacza dodatkową stratę ciśnienia.
• Zwiększone zużycie oleju – pogorszenie separacji może zwiększyć ilość oleju przenoszonego z powietrzem.
• Obciążenie filtracji – większa ilość aerozolu olejowego skraca żywotność elementów filtracyjnych znajdujących się za sprężarką.
• Zanieczyszczenie instalacji i procesu – szczególnie istotne przy lakierowaniu, produkcji lub innych zastosowaniach wymagających kontrolowanej jakości powietrza.
• Ryzyko awarii i przestoju – ignorowanie rosnącego spadku ciśnienia lub nadmiernego wynoszenia oleju może prowadzić do dalszych problemów eksploatacyjnych.

Separator oleju, separator cyklonowy i separator woda–olej – czym się różnią?

W instalacji sprężonego powietrza słowo „separator” może oznaczać kilka różnych urządzeń. Nie należy ich ze sobą utożsamiać.

Wewnętrzny separator oleju w sprężarce

Znajduje się w olejowej sprężarce śrubowej i odpowiada za oddzielanie oleju od sprężonego powietrza oraz jego odzysk do obiegu sprężarki. To właśnie tego elementu dotyczy główna część tego poradnika.

Separator cyklonowy

Separator cyklonowy montuje się w instalacji sprężonego powietrza. Wykorzystuje siłę odśrodkową do oddzielania ze strumienia powietrza skroplonej cieczy i większych kropli kondensatu. Nie pełni jednak tej samej funkcji co wewnętrzny separator oleju w sprężarce.

Separator woda–olej

Separator woda–olej nie oczyszcza sprężonego powietrza. Jego zadaniem jest rozdzielenie oleju i wody znajdujących się w kondensacie powstającym podczas pracy układu sprężonego powietrza.

Jeśli chcesz dokładniej poznać ten etap eksploatacji instalacji, przeczytaj również poradnik: Kondensat ze sprężarki – jak odprowadzić i zutylizować? Separator woda–olej.

Kondensat z instalacji olejowej może zawierać olej oraz inne zanieczyszczenia. Sposób jego oczyszczania i dalszego zagospodarowania należy dopasować do jego składu oraz obowiązujących wymagań.

Separator oleju a norma ISO 8573-1

ISO 8573-1 określa klasy czystości sprężonego powietrza m.in. pod względem cząstek stałych, wody i oleju.

Sprawny separator wewnętrzny jest ważnym elementem ograniczającym wynos oleju z olejowej sprężarki śrubowej, ale sam separator nie gwarantuje osiągnięcia określonej klasy czystości według ISO 8573-1.

Jeżeli proces wymaga konkretnego poziomu czystości, trzeba dobrać kompletny układ uzdatniania obejmujący odpowiednie filtry, osuszanie oraz – zależnie od wymagań – kolejne stopnie filtracji.

Jak dobrać wkład separatora oleju do sprężarki?

Wkład separatora należy dobierać do konkretnego modelu i wersji sprężarki. Sam rozmiar elementu nie jest wystarczającym kryterium.

Przed zamówieniem warto sprawdzić:

• producenta i dokładny model sprężarki,
• numer seryjny urządzenia,
• numer katalogowy obecnego separatora,
• parametry i wersję konstrukcyjną sprężarki,
• wymagania producenta dotyczące części serwisowych.

Niewłaściwie dobrany wkład może powodować zbyt duży spadek ciśnienia, nieprawidłową separację oleju albo problemy z montażem i szczelnością.

Najczęściej zadawane pytania o separator oleju w sprężarce śrubowej

Czy separator oleju można wyczyścić zamiast wymieniać?

Typowy wkład koalescencyjny stosowany w olejowej sprężarce śrubowej jest elementem eksploatacyjnym przeznaczonym do okresowej wymiany. Nie należy go myć ani przedmuchiwać w celu przywrócenia pierwotnych parametrów, chyba że producent konkretnego elementu wyraźnie przewiduje inną procedurę. W praktyce po osiągnięciu granicznego zużycia wkład zastępuje się nowym.

Jaki wpływ ma jakość oleju na żywotność separatora?

Duży. Należy stosować olej zgodny ze specyfikacją producenta sprężarki. Niewłaściwy albo zdegradowany środek smarny może sprzyjać powstawaniu osadów, pienieniu lub pogorszeniu procesu separacji, co może skrócić żywotność separatora i innych elementów układu.

Czy można samodzielnie wymienić separator oleju?

Wymiana wymaga znajomości konstrukcji konkretnej sprężarki i procedury producenta. Przed rozpoczęciem prac urządzenie musi zostać odłączone od zasilania, zabezpieczone przed przypadkowym uruchomieniem, całkowicie rozprężone i – jeśli wymaga tego procedura – pozostawione do ostygnięcia. W przypadku braku doświadczenia serwisowego bezpieczniej zlecić wymianę wykwalifikowanemu serwisowi.

Jakie są normy dotyczące zawartości oleju w sprężonym powietrzu?

Norma ISO 8573-1 określa klasy czystości sprężonego powietrza, w tym klasy dotyczące zawartości oleju. Sprawny separator wewnętrzny ogranicza wynos oleju ze sprężarki olejowej, ale nie należy traktować go jako jedynego elementu odpowiedzialnego za osiągnięcie wymaganej klasy. W zależności od zastosowania potrzebna może być dodatkowa filtracja i odpowiednio zaprojektowany układ uzdatniania.

Czy separator oleju jest potrzebny w sprężarce bezolejowej?

Sprężarka bezolejowa, w której olej nie jest wtryskiwany do komory sprężania, nie wymaga wewnętrznego separatora oleju takiego jak sprężarka śrubowa olejowa. W instalacji nadal może jednak powstawać kondensat wodny, który należy prawidłowo odprowadzać. Sposób jego zagospodarowania powinien wynikać z rzeczywistego składu kondensatu oraz warunków pracy całej instalacji.