Масла POE vs PVE

На текущий момент большую популярность получили поливинилэфирные (PVE) масла для холодильных компрессоров основным поставщиком которых является Idemitsu (Japan). Данная популярность, в первую очередь, вызвана якобы отсутствием гидролиза при высоких температурах. 

Сравнение масел POE vs PVE

(оригинал исследований в документации CPI Engineering services (Lubrisol)USA)

• Химическая формула

На рисунке 1 показана молекулярная структура POE и PVE масел. Масло PVE является смесью полимеров разных видов и содержащей компоненты с различным молекулярным весом. POE- особые молекулы с измененными свойствами определяемыми путем подбора исходных материалов вступающих в реакцию.

Масло POE производится путем реакции многофункциональных спиртов и однокомпонентных карбоксильных кислот. Варьируя состав спиртов и кислот достигаются различные свойства, такие как вязкость, смешиваемость с хладагентами и гидролитическая стабильность.
Масло PVE производится путем полимеризации винил эфиров. Путем вариации длины цепочки и замещением функциональных групп достигаются такие свойства масла как вязкость и взаимодействие с хладагентами.

С использованием газовой хроматографии построен график сравнения двух масел:

Газо-жидкостная хроматография — разделение газовой смеси вследствие различной растворимости компонентов пробы в жидкости или различной стабильности образующихся комплексов. Неподвижной фазой служит жидкость, нанесенная на инертный носитель, подвижной — газ. (Wikipedia).

По сравнению с маслом PVE, масло POE имеет большую стабильность, поскольку выделение компонентов происходит на более узком участке графика.

В таблице 1 приведено сравнение основных физических свойств масла POE и PVE:

Масла PVE имеют более низкий коэффициент вязкости по сравнению с POE. Смазки с более высоким индексом вязкости имеют меньшее изменение вязкости в определенном диапазоне температур (POE). Также температура вспышки у масел PVE значительно ниже, чем у POE.

• Летучесть

Результаты показаний газовой хроматографии и значительная разница температур вспышки двух масел с одинаковой вязкостью подсказываю о необходимости проведения теста на летучесть. Сравнение производится на основании теста "Noack Volatility" ASTM D5800 (общий тест для определения летучести масла). Образцы были подвержены воздействию температуры в 250 С на протяжении 1 часа. После теста измерена потеря веса в %. В сравнении с POE, PVE имеет более высокий процент потери веса.

Другой тест для определения летучести (TGA) Termal Gravimetric Analysis. Данный тест показывает процент потери веса за период времени ISO VG32 PVE и POE. Образцы были нагреты с использованием диапазона увеличения температуры 10 С в минуту. Через 20 минут продукт PVE показывает 10% потерю веса в сравнении с 0% у POE.

• Поглощение влаги

PVE имеет большее процентное содержание атомов кислорода к карбону, чем POE. Влияние большего количества кислорода показано в количестве и скорости поглощения влаги. На Рис.5 отражено поглощение влаги PVE32 и POE32 при 25 С и относительной влажности 80%. После 4 часов масло PVE поглощает 1,000 ppm влаги, в то время как POE поглощает 200 ppm. Это означает, что при использовании PVE масел должны быть соблюдены еще более жесткие требования по сокращению контакта масла с воздухом. Высокое содержание влаги в холодильной системе может привести к множеству проблем, включая коррозию, омеднение и.т.д.

• Гидролитическая стабильность- способность гидравлической жидкости не образовывать кислот в присутствии воды.

Хорошо известно, что сложные эфиры (ester) гидролитически не стабильны, в отличии от эфиров (ether). Когда проводились испытания при низких температурах (100 С или меньше) значительного гидролиза POE не наблюдалось. PVE продукты не подвержены гидролизу даже при условиях ASHRAE97. Однако фосфорные присадки против износа в маслах PVE в присутствии влаги имеют достаточно высокую скорость гидролиза. Продукты этого гидролиза являются более сильными кислотами, чем те, которые образуются при гидролизе POE. В таблице 3 показано сравнение PVE при содержании влаги <50ppm и при 1000 ppm.

*TAN (total acid numbers) - содержание кислоты

• Скрытая формула PVE

Масла PVE производятся под определенной формулой. Данная формула содержит антиоксиданты, фосфорные присадки против износа и уловители кислоты. Масла POE имеют долгую историю формирования наилучших свойств смазки и не нуждаются в присадках против износа, за исключением особенных случаев. Использование присадок может привести к неожиданным сложностям. Результаты работы компрессора с маслом PVE приведены в таблице 4. Выполнено два теста с использованием фильтра- осушителя и без него.

Данные приведенные в таблице указывают на практически полное удаление фосфорных присадок из масла. Без фильтра осушителя содержание фосфорных присадок уменьшилось на 50% по сравнению с исходным компонентом.

• Смазывающие характеристики

Существует достаточно большое количество тестов для определения смазывающих характеристик (способностей) масла. Данные двух тестов: Falex Load to Fail (нагрузка до разрушения) и 4-Ball wear test (испытания на износ), приведены в таблице №5.

Тест на нагрузку до разрушения указывает на значительное превосходство масла типа POE при сравнении с PVE одинаковой вязкости. Тест на износ показал практически одинаковые значения у обоих типов масел.

·         Заключение

1. POE имеет более высокий индекс вязкости в сравнении с PVE
2. POE меньше подвержено испарению
3. POE меньше растворяется в воде
4. POE менее гигроскопично
5. Рабочие температуры компрессора не вызываю гидролиз масел POE. (Гидро́лиз (от др.-греч. ὕδωρ — вода + λύσις — разложение) — один из видов химических реакций сольволиза, где при взаимодействии веществ с водой происходит разложение исходного вещества с образованием новых соединений, в данном случае кислот.
6. POE не содержит лишних присадок
7. POE имеет отличные смазывающие способности
8. На рынке представлена достаточно широкая линейка масел POE  для удовлетворения любых условий эксплуатации
9. POE имеет 20-ти летнюю историю применения с хладагентами HFC