浅谈液压油的污染与控制

1浅谈液压油的污染与控制中港疏浚新海象孔祥凯摘要：液压油的污染将会直接影响系统的正常工作，使元件过度的磨损，甚至会造成设备的故障。液压油对液压设备犹如血液对生命、清洁的液压油在系统内循环流动是保证设备正常运行和润滑的重要条件。关键词：液压油污染随着船舶自动化及集成化程度的提高，液压传动技术已广泛地应用于现代船舶中，特别是疏浚船舶。液压传动技术和各种液压设备的使用，使得船舶设备的可靠性及安全性大大提高，减少了船舶管理人员的工作强度，改善了船员的工作环境。在工程疏浚船舶上液压传动技术主要使用在如下几个方面：泥门、耙头吊架、弯头滑车、主动耙头等。一个液压系统能否正常工作，除系统设计、元件制造和维护外，油的清洁度是十分重要的因素。液压油的污染将会直接影响系统的正常工作，使元件过度的磨损，甚至会造成设备的故障。液压油对液压设备犹如血液对生命、清洁的液压油在系统内循环流动是保证设备正常运行和润滑的重要条件。有关资料表明，现场70％-80％液压系统的工作不稳定和出现故障都与液压油的污染有关。因此，研究学习液压油污染和防治污染的规律性，可以更科学、更有效地开展液压油污染的防治对避免与减少液压设备及系统故障有着重要的意义。1、我轮两例故障案例的分析1.1故障一：甲板液压系统泥门功能阀组改造为差动控制后的一段时期内，泥门在收起后时常发生自动下滑的现象，反复收放几次泥2门后，故障现象消失。分析原因是由于新换功能阀组处于磨合期，产生磨损颗粒较多，且此阀组对液压油油质要求相对较高，从而出现功能阀组间歇性失效的现象。针对此现象，用滤油车将系统油循环过滤几天，更换液压油磁性回油滤器后液压系统恢复正常。1.2故障二：液压泵站所有的液压泵在压力达到160公斤左右后压力无法升高，尝试调整电磁溢流阀调高其压力，无效果。在更换液压系统回油背压阀后，调整背压阀压力，解决了这一问题。过后几天，耙头吊架出现不能正常收起的现象，液压泵压力正常，怀疑换向阀卡死，更换阀件后解决。对所换下的液压阀件拆检时发现系统垃圾将阀芯卡住。原因很直接，液压油的污染是根本。在船舶养护期间，将液压油用滤油车抽出，液压油柜检查发现油柜底部存在大量的垃圾，油柜清洗后再重新用滤油车将液压油过滤打到油柜。在更换液压油回油滤器时滤器很脏，在后来的使用中缩短了更换滤器的周期。油的问题解决后，液压系统使用基本正常。2、液压油污染度的定义及标准液压油污染度是指液压油受污染的程度。判定液压油污染度的标准有国际标准化组织制定的ISO4406，污染度等级用两组数码表示工作介质中固体颗粒的污染度，前面一组数码代表1mL工作介质中尺寸不小于5μm的颗粒数等级，后面一组数码代表1mL工作介质中尺寸不小于15μm的颗粒数等级，两组数码之间用一斜线分隔。（例如污染度等级数码为18/15的液压油，表示它在每毫升内不小于5μm的颗粒数在1300~2500之间，不小于15μm的颗粒数在160~3203之间）。我国制定的GB/T14039-95与ISO4406同效。3、液压油污染物来源的多样性和必然性液压油污染物来源的具有多样性的特点，可分为外部侵入和内部产生两大途径。3.1外部侵入物的污染：3.1.1残留物的污染：主要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运输、安装、维修过程中，带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、油垢、棉纱和灰尘等，虽然经过清洗，但未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油液污染；3.1.2液压油在贮存时由于油箱呼吸器管口加盖不严，灰尘、雨水和空气侵入，由于温度变化停机时空气中的水分侵入；3.1.3在加注液压油时由于加注容器，输油管不洁将粉尘等杂质混入；3.1.4在维修拆装装入过程杂质混入。3.2生成物的污染：主要指液压传动系统在工作过程中冲击及磨损所产生的金属微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、气泡、水分及液压油变质后的胶状物等所造成的液压油液污染。西门子公司的实验报告指出：90%油污染引发的故障产生于磨损产生的磨屑微粒，另外油在高温时会氧化。油温在华氏140～180度时为正常，油温再升高，则油的氧化率会升高，油温每升高10℃，油的氧化率会提高1倍，液压油氧化会生成油泥(胶状物)或为液压油的杂质。以上这些颗粒污物就像研磨金属加工面时使用的研磨剂，它们随4着液压油的循环流动而遍布整个液压系统。当通过液压油泵、传动机构、阀件等各液压元件时，会加剧各摩擦副的磨损，同时产生出新的污染颗粒，造成恶性循环，使故障期提前，大大降低元件的使用寿命，严重威胁着液压系统的正常工作。混进液压油的气泡、水分、油液分解残余物及表面活性媒介物等会腐蚀系统内各元件，并使元件表面的污物分散到油液中去而难以清除，还会降低过滤网附着污物的能力，常常使节流孔堵塞，电磁换向阀卡死。使液压元件失效造成事故故障。从液压油污染物的来源分析，对外部杂质的侵入预防的机率较大，只要预防措施有力，几乎从技术上可使预防率达到95%以上。但对于内部生成物的污染控制性对困难，由于系统运行中生成物的产生在所难免，无法从技术上做到零磨损和零氧化，只能做到微磨损和微氧化，所以液压油的污染是一定会产生的，有必然性，对运行的机器零污染是不可能的，但是针对污染物的来源多样性，采取对应的多样措施，可以实现低污染，提高系统工作稳定性，延长使用寿命。4、液压油污染对液压传动系统所造成主要危害及常见故障：4.1固体颗粒物和胶状生成物堵塞过滤器，使液压油泵吸油不畅、运转困难，产生噪声、震动；堵塞阀类元件的节流孔或缝隙、卡在密封阀件的密封面上使阀类元件动作失灵(在大型挖泥船液压系统中功能阀组、换向阀件较多，此类故障出现较多)。4.2水分和空气的混入会降低液压油液的润滑能力，并加速其氧化变质；产生气蚀，使液压元件加速损坏；使液压传动系统出现振动、爬行等现象。54.3微小固体颗粒会加速有相对运动零件表面的磨损，使液压元件磨损量超过规定值，丧失正常工作功能；同时，它也会划伤密封件，使泄漏流量增加；5、液压油污染的控制由于液压油被污染的多样性和污染产物的必然性，要彻底地防止污染是很困难的。为保证液压传动系统的正常稳定工作，延长液压元件的使用寿命，应将液压油的污染程度控制在一定的范围内。一般常采取如下措施来控制污染：5.1消除残留物污染：液压系统组装前，必须对各元件进行严格的清洗；在液压系统改造、管路换新、阀件换新时应对其彻底清洗，安装时注意防止污染物进入系统。5.2减少外来的污染：减少液压系统的污染源，加强粉尘治理减少工作现场的粉尘，改善设备的运转环境，保持液压泵站的清洁。油箱通大气处要加空气滤清器，向系统补油时应通过过滤器（滤油车），滤油车的滤器应视情及时换新。5.3滤除系统产生的杂质：根据系统和元件的不同要求，分别在泵的吸油口、管路、功能阀组、伺服阀或调速阀的进油口、系统回油至油箱处，按照要求的过滤精度，设置过滤器。并且要定期检查、清洗或更换滤芯。在需要时，还可以增设外循环过滤系统，从而使系统的污染物控制等级得到提高；过滤器的滤网脏堵或有破裂要及时更换。对变质油和清洁度超标油禁止使。5.4控制液压油温度：过高的油温会加速液压油的氧化变质。大6型船舶液压系统可用扩大油箱容量和通风自然冷却来缓解油温的升高；另外还可以采用双油箱结构方案，以实现不同温升情况下的油温调节；反之，油温过低会是液压油粘度增加，液压传动管路阻力和液压冲击振动增大，管路爆裂等液压故障发生率提高。液压油柜可安装电加热器，在天气寒冷时控制适当的油温可增加系统稳定性。5.5加强液压系统的维护保养和管理：根据液压系统的特点和使用环境，选择合适的液压油。加强油品管理，正确管理新油，避免开封后的新油暴露于大气之中，减少与空气、水分杂质的接触；定期清洗滤芯、油箱、管道和元件内部的污垢，定期更换滤芯，建立液压系统一级保养制度；减少系统的泄漏，避免空气进入系统，检修时注意清洁，防止异物、杂质进入系统；严格按说明书的要求对液压油油质进行化验，常用来检测液压油污染度的方法有铁谱分析法（此方法无法检测非磁性污染物）、光谱分析法（此法不能分析大于5um的颗粒）、重量分析法（此方法无法核查污染颗粒的尺寸大小及分布）、自动颗粒计数法（可以直接读出颗粒的尺寸大小及分布）等几种。当油品超过规定的要求时应及时换新。现代科技日新月异，液压传动技术日臻完善。船舶管理人员应不断提高自己的素质，对液压油的管理也应适应设备技术的新要求，提高液压系统的安全性，稳定性。确保船舶的安全，保证船舶的正常施工，减少经济损。