環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)機械對液壓系統(tǒng)污染物的控制

汪 洪

摘要:筆者重點分析了工程機械液壓系統(tǒng)污染的原因與危害,并提出如何對液壓系統(tǒng)在使用中的污染進行控制,對提高液壓系統(tǒng)工作的可靠性及穩(wěn)定性具有較重要的意義。

關鍵詞:液壓系統(tǒng);污染控制

油液中的污染物主要有:固體顆粒、水、空氣、有害化學物質和微生物等。作者通過這幾年對環(huán)衛(wèi)處所用液壓系統(tǒng)的維護管理中,液壓故障有70%～80%是由油液污染及粉塵導致的。要保證液壓系統(tǒng)正常、可靠的運行,必須要保持系統(tǒng)的清潔。如何正確使用與維護液壓系統(tǒng),保證油液的清潔,是環(huán)衛(wèi)設備日常維護和使用中的一項重要任務。

1 系統(tǒng)污染的原因與危害

1.1 在環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)對液壓系統(tǒng)的污染的原因很多,從污染產生機理來看,分為氣體污染和顆粒污染二種:

1.1.1 氣體污染:在大氣壓下,液壓油中可溶解10%左右的空氣,在液壓系統(tǒng)的高壓下,在油液中會溶解更多的空氣或氣體。空氣在油液中形成氣泡,如果液壓支架在工作過程中在極短的時間內,壓力在高低壓之間迅速變換就會使氣泡在高壓側產生高溫在低壓側發(fā)生爆裂,如果液壓系統(tǒng)的元件表面有凹點和損傷時,液壓油就會高速沖向元件表面加速表面的磨損,引起泄漏。而在環(huán)衛(wèi)作業(yè)的環(huán)境周圍的大氣有混雜著甲烷、硫化氫等腐蝕性很強的有害氣體,這就加劇了液壓油及液壓系統(tǒng)元件表面化的蝕損。

1.1.2 顆粒污染:顆粒污染從產生的來源分為二種。

①來自外部侵入的異物:如制作、安裝過程中潛伏在系統(tǒng)內部的污染物,空氣、環(huán)境氣體、水分、切屑、磨料及冷卻液等。液壓油缸作為一些工程機械液壓系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件,由于工作過程中活塞桿裸露在外直接和環(huán)境相接觸,雖然在導向套上裝有防塵圈及密封件等,但也難免將塵埃、污物帶入液壓系統(tǒng),加速密封件和活塞桿等的劃傷和磨損,從而引起泄漏。這是顆粒污染為液壓元件損壞最快的因素之一。而在環(huán)衛(wèi)作業(yè)的液壓機械由于大都是在高粉塵的環(huán)境下工作。粉塵對液壓設備的影響是導致設備故障的主要原因之一。

②來自內部產生的異物:如系統(tǒng)工作過程中產生的污染,元件磨損金屬顆粒和密封件磨損顆粒碎片、液壓油氧化生成物、沉淀的油泥、冷卻器漏的水、雨水和空氣中水氣凝結的水分、換油時夾帶的污物、負壓吸進系統(tǒng)的空氣及環(huán)境腐蝕氣體等。

顯然,系統(tǒng)制作、安裝過程中潛伏的污染物多為切屑、毛刺、型砂、涂料、焊渣、磨料、銹片、綿紗纖維斷頭和灰塵等固體顆粒,它們對系統(tǒng)的危害比較大,必須在這一階段加強管理,控制污染,確保安裝后的液壓系統(tǒng)能夠安全可靠地運行。

1.2 污染物的危害:污染物混入系統(tǒng)后會加速液壓零件的磨損、研損、燒傷甚至破壞或者引起閥的動作失靈或者引起噪聲。污染物進入泵內會加快泵的磨損嚴重時造成泵的卡死,使油泵報廢。污染物會堵塞液壓元件的節(jié)流孔或節(jié)流縫隙,改變液壓系統(tǒng)的工作性能,引起動作失調甚至完全失靈?；覊m顆粒在液壓缸內會加速密封件的損壞,缸筒內表面的拉傷,使泄漏增大,推力不足或者動作不穩(wěn)定,產生異常的聲響與振動。還可能引起濾網堵塞,液壓泵吸油困難,回油不暢而產生氣蝕、振動和噪聲,堵塞嚴重時會因阻力過大而將濾網擊穿,完全喪失過濾作用,造成液壓系統(tǒng)的惡性循環(huán)。

2 液壓系統(tǒng)在使用中的污染控制

2.1 前期管理中污染的控制

2.1.1 加強對管理人員、駕駛員(操作人員)和維修工的技術培訓工作,提高他們的素質和質量意識,使他們掌握液壓污染控制的基本知識。

2.1.2 抓好液壓油的購、管、用。其具體內容包括以下幾項:

①正確選購液壓油:液壓油在液壓系統(tǒng)中起著傳遞壓力、潤滑、冷卻、密封的作用,液壓油選擇不恰當是液壓系統(tǒng)早期故障和耐久性下降的主要原因。應按隨機《使用說明書》中規(guī)定的牌號選擇液壓油,特殊情況需要使用代用油時,應力求其性能與主要技術指標必須與原液壓油的一致或相近原牌號性能相同。不同牌號的液壓油不能混合使用,以防液壓油產生化學反應、性能發(fā)生變化。深褐色、乳白色、有異味的液壓油是變質油,不能使用。盡量選購與原廠規(guī)定品牌和等級的液壓油,以保證所用油液與密封圈材質的相容性。

②液壓油入庫前應抽樣化驗,合格者方準入庫;對庫存的液壓油也應定期抽樣化驗,分析其污染度,若不符合要求則不得使用;進庫油應按各自的品牌存儲,嚴禁混放;油品不得露天存放,如無法避免應搭好防雨和防曬的設施。

③新油加注前,液壓用油、油桶要設置在干凈安全的地方,加強管理。所用的油桶,濾油機,油漏斗、油管等都應保持干凈。裝運液壓油的油桶必須事先清洗干凈,油桶需專用,不要與其他油桶混雜。

④更換新油時,應將油箱中的殘留油液排放干凈,清除沉積物,并用適量的待加油認真沖洗油箱內部。元件內殘留的舊油可用點動方法排除。

⑤設備臺賬中應建立用油卡片,明確該機型的用油品牌、用油定額和換油記錄。

2.1.3 對新購的液壓元件驗收時要從嚴把關,按有關標準逐項檢驗。有效地控制系統(tǒng)及元件在加工、裝配、包裝、儲存和運輸?shù)冗^程中殘留的污染物,如金屬切屑、焊渣、型砂、灰塵和清洗液等。

2.1.4 從制造工廠的設計因素考慮,提高元件耐污染能力可采取以下措施:保證合理的運動副間隙和潤滑狀況;合理選擇材料和表面處理工藝,提高摩擦表面的抗磨性與抗腐蝕性等。

2.2 使用中防污染的措施:

2.2.1 應定期清潔、更換濾油器或濾芯,防止液壓油二次污染,并嚴格把好濾油器的質量關。維修經驗證明,采用質量好的濾油器可使液壓泵、液壓馬達和液壓閥的壽命延長4-6倍,還可顯著延長液壓油的使用期限。油箱中的油液應根據(jù)工作情況定期更換。在換油時,應先更換系統(tǒng)所有的進油管路及回油管路的濾芯。然后將油箱底部積存的污物雜質去掉,將油箱清洗干凈。油液污染度的簡易鑒別方法有:(1)目力視察。人的正常視力極限一般為40μm左右。因此,油液中污物雜質的顆粒尺寸大于40μm時,人的眼力即能看到,當目力能直接觀察到污物質時,說明工作油已經很臟了,必須更換。(2)試管相比。用試管把新油和使用油加以比較,如發(fā)現(xiàn)使用的油顏色呈現(xiàn)黑色并有惡臭時,必須更換。如顏色沒有變化而混濁時,說明油液中含有水分,如透明色變淺而沒有惡臭時,可能混入了異種油,必須更換。(3)取一滴使用油加熱后放在試驗用濾紙當中,并使之往下滴,如存在固態(tài)雜質時,在濾紙上將殘留薄黑色斑點,這說明油液所含雜質較多,不宜繼續(xù)使用。(4)要查明油液是否含用水分,可將一鐵板加熱至250℃左右,往鐵板上滴一滴使用油,如有爆裂聲,說明含有水分。沒有水分的油液是無聲燃燒的。

2.2.2 選用滿足壓力和溫度要求的優(yōu)質油管和密封圈,減少其老化龜裂、膨脹變形產生的橡膠粉末。

2.2.3 油箱呼吸孔上應裝配高效的空氣濾清器,向油箱內注入新油時一定要通過濾油器,液壓缸活塞桿端要裝有防塵裝置。

2.2.4 定期清洗油箱和液壓管道,定期更換或清潔空氣濾清器。

2.2.5 避免工程機械帶病作業(yè)和超負荷運轉,這樣可防止液壓元件非正常磨損產生較大的固體顆粒,以及避免油溫超高加速氧化變質,產生各種生成物。

2.2.6 明確駕駛員的監(jiān)測責任,做到按時按量加油,按質換油,按需濾油。

2.3 維修保養(yǎng)時的污染控制:

液壓系統(tǒng)進行維修保養(yǎng)時,加強管理防止污染物從各個環(huán)節(jié)中進入系統(tǒng)。元件在維修組裝過程中每一工序必須采取凈化措施,以清除元件中殘留的污染物。防止固體雜質混入液壓系統(tǒng)。清潔的液壓油是液壓系統(tǒng)的生命。液壓系統(tǒng)中有許多精密偶件,有的有阻尼小孔、有的有縫隙等。若固體雜質入侵將造成精密偶件拉傷、發(fā)卡、油道堵塞等,危及液壓系統(tǒng)的安全運行。一般固體雜質入侵液壓系統(tǒng)的途徑有:液壓油不潔;加油工具不潔;加油和維修、保養(yǎng)不慎;液壓元件脫屑等?？梢詮囊韵聨讉€方面防止固體雜質入侵液壓系統(tǒng)。

2.3.1 保養(yǎng)時:拆卸液壓油箱加油蓋、濾清器蓋、檢測孔、液壓油管等部位,造成系統(tǒng)油道暴露時要避開揚塵,拆卸部位要先徹底清潔后才能打開。如拆卸液壓油箱加油蓋時,先除去油箱蓋四周的泥土,擰松油箱蓋后,清除殘留在接合部位的雜物(不能用水沖洗以免水滲入油箱),確認清潔后才能打開油箱蓋。如需使用擦拭材料和鐵錘時,應選擇不掉纖維雜質的擦拭材料和擊打面附著橡膠的專用鐵錘。液壓元件、液壓膠管要認真清洗,用高壓風吹干后組裝。選用包裝完好的正品濾芯(若包裝損壞,雖然濾芯完好,也可能不潔)。換油時同時清洗濾清器,安裝濾芯前應用擦拭材料認真清潔濾清器殼內底部污物。

2.3.2 大修后應清洗整個液壓系統(tǒng),更換全部液壓油,保證機器使用時液壓系統(tǒng)的潔凈。液壓系統(tǒng)的清洗:清洗油必須使用與系統(tǒng)所用牌號相同的液壓油,油溫在45～80℃之間,用大流量盡可能將系統(tǒng)中雜質帶走。液壓系統(tǒng)要反復清洗三次以上,每次清洗完后,趁油熱時將其全部放出系統(tǒng)。清洗完畢再清洗濾清器、更換新濾芯后加注新油。

2.3.3加油時:液壓油必須過濾加注,加油工具應可靠清潔。不能為了提高加油速度而去掉油箱加油口處的過濾器。加油人員應使用干凈的手套和工作服,以防固體雜質和纖維雜質掉入油中。

2.3.4 液壓元件、零件的清洗

維修液壓件在組裝前,舊的液壓件受到污染后都必須經過清洗方可使用,清洗過程中應做到以下幾點。

①拆裝液壓件時,操作人員應穿戴纖維不易脫落的工作服、工作帽,以防纖維、灰塵、頭發(fā)、皮屑等散落入液壓系統(tǒng)造成人為污染。

②液壓件清洗應在專用清洗臺上進行,若受條件限制,也要確保臨時工作臺的清潔度。

③所有的液壓元件、管路包括油箱,加油設備等在清洗時嚴禁用汽油清洗,一般用煤油清洗。

④液壓管道安裝的污染控制:液壓油管是液壓系統(tǒng)的重要組成部分,因此,液壓管道污染控制是液壓系統(tǒng)保潔的一個重要內容。油管安裝前要清理頭部蓋帽、絕對禁止管內沾染破布等雜物。油管安裝過程中若有較長時間的中斷,須及時封好管口防止雜物侵入。油管安裝完畢后,必須經過系統(tǒng)試運行,將油管中的氣體排除后方可正式運轉。在運行中要檢查過濾器內的情況。

2.4 防止空氣和水入侵液壓系統(tǒng)

2.4.1 防止空氣入侵液壓系統(tǒng)

在常壓常溫下液壓油中含有容積比為6～8%的空氣,當壓力降低時空氣會從油中游離出來,氣泡破裂使液壓元件“氣蝕”,產生噪聲。大量的空氣進入油中將使“氣蝕”現(xiàn)象加劇,液壓油壓縮性增大,工作不穩(wěn)定,降低工作效率,執(zhí)行元件出現(xiàn)工作“爬行”等不良后果。另外,空氣還會使液壓油氧化,加速油的變質。為防止空氣進入液壓系統(tǒng),在使用和維護時應注意以下幾點:

①經常檢查油箱中油面高度,保持有足夠的油量。

②在工作過程中,油液會損耗,必須及時補充新的同規(guī)格油液。

③即使在最低油面時,吸油管1:3和回油管口也應保持在油面以下。

④使用性能良好的密封件,失效的密封裝置應及時更換,管接頭及各接合面處的螺釘都要擰緊。

⑤在使用中盡量防止系統(tǒng)中各處的壓力低于大氣壓力或形成局部真空。

⑥在更換油箱中的油液后,應開動機器循環(huán)運轉幾次,以排除系統(tǒng)中的空氣。

⑦油泵驅動軸的密封應良好,要注意更換該處油封時應使用“雙唇”正品油封,不能用“單唇”油封代替,因為“單唇”油封只能單向封油,不具備封氣的功能。

2.4.2 防止水入侵液壓系統(tǒng)

油中含有過量水分,會使液壓元件銹蝕、油液乳化變質、潤滑油膜強度降低,加速機械磨損。除了維修保養(yǎng)時要防止水分入侵外,還要注意儲油桶不用時,要擰緊蓋子,最好倒置放置;含水量大的油要經多次過濾,每過濾一次要更換一次烘干的濾紙,在沒有專用儀器檢測時,可將油滴到燒熱的鐵板上,沒有蒸氣冒出并立即燃燒方能加注。

3 總結

液壓系統(tǒng)污染控制貫穿于整個日常維護、保養(yǎng)過程,特別是在環(huán)衛(wèi)設備方面污染尤其突出,要求操作者和修理人員在每一步都要考慮到保潔措施,最大限度降低系統(tǒng)污染對液壓設備的危害,確保液壓系統(tǒng)能夠安全、可靠地運行。