潤(rùn)滑油過濾器應(yīng)用效果的考察

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司燕化分公司

液壓油的固體顆粒污染物是造成液壓元件磨損、可靠性和性能顯著下降的主要原因之一［1］,可能造成液壓元件的磨損,降低液壓元件的使用壽命,過多的顆粒污染物會(huì)堵塞油濾,磨損密封件。70%以上的液壓系統(tǒng)故障與液壓油有關(guān),而這70%中的90%是由于液壓油受到異物的污染造成的［2］。油品生產(chǎn)過程中不可能做到完全沒有固體顆粒物的存在,生產(chǎn)企業(yè)通過多級(jí)過濾、循環(huán)過濾或以上過濾方式組合的模式進(jìn)行油品過濾,使油品的清潔度達(dá)到一定要求。濾材類型、精度等級(jí)不同,過濾效果也不同,且濾材出廠標(biāo)定的過濾效率是在一定的試驗(yàn)條件下測(cè)定的,當(dāng)其實(shí)際應(yīng)用于潤(rùn)滑油過濾時(shí),過濾效果應(yīng)參照實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)所及工況條件測(cè)定。本文采用在線顆粒計(jì)數(shù)器對(duì)4種濾材對(duì)液壓油的過濾效果進(jìn)行了考察。

在線顆粒計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)介

PAMAS 在線顆粒計(jì)數(shù)器,按照ISO 4406標(biāo)準(zhǔn)可檢測(cè)出0/0/0到24/23/22的顆粒度等級(jí),以1 min為時(shí)間間隔,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油品顆粒度變化情況,并能同步傳輸?shù)絇C端。設(shè)備主要參數(shù)如下：

◇測(cè)量范圍(ISO11171)：4～70 μm(c)。

◇8通道：4 μm/6 μm/10 μm/14 μm/21 μm/25 μm/38 μm/70 μm。

◇最大納污容量(ISO11171)：24 000 個(gè)/mL。

在線顆粒計(jì)數(shù)器的使用受到現(xiàn)場(chǎng)許多因素的制約,要排除各種影響因素才能得到更加有效的數(shù)據(jù)結(jié)果。油液中空氣的帶入會(huì)影響儀器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性,溫度、壓力、流量等間歇式變化對(duì)測(cè)量結(jié)果也有很大的影響。PAMAS在線顆粒計(jì)數(shù)器可以在油液參數(shù)不滿足試驗(yàn)條件時(shí)立即報(bào)警提示,避免不可靠數(shù)據(jù)被采納。

油液清潔度評(píng)價(jià)方法

GB/T 14039-2002《液壓傳動(dòng)油液 固體顆粒污染等級(jí)代號(hào)》修改采用ISO4406標(biāo)準(zhǔn),使用自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù),所報(bào)告的清潔度等級(jí)代號(hào)由3個(gè)代碼組成,分別代表每毫升油液中尺寸≥4 μm、≥6 μm和≥14 μm的顆粒數(shù)對(duì)應(yīng)的等級(jí)。代碼之間用“/”分隔,根據(jù)顆粒數(shù)的多少共分為28個(gè)等級(jí)。

設(shè)置合理的試驗(yàn)條件

將在線顆粒計(jì)數(shù)器油液入口管接到過濾器前端,出口管接到負(fù)壓端。因儀器只有1臺(tái),入口通道只有1個(gè),可根據(jù)測(cè)試需要,更換采樣點(diǎn)位置,對(duì)每個(gè)過濾器、濾材進(jìn)行分段測(cè)試,通過PC端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(每100 mL油中所含顆粒數(shù))進(jìn)行監(jiān)控分析,分別考察不同濾材的過濾效果。在線顆粒計(jì)數(shù)器試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)示意見圖1。

為避免空氣進(jìn)入影響儀器的試驗(yàn)數(shù)據(jù),在更換濾材后,做排氣處理,避免空氣進(jìn)入儀器輸入端。考慮到壓力、溫度和流量等因素會(huì)影響儀器測(cè)定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,通過控制輸送泵出口壓力、油品溫度等方式調(diào)整試驗(yàn)參數(shù),以滿足儀器測(cè)定條件。在線顆粒監(jiān)測(cè)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置見表1。

單個(gè)濾材的過濾效果測(cè)試

參與試驗(yàn)的濾材有4種,分別是公稱精度5 μm濾袋(以下簡(jiǎn)稱公稱5 μm濾袋)與絕對(duì)精度3 μm濾袋(以下簡(jiǎn)稱絕對(duì)3 μm濾袋),精度5 μm濾芯與精度3 μm濾芯(均為金屬濾芯)。在試驗(yàn)條件下,使用液壓油L-HM46為試驗(yàn)油品,分別針對(duì)不同類別、精度的濾材進(jìn)行油液顆粒數(shù)的監(jiān)測(cè)。

圖1 在線顆粒計(jì)數(shù)器試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)示意

表1 在線顆粒監(jiān)測(cè)試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

按照過濾前、過濾后清潔度等級(jí)的變化,以及每100 mL中油中顆粒數(shù)量的變化進(jìn)行對(duì)比,得出不同濾材過濾效果的對(duì)比情況,具體數(shù)據(jù)見表2。

按照表2數(shù)據(jù),列出了油品經(jīng)4種濾材過濾后的清潔度等級(jí)變化情況,見圖2。

從表2、圖2可以看出,公稱5 μm濾袋對(duì)油品的清潔度等級(jí)沒有發(fā)生改善,≥4μm顆粒、≥6μm顆粒與≥14μm顆粒的去除率分別是13%、17%與33%,過濾效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他3種濾材。

為更好地比較濾材的過濾效果,按照顆粒大小的劃分,分別計(jì)算了4種濾材的顆粒去除率,并繪制了顆粒去除率曲線,見圖3。由于4種濾材實(shí)測(cè)的過濾前每mL油中≥38μm的顆粒數(shù)平均含量小于1個(gè),不具有比較價(jià)值,本文僅對(duì)38 μm及以下顆粒進(jìn)行對(duì)比分析。

從圖3可以看出：

◇經(jīng)過3 μm濾芯或5 μm濾芯過濾的油液的顆粒去除率曲線較平穩(wěn),二者在14 μm顆粒以下的過濾效果有明顯差異,對(duì)≥14 μm顆粒的過濾效果趨同。

◇公稱5 μm濾袋呈現(xiàn)的過濾效果較差,與其他3種濾材相比均有較大差異。

◇絕對(duì)3μm濾袋與相同精度的3μm濾芯相比,在6 μm顆粒以下呈現(xiàn)的過濾效果有明顯差異,對(duì)≥6μm、≥10μm顆粒的過濾效果趨同。因?yàn)V袋比較柔軟,受溫度、壓力方面要比金屬濾芯影響相對(duì)較大,其對(duì)≥14μm顆粒的過濾效果出現(xiàn)波動(dòng),屬于正?，F(xiàn)象。

結(jié)論

☆濾材廠家提供的軟質(zhì)袋式濾材有公稱精度與絕對(duì)精度之分,其中公稱精度的濾袋基本無法滿足潤(rùn)滑油的精密過濾要求,實(shí)際使用時(shí)可設(shè)計(jì)在多級(jí)過濾的最前端,用于較大直徑顆粒的過濾。

☆在絕對(duì)精度標(biāo)號(hào)相同的情況下,金屬濾芯由于結(jié)構(gòu)工藝方面的優(yōu)勢(shì),在潤(rùn)滑油生產(chǎn)使用時(shí),受溫度、壓力變化的影響較小,過濾效果優(yōu)于濾袋。金屬濾芯雖然呈現(xiàn)出較好的過濾效果,但成本較高,應(yīng)結(jié)合使用效果、更換周期,在滿足潤(rùn)滑油清潔度要求的前提下,綜合考慮生產(chǎn)成本后決定是否選用。

表2 不同濾材的過濾效果考察

圖2 油品經(jīng)不同濾材過濾后清潔度等級(jí)變化

圖3 4種濾材的顆粒去除率曲線

[1]楊明，熊春華.油液污染度測(cè)定：顆粒計(jì)數(shù)法與自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器[J].液壓氣動(dòng)與密封，2011，（4）：1-3.

[2]朱國(guó)華.高清潔度液壓油的生產(chǎn)探討[J].合成潤(rùn)滑材料，2008，（2）：11-13.

[3]李志云.PFC-200C顆粒計(jì)數(shù)儀在液壓油清潔度測(cè)定中的應(yīng)用[J].輕合金加工技術(shù)，2007，35，（7）：39-40.