鋁型材擠壓機液壓油用油現(xiàn)狀及建議

王雪梅 劉揚

1 中國石化潤滑油有限公司茂名分公司

2 中國石化潤滑油有限公司

針對鋁型材企業(yè)關鍵生產(chǎn)設備擠壓機的用油現(xiàn)狀，介紹了真空濾油機的工作原理、流程，對比分析了不同鋁型材生產(chǎn)企業(yè)擠壓機用液壓油的使用性能，指出了長期不換油、使用非標油的危害，給出了正確選擇和使用油品的建議。

鋁及鋁合金加工材具有很多優(yōu)良的性能，可加工成板、帶、箔、管、棒等，鋁型材是鋁加工材中的主導產(chǎn)品，應用范圍非常廣，從家里的門窗、幕墻、裝飾，到出門乘用的轎車、客車、地鐵、高鐵，以及日常使用的電子產(chǎn)品等，幾乎隨處可見。近年來，我國鋁材加工行業(yè)資產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，中國鋁材產(chǎn)能快速上漲。據(jù)《 2016年中國鋁型材行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展前景預測》，2014 年，中國工業(yè)鋁型材消費量約為 5.21×106t， 同比增長 9.68%。2008—2014 年，中國工業(yè)鋁型材消費量復合增長率約為 16%，占鋁型材總消費量約35%，但與歐美發(fā)達國家60%的占比仍有校大差距。《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）提出，“十三五”形成新一代信息技術、高端制造、生物、綠色低碳、數(shù)字創(chuàng)意等5個產(chǎn)值規(guī)模10萬億元級的新支柱，并在更廣泛領域形成大批跨界融合的新增長點；《規(guī)劃》還指出，加快發(fā)展壯大新一代信息技術、高端制造、新材料、生物、新能源汽車、新能源、節(jié)能環(huán)保、數(shù)字創(chuàng)意等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。其中，節(jié)能環(huán)保、新能源、新能源汽車、高端裝備制造業(yè)和新材料等領域對鋁型材都有潛在需求。

我國鋁型材行業(yè)通過引進新設備、新技術以及在消化、吸收基礎上的自主創(chuàng)新，在熔鑄技術、擠壓技術和表面處理技術方面都有了很大提高。大規(guī)格、大斷面、大功率正反向擠壓生產(chǎn)線在各大企業(yè)中陸續(xù)建成投產(chǎn)，先進擠壓技術被廣泛采用。

目前國內(nèi)擁有規(guī)模鋁擠壓材企業(yè)超過850家。雖然我國已成為鋁擠壓工業(yè)的世界大國，但總體看還存在一些不合理的狀況：

◇大部分企業(yè)均以小規(guī)模方式經(jīng)營，生產(chǎn)設計簡單的低價鋁型材產(chǎn)品，設備管理落后；

◇多數(shù)企業(yè)設備潤滑管理普遍存在不系統(tǒng)、不規(guī)范的現(xiàn)象。潤滑管理依靠老經(jīng)驗，長期不換油，使用中的舊油通過濾油機過濾后繼續(xù)使用，油量不夠則補加新油。

◇部分企業(yè)因引進設備時配套使用了國外公司的潤滑油脂產(chǎn)品，存在進口設備使用進口潤滑油，國產(chǎn)設備使用國產(chǎn)潤滑油的情況。有的企業(yè)潤滑環(huán)節(jié)管理混亂，跑冒滴漏現(xiàn)象較為嚴重，對潤滑油的認知程度不夠，采購潤滑油側重成本導向，造成大量非標油品的使用。

針對行業(yè)用油現(xiàn)狀，本文從真空濾油機的工作原理、流程入手分析了液壓油長期不換油的危害，并對多家鋁型材企業(yè)使用的擠壓機用液壓油（包括新油和在用油）性能進行了分析，提出了相應的用油建議。

真空濾油機是否能夠保證液壓油的正常使用

鋁型材加工的主要設備如熔煉爐、熱剪機、擠壓機、滑出臺等，其液壓系統(tǒng)都需使用液壓油。這些設備經(jīng)常工作在粉塵、蒸汽和高溫等環(huán)境中，油液不可避免地被水分、氣體、雜質等浸入，會受到不同程度的污染；另外，裝配、檢修、加油和密封件老化等因素均會對液壓油造成污染[1]。目前，應用的伺服液壓系統(tǒng)等對液壓油的清潔度要求較高，通常達NAS 6級以上[2]，為達到這一要求，除了做好現(xiàn)場油品防污染措施外，生產(chǎn)現(xiàn)場還應配備高效、快捷和性能可靠的濾油設備。過去一般采用壓力濾油機和離心濾油機處理，但處理效率較低，而真空濾油機屬于油液凈化設備，可有效地進行脫水、脫氣，凈化機械雜質，并且真空濾油機效率高，工作可靠，目前被廣泛使用[3]。

目前，很多鋁型材企業(yè)為了節(jié)省成本，對于設備中使用的液壓油長期不換油，而是經(jīng)過真空濾油機過濾后，繼續(xù)使用。那么，使用過的液壓油經(jīng)過真空濾油機過濾后，有什么變化？即可以濾去什么？ 這就要求我們了解其工作原理和工作流程：

◇真空濾油機的工作原理。真空濾油機是根據(jù)水和油沸點不同的原理而設計的，油和水存在較大的揮發(fā)度差異，在高真空狀態(tài)下，水的沸點大大下降，遠低于油的沸點。同時其也結合了精密過濾等其他技術來設計。

◇真空濾油機的工作流程。真空泵將真空罐內(nèi)的空氣抽出形成真空，污染油液在大氣壓的作用下經(jīng)過入口管道進入粗濾器，清除較大的顆粒，然后由輸油泵輸送到加熱器加熱后，再經(jīng)過精過濾器，進一步濾除固定雜質，再進入真空室進行脫水處理。脫水凈化后的油液聚集在真空室的底部，并由排油泵排出。真空室的水蒸氣被真空抽出，經(jīng)過冷凝器凝結成水，收集在貯水器中[4]，從而完成真空濾油機迅速除去油液中雜質、水分和氣體的全過程。

從真空濾油機的工作原理和工作流程可知，它能夠濾去液壓油在使用過程中生成的固體物、環(huán)境中進入的灰塵、設備磨損的金屬顆粒等，并改善水分指標和外觀。通過過濾，可以把固體磨粒等有害物質除去，但不能改善液壓油的內(nèi)在質量，也即液壓油的性能下降是無法通過過濾而改變的。液壓油在使用過程中，各種添加劑逐漸消耗，將不能完全滿足液壓系統(tǒng)的使用要求；如果油品中有較多的不能過濾掉的氧化產(chǎn)物，還會嚴重影響油品的抗泡沫性能和空氣釋放性能，抗泡沫性能變差，當在液壓動力系統(tǒng)內(nèi)工作時，泡沫是無法傳遞動力的，從而導致機械變得輸出無力、功率下降甚至無法工作。

設備長期在半老化的液壓油中工作，難以得到足夠的潤滑保護。因此，根據(jù)設備的使用情況，參照換油指標掌握合理的換油期，是企業(yè)潤滑管理的重要工作。過早換油既浪費資源又不經(jīng)濟；過遲換油將會對設備造成很大損害，如導致金屬銹蝕、過濾器堵塞、精密零件的表面磨損等。

我國NB/SH/T 0599—2013《LHM液壓油換油指標》的技術要求見表1，日本一些行業(yè)推薦的液壓油使用界限[5]見表2。

不同鋁型材企業(yè)使用的擠壓機用液壓油性能分析

收集了部分鋁型材生產(chǎn)企業(yè)使用的擠壓機用液壓油（新油和在用油），對油樣使用性能進行了對比分析，主要分析項目包括運動黏度、酸值、元素、旋轉氧彈等，結果見表3。

從表3可以看出：

◇某些品牌產(chǎn)品新油的運動黏度不符合GB 11118.1—2011《液壓油（L-HL、L-HM、L-HV、L-HS、L-HG）》[6]中該黏度牌號的要求（61.2 mm2/s ～74.8mm2/s），如序號4；

◇某些品牌產(chǎn)品新油中檢測不到相應的抗磨添加劑成分，但旋轉氧彈數(shù)值較好，應是抗氧防銹型產(chǎn)品而非抗磨型產(chǎn)品，如序號4、7，從其使用過程中的油樣（序號5、8）分析看，在混用了抗磨型產(chǎn)品的情況下，在用油中還有明顯的銅、鐵磨損元素；綜合分析，序號9，屬于無灰抗磨型產(chǎn)品，其氧化安定性很好（是序號6的近3倍），即使用壽命相比其它會更長。

表1 L-HM液壓油換油指標的技術要求和試驗方法

表2 日本推薦的液壓油使用界限（相對于新油的變化量）

◇對比表3中序號1、2與5可知，使用含鋅的抗磨液壓油，在用油中磨損金屬元素F e、C u含量明顯偏高，均已達到換油指標的要求。因此，在設備的液壓系統(tǒng)中有含銅部件時，建議選用不含鋅的抗磨液壓油，即選用抗磨液壓油（高壓無灰）潤滑更佳。無灰抗磨液壓油相對于含鋅抗磨液壓油來說，在水解安定性、破乳化性、油品的過濾性以及氧化安定性等方面，都明顯占優(yōu)勢。

從上面的調(diào)查分析結果可知，選擇合適的油品是設備運轉良好的保障。選油用油不當，會造成設備的磨損、腐蝕，不僅容易造成設備的泄漏、壓力不穩(wěn)、工作無力等故障，還會大大縮短設備的使用壽命。

長城L-HM 68抗磨液壓油（高壓無灰）在某鋁型材企業(yè)的應用

某鋁型材企業(yè)連續(xù)多次被中國有色金屬工業(yè)協(xié)會評為 “中國鋁型材企業(yè)十強”，擁有多個生產(chǎn)基地，擁有包括大噸位擠壓機在內(nèi)的80多條鋁型材生產(chǎn)線。2014年10月開始，在其6500T（太原重型機器公司制造，擠壓力60MN；擠壓筒直徑400 mm）擠壓機上應用。使用至今，跟蹤檢測結果表明，在用油無磨損元素，設備潤滑良好，未出現(xiàn)過因油品質量而發(fā)生的設備故障問題。

表3 部分鋁型材生產(chǎn)企業(yè)使用的擠壓機用液壓油使用性能分析

結論

☆鋁型材擠壓機的液壓系統(tǒng)壓力通常高達20 MPa以上，這就要求所使用的液壓油具有良好的潤滑性能和抗磨性能，因此，應選用抗磨型的液壓油。

☆在含銅部件的設備中，建議選用不含鋅的抗磨液壓油，即符合GB 11118.1的抗磨液壓油（高壓無灰）。

☆不同品牌、不同品種、不同級別的抗磨液壓油通常不能隨便混用，這是因為不同的液壓油配方組合可能有差異，混合后可能發(fā)生添加劑之間的化學反應，產(chǎn)生沉淀，影響油品性能，導致系統(tǒng)不能正常運行。

☆建議鋁型材生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)實際工況，定期跟蹤在用油品相關技術指標的變化，確定合理的換油周期。