影響液壓潤(rùn)滑油顆粒度的因素

黃 翌, 宋 強(qiáng)

(上海電力股份有限公司 漕涇發(fā)電有限責(zé)任公司, 上海 200540)

顆粒度(Granularity)是指單位體積的油品中所含不同直徑的機(jī)械雜質(zhì)的數(shù)量,是用特殊的顆粒度儀來測(cè)定的。油中顆粒度污染的概念并不是人們通常所理解的,采用直觀法觀看油樣無可見的顆粒就可以認(rèn)為油質(zhì)未被污染。實(shí)際上,50 μm以下的顆粒肉眼是很難看出的,而這些顆粒對(duì)液壓元件或軸承來說卻有很大的影響[1]。

在整個(gè)顆粒度測(cè)試中,取樣誤差所占的比例是最大的?？梢哉f,取樣部分的規(guī)范與否直接影響最后的結(jié)果,但關(guān)于取樣的很多問題都很容易被忽略。此外,在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行測(cè)試時(shí),儀器雖然不會(huì)有大的變化,但人為因素會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生影響。因此,對(duì)測(cè)試的步驟和手段進(jìn)行嚴(yán)格的控制是非常必要的。

本文模擬了在真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境中的液壓潤(rùn)滑油從取樣到分析報(bào)告中可能會(huì)出現(xiàn)的各種情況,提出了應(yīng)對(duì)技巧與注意事項(xiàng),以期為實(shí)際操作提供一定的借鑒。

1 取樣過程中的重要影響因素

取樣的要求是油樣應(yīng)具有代表性,即取得的油樣能夠代表設(shè)備潤(rùn)滑油的平均品質(zhì)。在實(shí)際的工作環(huán)境中,環(huán)境污染通常較為嚴(yán)重,因此取樣的好壞直接影響試驗(yàn)結(jié)果。在取樣的過程中,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響最大的3個(gè)主要因素為取樣瓶自身的清潔程度、取樣閥的清潔程度以及油樣暴露在空氣中的時(shí)間。其各自對(duì)顆粒度影響的結(jié)果如表1,表2,表3所示。

表1 使用不同取樣瓶在相同條件下測(cè)定相同油樣的結(jié)果

表2 使用不同取樣口在相同條件下測(cè)定相同油樣的結(jié)果

表3 暴露在空氣中不同時(shí)間的油樣顆粒度變化結(jié)果

對(duì)比表1中的3組數(shù)據(jù)可知,取樣器具的清潔與否對(duì)最后測(cè)定結(jié)果的影響非常大。因?yàn)槿说娜庋酆茈y觀測(cè)到小于50 μm的顆粒,那些看似非常干凈的玻璃瓶?jī)?nèi)部其實(shí)有相當(dāng)多的微小顆粒。因此,正確的顆粒度瓶清潔方式是先后用去離子水以及經(jīng)過過濾的異丙酮沖洗容器,再在清潔、干燥和經(jīng)過過濾的空氣中吹干,然后立即進(jìn)行取樣[1-2]。

取樣的另一個(gè)重要步驟是對(duì)取樣口或者取樣閥進(jìn)行清潔。取樣瓶的清潔可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行,清潔程度能夠得到保證。但在實(shí)際工作中,取樣口一般都在工作現(xiàn)場(chǎng),想要完全清潔很困難。因此,在取樣時(shí)應(yīng)盡量不使用不經(jīng)常取樣的閥門。取樣時(shí),應(yīng)先開取樣閥,讓潤(rùn)滑油沖洗取樣閥,等沖洗干凈后再進(jìn)行取樣[3]。需要注意的是,在取樣完畢后應(yīng)使用清潔的塑料薄膜以及紗布包裹取樣口,以保證下次取樣前不會(huì)遭受太大的污染。

此外,在日常工作中可能需要同時(shí)取若干不同油樣,或者不同部位的油樣,或者在不同的油桶中取樣。這就會(huì)出現(xiàn)油樣暴露在空氣中的問題。我們知道,取樣所在的工作環(huán)境是非常復(fù)雜的,空氣中的灰塵等污染物也非常多。由表3可知,暴露在空氣中的油樣所接觸到的污染物主要是25～50 μm的顆粒。

2 顆粒度測(cè)試過程中的重要影響因素

在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試的過程中,環(huán)境需相對(duì)穩(wěn)定,儀器的準(zhǔn)確程度也能得到保障。實(shí)驗(yàn)室要求環(huán)境溫度為15～30 ℃,濕度不大于80%RH[4]。在此環(huán)境下測(cè)試過程中的影響因素以人為因素為主。通常對(duì)顆粒度影響最大的3個(gè)主要因素為氣泡干擾、沉降效應(yīng)和溫度效應(yīng)。其各自對(duì)顆粒度的影響結(jié)果如表4,表5,表6所示。

需要注意的是,在對(duì)油樣進(jìn)行搖晃混勻時(shí),盡量不要上下或左右顛倒搖動(dòng)取樣瓶,而應(yīng)平拿,然后用順時(shí)針或逆時(shí)針畫圈的方式進(jìn)行混合,這樣可以保證產(chǎn)生的氣泡控制在可接受的范圍內(nèi)。

此外,固體顆粒在液體中會(huì)因密度的不同而漸漸沉降。同樣,在顆粒度測(cè)試中也會(huì)有相同的問題。通過表5數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),對(duì)于顆粒度越小的顆粒沉降效應(yīng)越不明顯,而粒度大于25 μm以上的顆粒受到沉降效應(yīng)的影響很大。因此,為了防止沉降效應(yīng)的影響,顆粒度測(cè)試最好在短時(shí)間(不超過5 min)內(nèi)完成。

由表6可知,油溫對(duì)于顆粒度幾乎沒有影響。但在日常的工作中,筆者經(jīng)常能碰到低溫時(shí)油顆粒度很高,而把油加熱后,顆粒度會(huì)明顯下降的情況。究其原因,可能是測(cè)試所用時(shí)間過長(zhǎng)產(chǎn)生的影響。

表4 氣泡干擾結(jié)果

表5 沉降效應(yīng)結(jié)果

表6 溫度效應(yīng)結(jié)果

3 結(jié) 語

顆粒度測(cè)試的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到機(jī)組的安全運(yùn)行,特別是對(duì)新機(jī)組啟動(dòng)和檢修后的運(yùn)行。為了減少風(fēng)險(xiǎn),提高數(shù)據(jù)精度,特建議如下。

(1) 在取樣環(huán)節(jié)做好污染控制和消除,對(duì)所持有的取樣工具,在有條件的情況下做到一樣一次。必須要重復(fù)使用的取樣工具必須嚴(yán)格清洗,完全密封,妥善保存。在取樣的過程中嚴(yán)格控制,防止器具和油樣之間交叉污染。清潔、潤(rùn)洗、密閉等環(huán)節(jié)都嚴(yán)格把控。在有條件的情況下將取樣區(qū)域與工作區(qū)域分開。取樣后及時(shí)送達(dá)實(shí)驗(yàn)室。取樣人員必須經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn),切忌委托檢修、工程人員代取或代送油樣。

(2) 在分析油樣的過程中嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。在分析油樣時(shí),混勻、除去氣泡、取樣分析均需在短時(shí)間內(nèi)完成。在用同一臺(tái)機(jī)器分析不同樣品時(shí),除了要用石油醚清洗機(jī)器外,還需要做幾次廢樣,待數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)再采納。遇到同一樣品前后分析結(jié)果差異較大時(shí),不要盲目重做,而是要分析原因后找出差異點(diǎn),待排除問題后再進(jìn)行試驗(yàn)。分析時(shí),各種儀器參數(shù),比如溫度、壓力等不要隨意調(diào)整,以免產(chǎn)生誤差。