液壓潤滑系統(tǒng)的油液污染控制措施

呂子鐵

（北京首鋼股份有限公司，河北 遷安，064404）

1 油液污染物的種類及危害性

在系統(tǒng)運行過程中，如果各種雜質(zhì)混合在油液中時，將會對系統(tǒng)中的各元件造成嚴重的損傷，隨之還會影響系統(tǒng)執(zhí)行的準確性。這些雜質(zhì)主要以空氣體、化學(xué)成分、顆粒物等，我們稱之為液壓系統(tǒng)中的污染物[1]。

1.1 顆粒

所謂的顆粒，其在液壓系統(tǒng)中主要以固體顆粒狀呈現(xiàn)，主要包括了系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的各種銹蝕剝落物體以及磨屑，還有一部分來源于外界的機械雜質(zhì)以及塵埃、元件進行加工過程中所產(chǎn)生的焊渣、切屑以及磨粒等等，此種雜質(zhì)在液氧系統(tǒng)中最為常見。此類污染物出現(xiàn)后，液壓泵以及控制閥等會成為主要的受害部位，其內(nèi)部的閥芯以及轉(zhuǎn)子等精密部件，會因為顆粒污染物的進入而出現(xiàn)卡死以及油路堵塞的現(xiàn)象，進而產(chǎn)生一系列故障問題出現(xiàn)，導(dǎo)致后期系統(tǒng)工作的準確性無法保障[2]。

舉例說明，當換向閥被雜質(zhì)堵塞時，便會導(dǎo)致其執(zhí)行元件運轉(zhuǎn)出現(xiàn)失穩(wěn)狀態(tài)，可能出現(xiàn)運動波動大的現(xiàn)象。此外，當平衡閥的油路被污染顆粒堵塞以及彈簧被雜質(zhì)卡住時，會導(dǎo)致滑閥移動出現(xiàn)失靈狀態(tài)，從而直接導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)了失衡的局面，產(chǎn)生瞬間下墜的現(xiàn)象，導(dǎo)致安全事故發(fā)生。此外，在油路中混入堅硬的顆粒雜質(zhì)，還會對于案件表面進行磨損，縮短元件的使用壽命。因此我們可以將顆粒雜質(zhì)帶給元件以及液壓系統(tǒng)的危害進行全面的綜合，主要包括以下方面：密封元件遭受磨損，導(dǎo)致后期的損壞；導(dǎo)致液壓油發(fā)橫變質(zhì)現(xiàn)象，無法在系統(tǒng)中繼續(xù)使用；液壓系統(tǒng)的壓力以及速度等均不穩(wěn)定；液壓系統(tǒng)的所有操作均受到影響；感官上液壓系統(tǒng)會出現(xiàn)十分明顯的異常噪音與強烈震動；當液壓系統(tǒng)中的液壓油失去其原本的作用，會直接導(dǎo)致各元件運行過程中遭受到磨損，降低其使用壽命，各設(shè)備使用過程中故障的出現(xiàn)，將會直接導(dǎo)致液壓機出現(xiàn)停機的現(xiàn)象[3]。

1.2 水

如果液壓系統(tǒng)中的油液混入一定量的水，會導(dǎo)致液壓油出現(xiàn)變質(zhì)，進而無法繼續(xù)使用。當水分進入油液中時，水分會隨著油液展開循環(huán)工作，這時其水分會導(dǎo)致各元件出現(xiàn)修飾的現(xiàn)象，大量的銹蝕跡象，會直接使元件出現(xiàn)損壞，其功能的喪失將會導(dǎo)致系統(tǒng)故障發(fā)生。除此之外，水分的進入會使液壓油液出現(xiàn)乳化反應(yīng)，這樣的反應(yīng)會直接導(dǎo)致油液的劣化現(xiàn)象加速，進而使液壓油全面喪失其動力傳送能力以及潤滑的能力。分析誰對液壓系統(tǒng)危害的時候，發(fā)現(xiàn)主要體現(xiàn)在以下內(nèi)容中：導(dǎo)致正在運行的零件出現(xiàn)優(yōu)修飾的現(xiàn)象；潤滑油水分過多出現(xiàn)乳化反應(yīng)，導(dǎo)致潤滑油本身的潤滑作用失效，加速其劣化反應(yīng)；導(dǎo)致潤滑油的傳送力以及潤滑效果均失去作用；如果將慘了水的液壓油放置在零下溫度環(huán)境中作業(yè)，將直接導(dǎo)致油水混合物出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，進而出現(xiàn)濾網(wǎng)堵塞的現(xiàn)象發(fā)生。

1.3 空氣

在液壓系統(tǒng)運行過程中，如果大量的空氣進入液壓油中，還會導(dǎo)致油箱中出現(xiàn)大量的泡泡，這會導(dǎo)致油液發(fā)生變質(zhì)，不能進一步使用。當油液中混入大量的空氣時，會使有也得額體積發(fā)生變化，其彈性模量發(fā)生變化的同時，會直接導(dǎo)致其傳遞性失效。如果油液中進入少量的空氣，那么油液中便會產(chǎn)生針狀的氣泡。這些氣泡產(chǎn)生后，會導(dǎo)致整個液壓系統(tǒng)的運行時塊時慢，導(dǎo)致執(zhí)行元件的精準性運行受到影響，同時還會出現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部喘振以及噪音等缺陷。如果局部產(chǎn)生空氣氣泡，便會出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，引發(fā)液壓元件的腐蝕現(xiàn)象發(fā)生[4]。

2 油液污染控制的措施

2.1 固體顆粒污染物的控制

在液壓系統(tǒng)中，其內(nèi)部一些雜質(zhì)的存在可以客觀的反應(yīng)一些問題。人們針對液壓系統(tǒng)中雜質(zhì)的分析，可以為系統(tǒng)的故障程度以及運行狀況進行有效的分析。

（1）油液污染度的測定。當前普遍采用自動顆粒計數(shù)法與顯微鏡法進行環(huán)境內(nèi)油液污染度的測量。而顯微鏡的精準度大約在10%左右。伴隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國在實施油液污染度的分析過程中越來越重視自動顆粒計數(shù)法。其中圖1詳細展現(xiàn)了液壓系統(tǒng)故障與油液污染的關(guān)系。油液污染物會隨著不同渠道進入系統(tǒng)中，由于其特殊性，會在進入系統(tǒng)后聚集在小縫隙中，部分會導(dǎo)致執(zhí)行元件出現(xiàn)故障，導(dǎo)致無法運行。

圖1 油液污染與液壓系統(tǒng)故障關(guān)系（2）顆粒污染物積存的部位。當液壓系統(tǒng)處于運行狀況時，

（3）防止顆粒污染物混人的方法。針對運行中的液壓系統(tǒng)，為了避免雜質(zhì)混入系統(tǒng)中，確保系統(tǒng)運行額清潔度，杜絕一切木屑、灰塵以及金屬粉末借助油箱以及元件的縫隙處進入，進而混入液壓系統(tǒng)中；液壓油灌入前，需要將油儲罐進行徹底的清理，利用面團或者脫脂棉紗進行早雜質(zhì)清理；油液倒置時，需要將相關(guān)設(shè)備進行提前清理。油箱的覆蓋要保持其密封性，除非需要加油或者維修，不得隨意打開；如果發(fā)現(xiàn)油液中存在大量的固體顆粒雜質(zhì)，可以通過過濾手段實現(xiàn)油液的使用合格[5]。

（4）凈化油液的方法及其應(yīng)用。面對已經(jīng)受到污染的油液，可以了解其內(nèi)部雜質(zhì)，隨后采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。

2.2 油液混入水分的控制

一般而言，水在油液中的含量使用體積進行表示，測定方法包括電解法與蒸餾法。而油液中的水分主要來源于以下幾種渠道：油箱蓋密封不嚴，進入水分；工作油桶存放區(qū)域有水，加油時不注意便會進入；空氣中的水分隨著空濾器進入、工作環(huán)境溫度較低。然而避免水分混入油液中的措施則有以下幾點：緊蓋油箱蓋；油液中含有較多水分時，使用密度法將靜止后的水分在油箱底部排出；增加液壓油的溫度，使其在加速運轉(zhuǎn)過程將多余水分蒸發(fā)[6]。

2.3 油液侵入空氣的控制

當液壓系統(tǒng)中混入空氣時，需要利用排氣設(shè)備正確有效的將氣體排出。空氣進入的主要原因是因為密封不好導(dǎo)致。例如，在系統(tǒng)內(nèi)部的額各個元件接口處：液壓泵、液壓缸以及管接頭等，由于這些地方的接觸不良進而導(dǎo)致了空氣進入。詳細分析發(fā)現(xiàn)，空氣進入液壓系統(tǒng)中的原因主要有以下幾點：油箱與油封的安裝與設(shè)計不合理；吸油管道處鏈接密封不嚴實；油液中的氣泡經(jīng)過高壓壓縮后，氣壓變化會導(dǎo)致膨脹；管路密封性較差，空氣容易進入[7]。

（1）在液壓系統(tǒng)中，液壓油的循環(huán)使用存在回油管超過液面的現(xiàn)象，導(dǎo)致油排出直接沖擊油面，進而在撞擊的過程中容易戲精空氣；油箱內(nèi)部油液不足時，會導(dǎo)致濾油器出現(xiàn)外露的現(xiàn)象，此時工作油液與空氣一同被吸入液壓系統(tǒng)中。為了將這一問題進行有效的解決需要進行合理的油箱設(shè)計，因此沒有隔板的長油箱便是首選，設(shè)計圖見下圖2。若是沒有使用具有隔板的油箱時，可以采取圖3 樣式進行設(shè)計。這種設(shè)計的主要優(yōu)勢便是可以將油箱中的氣泡進行有效的去除。

圖2 設(shè)有隔板油箱示意圖

圖3 設(shè)有金屬濾網(wǎng)油箱示意圖

（2）分析液壓缸內(nèi)侵入空氣的主要原因包括以下幾種：原本缸內(nèi)的空氣沒有排干凈；缸內(nèi)空氣呈負壓狀態(tài)；部分彎曲管道內(nèi)存有空氣；管路直通存在空氣；液壓泵的吸油側(cè)存在空氣；管路中出現(xiàn)油液回流[8]。

3 具體控制措施

經(jīng)過不斷的研究與實驗工作，我企業(yè)在原有的液壓油基礎(chǔ)特點方面，有了更高抗污染能力，為了能夠使液壓元件在運行過程中更具可靠性，延長其使用年限。相關(guān)應(yīng)對措施主要體現(xiàn)在以下幾點：

采用高能效的空氣過濾器，油箱采用密封結(jié)構(gòu)強的；更換油液時，務(wù)必要確保油液先經(jīng)過過濾油車，然后進入油箱；保障工作中的清潔度。過濾裝置的使用，主要是為了防止油液進入系統(tǒng)前夾雜雜質(zhì)，從而全面保障潤滑系統(tǒng)的安全有效。以實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的安全運行，杜絕系統(tǒng)使用潤滑油串污染是關(guān)鍵。相關(guān)研究資料表明，當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，追尋原因主要的誘發(fā)原因是油液性能下降或者污染所致。因此為了保障油液的正常使用，需要定期對于系統(tǒng)中的油液進行取樣分析，檢測其屬性。避免不合格的油繼續(xù)使用，在有效的保障工作中，全面提升液壓系統(tǒng)的安全運行程度[9]。

4 結(jié)語

綜合上述所言，在液壓系統(tǒng)運行中，安全事故種類較多，導(dǎo)致事故出現(xiàn)的原因也是多樣化的，體現(xiàn)在液壓油污染、機械故障、運行元件損壞等。如果出現(xiàn)了液壓油污染，需要將密封圈及時換掉，將出現(xiàn)的磨損元件進行更換，部分元件需要清洗干凈。系統(tǒng)運行中，嚴格遵守設(shè)備使用、維護規(guī)程很關(guān)鍵，需要按照詳細的說明展開工作，全面降低故障問題出現(xiàn)概率。