關(guān)于軋機(jī)稀油過(guò)濾能力提升的研究

陳忠年

摘要：油液的顆粒度和含水率是潤(rùn)滑系統(tǒng)正常工作的重要指標(biāo)，目前軋機(jī)潤(rùn)滑站的過(guò)濾原理為泵組從凈油區(qū)中部吸油，規(guī)避底部污染物聚集區(qū)（防止污染物損壞泵組），通過(guò)泵出口使用的80微米過(guò)濾器，泵送至軋機(jī)聯(lián)箱進(jìn)行潤(rùn)滑，隨后經(jīng)由回油口設(shè)置的一體固定式磁性過(guò)濾回到污油區(qū)，再經(jīng)沉淀后溢流至凈油區(qū)，這樣的過(guò)濾流程還有許多缺陷。本論文基于軋機(jī)潤(rùn)滑站原有設(shè)計(jì)，綜合考慮其存在的不足之處，提出一系列合理改造以增強(qiáng)其除渣、除水能力，提高油液品質(zhì)，確保系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：稀油潤(rùn)滑站；油液清潔度控制；油液除水；磁性過(guò)濾器；油箱溫度控制

１ 前言

1.1 研究?jī)r(jià)值

一直以來(lái)，保證對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)油品質(zhì)量的良好控制都是潤(rùn)滑相關(guān)工作者的工作重點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，潤(rùn)滑油的污染主要由以下幾方面產(chǎn)生：

（1）潤(rùn)滑系統(tǒng)的管道及潤(rùn)滑元件內(nèi)的型砂、切屑、磨料、焊渣、銹片、灰塵等污垢在系統(tǒng)使用前沖洗時(shí)未被洗干凈，在潤(rùn)滑系統(tǒng)工作時(shí)，這些污垢就進(jìn)入到潤(rùn)滑油里。

（2）由于油箱必須和大氣聯(lián)通，外界的灰塵、砂粒等也會(huì)隨著空氣一起進(jìn)入油箱。另外在檢修時(shí)，稍不注意也會(huì)使灰塵、碎屑等進(jìn)入潤(rùn)滑油里。

（3）潤(rùn)滑系統(tǒng)本身也不斷地產(chǎn)生污垢進(jìn)入潤(rùn)滑油里。例如：金屬和密封材料的磨損顆粒，過(guò)濾材料脫落的顆粒或纖維及油液因油溫升高氧化變質(zhì)而生成的膠狀物等。

當(dāng)潤(rùn)滑油污染嚴(yán)重時(shí)，潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作性能將收到嚴(yán)重影響，潤(rùn)滑系統(tǒng)發(fā)生故障的概率大大提高，使?jié)櫥勖s短。對(duì)于潤(rùn)滑元件來(lái)說(shuō)，由于這些固體顆粒進(jìn)入到元件里，會(huì)使元件的滑動(dòng)部分磨損加劇，并可能堵塞潤(rùn)滑元件里的節(jié)流孔、阻尼孔，或使閥芯卡死，從而造成潤(rùn)滑系統(tǒng)的故障。此外，水分和空氣的混入使?jié)櫥偷臐?rùn)滑能力降低并使它加速氧化變質(zhì)，產(chǎn)生氣蝕，使?jié)櫥铀俑g，使?jié)櫥到y(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)、爬行等。

防止污染的措施造成潤(rùn)滑油污染的原因多而復(fù)雜，潤(rùn)滑油自身又在不斷地產(chǎn)生臟物，因此要徹底解決潤(rùn)滑油的污染問(wèn)題是很困難的。為了延長(zhǎng)潤(rùn)滑元件的壽命，保證潤(rùn)滑系統(tǒng)可靠地工作，將潤(rùn)滑油的污染度控制在某一限度以?xún)?nèi)是較為切實(shí)可行的辦法。對(duì)油液的污染控制工作主要是從兩個(gè)方面著手：一是防止污染物侵入潤(rùn)滑系統(tǒng)；二是把已經(jīng)侵入的污染物從系統(tǒng)中清除出去。

本論文將針對(duì)潤(rùn)滑站油液污染物的清理做出論述。

1.2 研究方向及目的

本項(xiàng)目從顆粒度、含水率、溫度等多個(gè)維度出發(fā)，以提高精軋潤(rùn)滑站過(guò)濾效率，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑站系統(tǒng)穩(wěn)定性及抗風(fēng)險(xiǎn)能力提升為目的，采取多種改進(jìn)措施來(lái)增強(qiáng)其除雜、除水能力。同時(shí)，增加油液品質(zhì)監(jiān)測(cè)途徑，提高對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的事態(tài)感知能力，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提前解決故障，以此確保系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

2 原有軋機(jī)潤(rùn)滑站系統(tǒng)概述

2.1 軋機(jī)潤(rùn)滑站過(guò)濾流程概述

原有軋機(jī)潤(rùn)滑站過(guò)濾流程如下：泵組從凈油區(qū)中部吸油，規(guī)避底部污染物聚集區(qū)（防止污染物損壞泵組）；接著通過(guò)泵出口使用的80微米過(guò)濾器，泵送至軋機(jī)聯(lián)箱進(jìn)行潤(rùn)滑；隨后油液經(jīng)由回油口設(shè)置的一體固定式磁性過(guò)濾回到污油區(qū)；最后經(jīng)沉淀后溢流至凈油區(qū)。

2.2 軋機(jī)潤(rùn)滑站系統(tǒng)缺陷分析

通過(guò)分析以上工作流程，我們可以發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

（1）80微米過(guò)濾器只能保證油液在NAS.10級(jí)以上的過(guò)濾精度，尚未達(dá)到潤(rùn)滑站要求的NAS.9級(jí)清潔度。若僅采用將濾芯精度減小至10微米的方式，會(huì)因?yàn)V芯精度提高導(dǎo)致流量減少，而潤(rùn)滑流量下降可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞；此外，過(guò)濾器精度高，濾網(wǎng)孔徑小，堵塞風(fēng)險(xiǎn)較高，堵塞后有會(huì)造成系統(tǒng)壓力低，無(wú)法正常工作。

（2）回油路末端過(guò)濾器使用固定式磁性過(guò)濾裝置，拆卸清洗過(guò)程繁瑣，且需泵組停機(jī)后將過(guò)濾器整體拆下，維護(hù)效率過(guò)低且濾芯難以清潔再利用。

（3）現(xiàn)有潤(rùn)滑站缺少有效的除水手段。由于潤(rùn)滑站需要將油溫保持35-45℃以保證出口油溫及粘度正常，在氣溫較低時(shí)，聯(lián)箱內(nèi)外溫差較高，水汽會(huì)在箱體內(nèi)部凝結(jié)為冷凝水。由于聯(lián)箱頂部為碳素結(jié)構(gòu)鋼，溫差產(chǎn)生的凝結(jié)水會(huì)導(dǎo)致聯(lián)箱銹蝕，微小的氧化鐵顆粒也隨之進(jìn)入油箱，降低油液清潔度，而較差的清潔度會(huì)加劇系統(tǒng)中各設(shè)備的磨損，進(jìn)而產(chǎn)生更多碎屑，形成惡性循環(huán)。油水混合物在經(jīng)過(guò)泵組后會(huì)進(jìn)入乳化狀態(tài)，造成油液潤(rùn)滑能力降低，加速油液氧化變質(zhì)，使?jié)櫥铀俑g，使?jié)櫥到y(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)、爬行等。

（4）現(xiàn)有潤(rùn)滑站對(duì)油品質(zhì)量的勢(shì)態(tài)感知能力較弱。一般情況下，對(duì)于油站油品質(zhì)量的檢測(cè)我們采用方式離線檢測(cè)，在點(diǎn)巡檢、周期大修時(shí)進(jìn)行采樣，往往需要耗費(fèi)較多人力與時(shí)間，還無(wú)法及時(shí)感知變化。對(duì)油品的監(jiān)測(cè)還需要專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行，并且取樣中油品有污染風(fēng)險(xiǎn)，檢測(cè)后廢油容易污染環(huán)境?？梢钥闯?，傳統(tǒng)的檢測(cè)方式周期長(zhǎng)，效率低，準(zhǔn)確度無(wú)法得到保證，且過(guò)程較為繁瑣，對(duì)于油路中存在的隱性問(wèn)題無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，難以在故障擴(kuò)大前發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題。

3 提高油液品質(zhì)的改進(jìn)

目前軋機(jī)潤(rùn)滑站存在過(guò)濾能力不足的問(wèn)題：

原有過(guò)濾方式僅包含工作油路中的常規(guī)過(guò)濾方式，缺少旁路循環(huán)，若只減小濾芯孔徑只會(huì)減少流量，增加設(shè)備損壞的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)提高濾油效率無(wú)幫助。

對(duì)聯(lián)箱冷凝水的處理能力弱，缺少除水模塊會(huì)導(dǎo)致設(shè)備銹蝕，嚴(yán)重影響油液清潔度。

回油磁性過(guò)濾器為一體式設(shè)計(jì)，更換時(shí)需讓設(shè)備離線，清理過(guò)程繁瑣，當(dāng)磁性過(guò)濾器吸附大量顆粒后會(huì)失去過(guò)濾能力，將大量雜質(zhì)漏入油箱。

此外，由于當(dāng)前對(duì)于軋機(jī)潤(rùn)滑站油品清潔度的檢測(cè)需要人工進(jìn)行，耗時(shí)長(zhǎng)，過(guò)程繁瑣，且取樣過(guò)程中有樣品污染的風(fēng)險(xiǎn)，

對(duì)于以上幾點(diǎn)問(wèn)題，大致可以采用以下方案解決：1.改進(jìn)原有過(guò)濾系統(tǒng)。將網(wǎng)片式濾芯更換為濾筒式濾芯，減少泄漏，提高過(guò)濾能力。2.添置循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)。相較于僅在工作油路進(jìn)、出油口附近使用過(guò)濾器的設(shè)計(jì)方案，單獨(dú)的過(guò)濾回路可以提高過(guò)濾循環(huán)效率，不用受工作回路的流量限制，也無(wú)需擔(dān)心濾芯堵塞后影響設(shè)備工作。3.優(yōu)化磁性過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)。一體式的磁性過(guò)濾器為網(wǎng)片式結(jié)構(gòu)，吸附較多雜質(zhì)后會(huì)失去吸附能力，也難以清潔。且更換過(guò)濾器時(shí)，需要將泵組關(guān)停后將整個(gè)過(guò)濾器拆除更換。若使用分體式過(guò)濾器，則可在工作時(shí)直接拆下吸附用磁棒，簡(jiǎn)單擦洗后即可恢復(fù)吸附能力。4.增設(shè)凈油除水回路，通過(guò)加熱、霧化、分離的方式去除油箱中微水，減小微水對(duì)設(shè)備運(yùn)行的威脅，防止油液乳化，造成油液潤(rùn)滑能力降低，加速油液氧化變質(zhì)，使?jié)櫥铀俑g，使?jié)櫥到y(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)、爬行的現(xiàn)象。5.增設(shè)油品在線檢測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)檢測(cè)油品狀況，點(diǎn)巡檢人員可直接讀取并記錄。

3.1 改進(jìn)原有過(guò)濾系統(tǒng)

原有泵出口過(guò)濾器為80微米網(wǎng)片式過(guò)濾器，采用銅制濾網(wǎng)。這種濾芯的優(yōu)勢(shì)是可回收利用，壓力損失小，但更換時(shí)需將過(guò)濾器拆出，取出濾芯后逐層取下濾網(wǎng)，操作繁瑣，并需停下設(shè)備，另一方面網(wǎng)片式濾芯過(guò)濾精度較低，且由于制造工藝等原因，網(wǎng)片之間存在間隙，容易發(fā)生泄漏。若改用紙芯式過(guò)濾器，雖然堵塞后無(wú)法清洗只能更換，但紙芯式過(guò)濾器擁有更高的過(guò)濾精度，且不必?fù)?dān)心泄漏。

3.2 添置循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)

增設(shè)管線，添加一路旁濾回路。僅僅依靠工作回路的過(guò)濾器過(guò)濾油液，受流量限制，工作效率低下，抗風(fēng)險(xiǎn)能力不足。一般來(lái)說(shuō)，油箱底部呈傾斜狀，以產(chǎn)生一個(gè)最低點(diǎn)，油液中各種污染物也會(huì)匯集沉淀于此。因此，新增一路單獨(dú)的過(guò)濾回路，從凈油區(qū)和污油區(qū)最低點(diǎn)抽油即可最大化地抽取污染物進(jìn)行過(guò)濾。使用一臺(tái)500 L/min大流量泵抽取污油，輸送至6只并聯(lián)1300濾芯進(jìn)行過(guò)濾，隨后連接至回油管路，通過(guò)磁性過(guò)濾回到油箱污油區(qū)。此過(guò)濾循環(huán)相較于工作回路的過(guò)濾循環(huán)，擁有更大的流量，過(guò)濾效率更高；過(guò)濾器精度更高，單次過(guò)濾可濾除更多雜質(zhì)。油箱底部吸油的方案

3.3 優(yōu)化磁性過(guò)濾裝置

改變?cè)纫惑w式磁性過(guò)濾器，技改為分體磁棒式過(guò)濾器。原有磁性過(guò)濾器為磁性材料網(wǎng)片式疊加，吸附鐵屑過(guò)多會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾器堵塞，嚴(yán)重時(shí)損壞過(guò)濾器。且網(wǎng)片難以取下，不利于回收。后可在設(shè)備運(yùn)行期間取出磁棒擦拭，直接清洗后插回過(guò)濾器中，操作簡(jiǎn)單快捷。

3.4 增加凈油除水回路

增設(shè)除水裝置，通過(guò)加熱、霧化、分離的方式去除油箱中微水，減小微水對(duì)設(shè)備運(yùn)行的威脅。工作時(shí)，含水油液由進(jìn)油泵吸引，從多功能油箱底部抽出，經(jīng)粗過(guò)濾器進(jìn)行一級(jí)過(guò)濾后，進(jìn)入加熱器加熱。隨后，加熱的油液進(jìn)入氣液分離塔。在通過(guò)霧化器噴頭時(shí)，水汽蒸發(fā)，經(jīng)真空泵抽真空后進(jìn)入真空管路，接著進(jìn)入水氣分離器，經(jīng)分離后排出；凈化后的油液聚集于氣液分離塔底部，達(dá)到一定量后由出油泵抽出，經(jīng)精過(guò)濾器二級(jí)過(guò)濾后回到油箱。（如圖1所示）

4 總結(jié)與展望

4.1 總結(jié)：

本項(xiàng)目的目的在于提高精軋潤(rùn)滑站過(guò)濾效率，提高對(duì)潤(rùn)滑油油液品質(zhì)的感知度，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑站系統(tǒng)穩(wěn)定性及抗風(fēng)險(xiǎn)能力的提升。

（1）必要性：便攜式本地自動(dòng)檢測(cè)裝置用遮光法檢測(cè)原理替代人工，避免了采樣時(shí)可能存在的污染風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約人工成本，提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。一體式磁濾更換需要停機(jī)，且難以回收利用。新的分體式磁濾可在不停機(jī)的情況下直接抽出磁棒清洗，方便快捷。

（2）緊迫性：油站整體抗風(fēng)險(xiǎn)能力低下，缺少除水回路，油液中微油會(huì)銹蝕設(shè)備，增加雜質(zhì)，現(xiàn)有過(guò)濾裝置只能達(dá)到NAS 10級(jí)，無(wú)法滿(mǎn)足設(shè)備N(xiāo)AS 9級(jí)的使用需求，顆粒造成設(shè)備磨損后產(chǎn)生更多雜質(zhì)，形成惡性循環(huán)。

（3）效益性：油液顆粒度及含水率的良好控制可以降低設(shè)備損耗，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，減少維護(hù)成本。同時(shí)，良好的油液品質(zhì)可以延長(zhǎng)油液更換周期，降低換油成本。

4.2 展望：

本文僅通從清理污染物這一單一維度出發(fā)，通過(guò)改進(jìn)過(guò)濾措施來(lái)提高油液清潔度，但油液污染控制有兩個(gè)方面可以發(fā)展：一是防止污染物侵入潤(rùn)滑系統(tǒng)；二是把已經(jīng)侵入的污染物從系統(tǒng)中清除出去。僅僅清除污染物是治標(biāo)不治本的方案，希望此后可以拓展出一套行之有效的降低污染物生成量的優(yōu)化方案。

參考文獻(xiàn)

［1］ 楊再忠.潤(rùn)滑油的污染與控制［J］.農(nóng)機(jī)使用與維修，2017（01）：6-8.DOI：10.14031/j.cnki.njwx.2017.01.002.

［2］ 潘壯.防污染，從哪里入手？——淺談破碎錘潤(rùn)滑油污染危害及應(yīng)對(duì)措施［J］.今日工程機(jī)械，2012（08）：82-83.

［3］ 張鈞.潤(rùn)滑油的選用、污染控制與更換方法［J］.硅谷，2011（16）：144+135.

［4］ 邵山鷹.潤(rùn)滑潤(rùn)滑系統(tǒng)的油液污染控制措施［J］.山東冶金，2019，41（01）：81-82+84.DOI：10.16727/j.cnki.issn1004-4620.2019.01.033.

［5］ 王文江，秦建國(guó)，溫景輝.潤(rùn)滑油的污染控制與實(shí)際應(yīng)用［J］.科技信息，2012（28）：352-353.