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浅谈液压油的污染与控制

发布时间：2010-01-06 查看人数：2295

液压油被污染指的是液压油中含有水分、空气、微小固体颗粒及胶状生成物等杂质。液压油受到污染常常是系统发生故障的主要原因。因此，控制液压油的污染是十分重要的。液压油被污染指的是液压油中含有水分、空气、微小固体颗粒及胶状生成物等杂质。

1. 液压油污染的原因

液压油液被污染的原因是很复杂的，但大体上有以下几个方面：

1.1残留物的污染：  主要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运输、安装、维修过程中，带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、油垢、棉纱和灰尘等，虽然经过清洗，但未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油液污染；

1.2侵人物的污染：主要指周围环境中的污染物，例如空气、尘埃、水滴等通过一切可能的侵入点，如外露的往复运动活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统所造成的液压油液污染；还如维修过程中不注意清洁，将环境周围的污染物带入，以粗代细，甚至不用过滤器，过滤器几年不清洗、滤网不经常清洗、换油或补油时不注意油的过滤、脏的油桶未经过严格的清洗就拿来用，从而把污染物带入。

1.3生成物的污染：主要指液压传动系统在工作过程中所产生的金属微粒、密封材料磨损颗粒、涂料剥离片、水分、气泡及油液变质后的胶状物等所造成的液压油液污染。这些颗粒污物类似于研磨金属加工面使用的研磨剂，液压系统中的污染颗粒随着液压油的流动而遍布整个系统。当通过泵、缸、阀各液压元件时，会加剧各摩擦副的磨损，产生出新的污染颗粒，造成恶性循环，大大降低元件的使用寿命，严重地威胁着液压系统的正常工作。油液分解残余物及表面活性媒介物等，它们会腐蚀机件，并使元件表面的污物分散到油液中去而难以清除，还降低过滤网附着污物的能力，常常使节流小孔堵塞。使液压元件失效造成事故故障。

1.4液压油中混入的其它油品。不同品种、不同牌号的液压油其化学成分是不相同的，当液压油中混入其它油品后，就改变了其化学组成，从而使用其性质也发生变化。

1.5污染度等级:工作介质的污染用污染度等级来表示，它是指单位体积工作介质中固体颗粒污染物的含量，即工作介质中所含固体颗粒的浓度。为了定量地描述和评定工作介质的污染程度，国际标准化组织的标准ISO4406中已经给出了污染度等级标准。污染度等级用两组数码表示工作介质中固体颗粒的污染度，前面一组数码代表1mL工作介质中尺寸不小于5μm的颗粒数等级，后面一组数码代表1mL工作介质中尺寸不小于15μm的颗粒数等级，两组数码之间用一斜线分隔。例如污染度等级数码为18/15的液压油，表示它在每毫升内不小于5μm的颗粒数在1300~2500之间，不小于15μm的颗粒数在160~320之间。

2.液压油污染的危害
    液压油液被污染后对液压传动系统所造成的主要危害是：

2.1固体颗粒和胶状生成物堵塞过滤器，使液压泵吸油不畅、运转困难，产生噪声；堵塞阀类元件的小孔或缝隙，使阀类元件动作失灵；

2.2微小固体颗粒会加速有相对滑动零件表面的磨损，使液压元件不能正常工作；同时，它也会划伤密封件，使泄漏流量增加；

2.3水分和空气的混入会降低液压油液的润滑能力，并加速其氧化变质；产生气蚀，使液压元件加速损坏；使液压传动系统出现振动、爬行等现象。

3 .工作介质污染的控制

由于液压油液被污染的原因比较复杂，液压传动系统在工作过程中液压油液又在不断地产生污染物，因此，要彻底地防止污染是很困难的。为了延长液压元件的使用寿命，保证液压传动系统的正常工作，应将液压油液的污染程度控制在一定的范围内。一般常采取如下措施来控制污染：

3.1消除残留物污染：液压系统组装前后，必须对零件进行严格的清洗。

3.2减少外来的污染：为了减少液压系统的污染源，改善设备的运转环境，加强粉尘治理，减少工作现场的粉尘。油箱通大气处要加空气滤清器，向油箱灌油应通过过滤器，维修拆卸元件应在无尘区进行。

3.3滤除系统产生的杂质：根据系统和元件的不同要求，分别在泵的吸油口、压力管路、泵的吸油管路、回油管路、伺服阀或调速阀的进油口处，按照要求的过滤精度，设置过滤器，选用过滤器时还要考虑纳垢能量。在精度相同的情况下，应尽量选用滤油面积大的过滤器。在需要时，还可以增设外循环过滤系统（此时βn可选用大些）从而使系统的污染物控制等级得到提高；应定期检查过滤器的滤网有无破裂，若有破裂要及时更换，对变质油和清洁度超标油禁止使用，油箱内壁一般不要涂刷油漆，以免油中产生沉淀物质，为防止空气进入系统，回油管口应在油箱液面以下，液压泵和吸油管应严格密封。应根据需要，在系统的有关部位设置适当精度的过滤器，并且要定期检查、清洗或更换滤芯。

3.4控制液压油液的工作温度：在没有特定要求的情况下，可有限考虑选用体积式调速回路，此种调速回路温升小、效率高；用扩大油箱容量和通风自然冷却来缓解油温的升高；另外还可以采用双油箱结构方案，以实现不同温升情况下的油温调节；当系统功率损失较大，发热量大而结构又不允许有较大的油箱容量的情况下，可采用冷却器进行强制冷却；

3.5加强液压系统的维护保养和管理

3.5.1选择合适的液压油。要根据液压系统的特点和使用环境，选择合适的液压油，首先要求具备合适的粘度、合适的固体颗粒污染等级，其次，要考虑液压油的抗氧化性、抗乳化性及是否有耐磨添加剂等，此外，还需考虑液压工作介质与元件金属材料及其密封材料的相容性。

3.5.2加强油品管理。为保证出库油品的质量，必须定期对库存油料进行取样化验。新油入库时应化验，不合格的油品不准入库；油应妥善保管；建立液压设备“用油卡”；油液转筒或注入时应过滤；并注意油筒、注油口、漏斗口等容器的清洁。

3.5.3定期清洗滤芯、油箱、管道和元件内部的污垢，定期更换滤芯。建立液压系统一级保养制度；

3.5.4通过检查油质来确定是否该换油。因为不同的液压油的使用寿命不同，同一种液压油在不同的设备、不同的环境、不同的维护条件下，使用期限相差很大。常用来检测液压油污染度的方法有以下几种：铁谱分析法（此方法无法检测非磁性污染物）、光谱分析法（此法不能分析大于5um的颗粒）、重量分析法（此方法无法核查污染颗粒的尺寸大小及分布）、自动颗粒计数法（可以直接读出颗粒的尺寸大小及分布）。

前面这些方法在某些场合，如野外和生产现场就受到限制，这些场合可使用便携式污染测量仪来检测。如颗粒计数器。若没有这些仪器，可采用目测法和比色法。目测法就是通过看油的颜色、嗅油的味道、摸油液的光滑度来估测液压油的污染程度。也可用两只洁净透明的玻璃瓶，一只装待测的液压油，另一只装新的液压油，将两只瓶子对着太阳看，来估计液压油的污染度。比色法是指将一定体积油样中的污染物用滤纸过滤出来，然后根据滤纸颜色来判断介质污染程度。具体方法：取同数量使用油和同号纯油各少许，分离滴在滤纸上，过一定时间后，比较两种滤纸的颜色，从而确定油液污染程度和确定是否换油。换油时要清洗油箱，冲洗系统管道元件。

为了有效地控制液压系统的污染，以保证液压系统的工作可靠性和液压元件的使用寿命，国家制定的典型液压元件和液压系统清洁度等级ISO4406-1999，NAS1638-2001。