捷承净化

专注提供液压油净化解决方案
4液压油污染对液压系统的危害及控制

液压油污染对液压系统的危害及控制


   由于液压传动功率大、体积小、调速范围广、易控制的优点,在各种设备中,越来越趋向于使用液压做动力系统。在液压系统中,液压油作为能量传递、转换的工作介质,不仅起着动力传递和控制作用,同时还起着润滑、冷却和对腐蚀和锈蚀的抑制作用。随着液压元件精密度和液压泵、液压马达容积效率的大幅度提高,液压传动也更加精密、高效和自动化,加之相互关联系统的增多,在恶劣环境下工作的一些设备,例如煤矿机械和工程机械,因液压油污染而造成液压系统失效带来的损失日趋严重。液压油污染不仅影响液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命,而且直接关系到液压系统能否正常工作,据有关资料统计,液压系统中80%以上的故障是由液压油的污染引起的。因此,如何有效地降低和控制液压系统液压油的污染,是保证液压系统工作可靠性和液压元件使用寿命的关键,只有认真研究液压油污染成因,找出合适的控制方法,才能延长液压元件的使用寿命,保证液压系统工作的可靠性。

  1 液压油污染的来源

  液压油污染是指液压油中污染物浓度、大小、硬度超量超标,污染物可根据形态分为固体、液体和气体三种形式。固体污染物主要有金属残留物、灰尘、其它各种固体颗粒和纤维等;液体污染物主要有水、清洗液、其它液压油等;气体污染物主要指空气。一般产生于外部环境和工作环境,来自外部环境的污染物主要是液压油运输、贮存和液压系统检修过程中混入的灰尘和水分,以及液压元件加工时残留的金属屑、焊渣、铸锻件氧化皮等,来自工作环境的污染物主要是液压系统工作时液压元件磨损、腐蚀和液压油变质所产生。

  1.1 固体污染的来源

  据统计,固体污染引起的故障占液压油污染引起的故障总数的70%以上。其来源主要有以下几方面:

  1) 尽管在液压系统安装前会冲洗各种液压元件以及液压油箱、管路等,但由于结构和冲洗设备所限,加工中残留的金属屑、毛刺、焊渣等,擦洗时的棉纱纤维等仍会残留在元件上,在液压系统工作时脱落混入液压油;

  2) 在液压油的灌装、运输、储存中也易被污染,盛油容器的洁净度、密封性至关重要;

  3) 液压系统工作时,液压元件表面、管道和油箱内壁均可能因磨损而产生磨屑,密封材料的老化、液压油的氧化分解也会产生碎屑和胶状颗粒;

  4) 液压油缸往复运动时,虽然活塞杆上的密封装置能阻止大部份污染物的侵入,但在极其恶劣的工作环境,不能完全隔离极细的杂质,长期运行会污染液压油;

  5) 液压系统检修时极易造成二次污染,在处理液压系统故障时,常需要开盖或拧开管路连接件,虽然会采取很多措施进行防护,但在周围环境恶劣的情况下,处理过程较长,根本无法杜绝灰尘等污染物侵入。

  1.2 液体污染的来源

  液体污染主要是指水份、清洗液、化学溶剂、表面活性物、以及其它种类的液压油等。其来源主要有以下几方面:

  1) 水份通过凝结从注油口、空气滤清器、过滤器及油箱侵入;

  2) 冷却器的漏水使水份直接混入液压油造成油乳化;

  3) 水份与液压油中的某些添加剂起化学反应产生硫酸或盐酸类物质;

  4) 清洗时的清洗液因处理不当残留在液压元件上;

  5) 在进行系统试验或注油时,会混入不同种类的液压油。

  1.3 气体污染的来源

  溶解于液压油中的气体一般不影响系统工作,气体污染主要是指游离空气及气泡产生的污染。其来源主要有以下几方面:

  1) 吸油管密封不好、或泵的吸油区段存在缝隙、或由于泄漏而造成油箱液面下降,滤油网部分外露,使泵在吸油的同时吸入大量的空气;

  2) 吸油高度大、吸油管道细、油箱透气性差、液压泵补给不足、液压油粘度大或滤网堵塞等原因,使液压油不能充满泵的吸油空间,真空度太大,原溶于油中的空气分离出来;

  3) 当系统停止运行时,局部漏油形成真空,外部气体受大气压的作用从密封不严处侵入;

  4) 蓄能器气动系统有串气、漏气现象;

  5) 液压油指标不合格,抗泡沫性和空气释放性不好,液压油中溶入的空气不能及时释放。

  2 液压油污染的危害

  液压油污染会直接影响液压系统的工作可靠性,增加液压系统的故障率,缩短液压元件的寿命,液压油污染严重时,会导致液压系统瘫痪,无法工作。

  2.1 固体污染的危害

  固体污染是液压油污染中最常见、危害最大的,它引起的故障约占液压油污染故障总数的70%左右。其造成的危害主要有以下几方面:

  1) 对液压泵进行磨粒磨损的试验表明,在液压油中加入十万分之五的极细砂时,仅运行50h,就与无尘土运行1000h的磨损量相等,因此,即使是肉眼看不见的灰尘,也会促成液压泵、阀、缸、密封及其它元件严重的磨损,使液压泵、阀的内泄增加,效率或精度降低;

  2) 当较大固体颗粒进入液压泵或阀时,首先表现为液压元件堵塞,如叶片泵转子槽中叶片伸缩受阻或完全卡死、节流阀孔堵塞及滑阀关闭时不严密等,结果导致系统完全丧失工作能力;

  3) 当大量细小固体颗粒进入阀时,会引起小孔和缝隙部分或完全堵塞,造成诸如液压阀动作滞后、伺服阀逐渐失灵等,使整个液压系统性能相应下降;

  4) 降低液压油的理化指标,使之达不到系统所需要的性能要求,加速变质,造成系统工作不正常。

  2.2 液体污染的危害

  液体污染主要是水份混入液压油中引起的,据有关资料表明,当液压油中混入的水份超过0.05%时,液压油就会浑浊,危害性就会显现。其造成的危害主要有以下几方面:

  1) 水份容易使液压油变稀,破坏油膜强度,降低液压油的润滑性能和防锈性能;

  2) 游离水常附着在液压元件表面,使金属表面腐蚀、生成锈斑,不但加剧了磨损,还增加了液压系统的固体污染;

  3) 水份和液压油中某些添加剂起化学反应,加速了液压油的氧化,形成胶状物质,引起阀芯粘滞或过滤器堵塞等;

  4) 在低温时液压油中的水份易结冰,引起液压系统功能失灵;

  5) 清洗油或其它种类的液压油混入液压系统,由于各自的化学成分不同,就改变了液压油的化学组成,使其性质发生变化,从而影响整个系统工作的可靠性。

  2.3 气体污染的危害

  混在液压油中的空气在液压系统工作时,大多以D0.25~0.5mm的气泡悬浮其中,占据一定空间,如同固体颗粒污染物一样,对系统产生影响。其造成的危害主要有以下几方面:

  1) 引起气穴,使液压泵、阀、管路产生噪声和振动,使油缸产生爬行、冲击;

  2) 引起金属表面严重气蚀;

  3) 加速液压油的氧化和变质,使体积弹性模量降低,使液压系统失去刚性和相应特性及润滑特性,使液压元件动作失灵等。

  3 液压油污染的控制

  液压油污染原因很复杂,而在液压系统工作时,液压油自身又不断产生污染物,要杜绝液压油的污染几乎是不可能的,为了提高液压系统的可靠性,延长液压元件的寿命,将液压油污染控制在一定限度内是较为可行的办法,应该从设计、制造、装配、调试、使用和维护等各个环节对液压油污染采取严密的控制和预防措施。

  3.1 设计阶段

  在设计阶段应采取的措施主要有:

  1) 液压系统的污染控制设计应适应系统的压力、流量、温度等主要参数,最大限度地减少由于高温、高压、流量冲击、泄漏等因素对系统污染控制造成的影响;

  2) 应尽量减少和消除污染源,将污染的客观渠道堵死,例如采用隔离式油箱和闭式系统,尽量选择油路块和集成油路块,将复杂弯管和接头数量减到最少,以减少压力损失和装配维护时产生的磨屑;尽量避免出现管路盲端和死角,消除一切不利于清洗的因素;

  3) 合理设计油箱结构,使液压油在油箱内的时间延长,以有利于空气、水和其它杂质从液压油中分离,例如尽量使油箱容量大些,使吸油口和回油口的距离尽量远些,中间可用隔板隔开,以增加油箱内液压油的循环距离;

  4) 各种软管和密封件等橡胶塑料制品必须与选用的液压油相匹配,以免在使用时形成内部污染源;

  5) 正确确定系统的污染控制等级,针对系统中的最敏感元件确定推荐清洁度,并合理配置滤油器,例如在泵的吸油口、重要元件的进油口、液压油回油箱的入口处均要设置不同精度的滤油器。

  3.2 制造、装配阶段

  在制造、装配阶段应采取的措施主要有:

  1) 经切削加工的零件棱边必须有一定的倒角,以便于装配并防止密封件切割;

  2) 加工完毕的合格零部件应经过除毛刺、清洁这一关;

  3) 液压系统在进入装配现场之前,除了要求装配现场整洁、无尘外,对装配工艺和器具的清洁度也应有相应的技术指标,例如应采用干式装配,即各元件清洗后用干燥的压缩空气吹干以后再装配;装配人员应使装配工具、滤网以及加油容器保持清洁,并严格按照有关操作规程进行装配,尽量减少人为因素所造成的污染;

  4) 进入装配现场后,对所有液压元件要再次进行清理,彻底除去油污、锈斑、金属屑等,待检验合格后,方可允许正式装配,对重要的非标加工件,如集成油路块、阀块的内孔毛刺、金属屑和杂质,采用内窥镜观察,并用风动加长锉等工具修整、去除毛刺和杂质;在冲洗时重点对焊口、法兰、变径、三通及弯头部位进行均匀敲打,使这些部位的杂质振落随清洗液一起冲走,内腔死角处的铁屑可用磁铁吸出;管道和油箱要按照脱脂、酸洗、中和、钝化、干燥、涂油、封闭等工艺流程进行处理;油箱体焊缝处除采用喷砂、喷丸清除氧化物外,箱体内还应多次经人工清洗除污;

  5) 系统总装完毕后要选择与液压油相容的清洗液进行循环清洗,使其大流量、高速地流过所有的管路和元件,以彻底消除装配过程中产生的污染物以及与油直接接触的元件表面的污染物。

  3.3 调试阶段

  在调试阶段应采取的措施主要有:

  1) 采用过滤精度较高且与工作液压油相容的清洗液进行调试和试运行,待液压系统达到要求的清洁度后,再将清洗液排放干净,加入工作液压油;

  2) 尽量采用滤油小车通过系统的循环过滤器注油,以避免注油过程带入污染物;

  3) 虽经多次冲洗,液压系统的诸多元件中,仍存在制造、装配、安装过程中残留的金属屑和污染物,因此在调试时,操作运行所有的阀组若干次,使油液流经所有的管子,利用滤芯绝对精度不低于5μm的过滤装置捕捉其中的污染物。

  3.4 使用、维护阶段

  在使用、维护阶段应采取的措施主要有:

  1) 提高液压系统使用、维护人员的污染控制意识,规范液压系统的使用和维护,定期进行液压油污染监测;

  2) 通过主动预防性维护将液压油的污染度有效控制在目标清洁度范围内,例如要根据设备的性能,选择各项指标合适的液压油,另外,在新油注入系统之前即进行预防性过滤,只允许清洁度合格的油品进入系统,而系统中残留污染必须清除,达到全系统工作油清洁;

  3) 定时检查液压油量,使油量充足;

  4) 按液压油及滤芯的更换周期定期更换液压油及滤芯,更换时用塑料塞或粘贴带堵住各孔口以防外界污染物侵入,在更换完成后,要排放系统空气;

  5) 在更换液压油时,特别注意防止不同品种、不同牌号的液压油混用,系统漏油未经过滤不得返回油箱;

  6) 定期清洗通气装置。

  必须充分认识液压系统液压油污染控制的重要性,并且采取得力、可操作的措施,为液压系统的安全、可靠运行提供切实的保证。

[返回]   
东莞市捷承净化设备有限公司 版权所有 [网站地图] 手机站:m.jcjhsb.com
网站备案号: 粤ICP备19010311号