液压油中油液污染度检测方案(其它石油专用分析仪器)

液压油液污染的影响及污染的控制 1液压油污染的来源 液压油液污染的来源概括地讲可分为外部影响和使用过程产生的影响。 外来污染物包括系统维修和元件更换过程的污染,通过轴承密封，油箱通气器及其它开口处引人的污染,加人新油品过程引人的污染,油液的存放环境以及容器等造成的污染。 在工作过程中，油液中存在污染通过元件表面的相互作用或高速区域的冲蚀进-步产生碎屑。如果这些颗粒得不到过滤,则将发生再生性磨损,污染等级不断上升,元件不可避免地失效。 油液在运输过程中，因受热.氧化及水解,部分可能产生化学污染物,例如: 普通水对水基液压油液也会造成污染，这是因为普通水中所含的钙，镁等离子会与水基液体中的某些添加剂起反应,导致添加剂失效和油的氧化,造成部件腐蚀。油液中的空气会产生气泡,使系统响应慢,不稳定,造成气蚀,加速油品氧化。当水和金属颗粒共存时,会加速油液的氧化,其中金属颗粒起催化作用，迅速增加酸值。含水量也会影响轴承的疲劳寿命。 2液压油液污染对液压系统的影响 在设备使用,维修过程中发现.因液压油液受污染而变质产生的液压系统故障占系统总故障的80%以上,突出表现在以下几个方面: 2.1 导致液压缸活塞密封圈过度麝损 由于油液变质，往往会使液压缸活塞密封圈受到损坏或者提前磨损,工作缸活塞密封不良，出现内泄漏。此时,高低压腔不同程度地互通,压差变小,执行工作机构所需流量明显下降。同时,设备的工作负荷增大,严重时,机构不能动作。 2.2造成液压缸端盖或活塞杆的密封损坏油液污染变质后,使密封圈严重受损,设备出现外泄漏. 执行机构所需流量减少。运动机构速度减慢。同时，液压泵的压力及工作负荷增大，影响泵的工作稳定性。由于液压泵的压力和流量的脉动增加，噪音增大,此外，外泄漏污染了设备工作周围的工作环境，如果外泄漏严重，会使油箱油液不足，出现液压泵吸空现象(指液压泵吸进的油液中混有空气),易产生气蚀,增大噪音,而且影响液压泵的容积效率。 2.3 导致阀芯，阀套和液压系统管件失效 液压阀等元件内的相对表面往往会被受污染油液内存在的杂质划伤,有时元件中的小孔，缝隙,节流阀的节流口处会被堵塞。换向阀的阀芯与阀套的相对表面被油液中的杂质划伤时，摩擦力加大.动作滞迟，系统工作稳定性差，换向阀工作稳定性差，换向阀工作阻力增大时，易产生冲击,振动,过大的振动会使设备的紧固件和管路中接头松动、影响机件装配精度和性能,造成管路泄漏。 2.4 使节流阀出现故障 油液污染物可使节流阀 阀芯径向卡死、无论如何调节，油液流量都不会发生变化。如果液压油污染严重，污物粘附在节流阀节流口，使过流面积减小，流量减少.运动机构速度随之减慢;机械在工作时，节流口上的污物可能被压力油冲掉，使节流口恢复原来的过流面积，流量又得以恢复,运动速度也随之恢复,如此反复变化,使机械工作时运动速度不平稳，易产生冲击，出现大的振动。 2.5降低液压系统部件的精度和寿命液 压泵,缸，阀等元件因液压油污染或存在杂质会加速磨损.各部件精度下降，寿命缩短。泄漏量大时,泵的工作压力增大，泵及电机轴温上升，液压泵可能因此出现损坏,严重时会烧坏电机。出现这种情况时,必须维修或更换液压泵。 3液压油污染的控制 液压油污染的控制必须对不同的污染物根源采取不同的措施。对于制造过程的残留污染物，主要靠清洗和冲洗加以清除，同时要从设计方面消除那些不利清洗和冲洗的因素。对于浸人污染物，主要是加强防护。对于工作中生成的污染物，主要靠过滤与分离加以清除。下面谈谈液压油污染控制的三步骤: 3.1掌握液压元件的污染产生度和污染抵抗力，如果将液压元件所产生的污染物分成非常多(4),多(3),不多(2),少(1)或无(0)五档.而液压元件对污染物的抵抗力分成非常大(4),大(3),不大(2)和小(1)四档，液压元件的污染产生度和污染抵抗力可列于表1。 3.2 具体研究减少污染的方法，液压油中的污染物使系统中所有的元件的性能下降，液乐油中的污染物越多，则元件的性能下降得越快，元件性能下降到一定程度的“时间”，就是元件的寿命。欲使元件达到一.定的寿命，就必须把液压油中的污染物控制在一定水平以下。液压油中污染物的数量等于原有的污染物加上侵人的污染物，减掉清除的污染物。外界不断有污染物侵入油液中，过滤器不断从油液中清除污染物，油液中的污染物应该达到动态平衡，并应平衡在低于元件所能忍受的污染水平上。图1是表示液压油污染度与液压元件寿命的关 系的污染对策图。从图中可知，为了延长污染抵抗力为2级的液压元件的寿命，应该减少液压系统中的过滤器上的各种污染物数量,提高过滤性能β值(β=大于X的上游颗粒数/大于X的下游颗粒数，是一个最科学，最逼真的表达过滤器清除污染物能力的比值。)并加大过滤器的通过流量，图中的过滤器向左倾斜,油液污染度降低,元件寿命延长。 3.3 实施减少污染的对策 3.3.1 残留污染物的控制 制造液压元件要加强各工序之间的清洗，去毛刺，防止零件落地，磕碰;装配液压元件前要认真清洗零件;加强出厂试验和包装环节的污染控制，保证元件出厂清洁度并防止在运输和储存中被污染;装配液压系统之前要对油箱,管路,接头等彻底清理和清洗,未能及时装配的管子要加护盖;在清洁的环境中用清洁的方法装配.系统;在起动之前冲洗新的和大修后的系统，清洗.前要暂时拆除执行器及伺服阀之类精密元件而代.之以冲洗板，与系统连接之前要保证执行器内部清洁。 3.3.2 浸入污染物的控制液压油在贮运过程中，在光，热的作用下，在金.属(特别是钢)和杂质的促进下，便发生分解或与空气的氧起化学作用，而生成极不安定的氧化物，甚至生成胶质，沥青质和酸性物质而严重影响使用,发生腐蚀作用和结胶损坏机械，因而必须避免。液压油除采用良好的精制工艺和加抗氧化剂，防胶剂和金属钝化剂等揩施外，在贮运管理上应注意下列事项:贮运液压油的容器必须清洁,密闭,避光，且不和铜，铅等易于促进液压油氧化变质的金属接触;存放油压液的油桶或油罐要放置在凉爽干燥处并定期清洗，及时排污，以防止油泥杂质促进液压油变质;向油桶或油罐注油或从中放油时都要经过便携式过滤装置;系统漏油未经过滤不得返回油箱;与大气相通的油箱必须装有通气过滤器;通气器要与机器的工作环境与系统温度相适应，要保证通气器始终安装正确和固定紧密;特别污染的环境可考虑采用加压油箱或呼吸袋。泵吸油管应足够低,以防止在低液面时空气经旋涡进人泵。 3.3.3 生成污染物的控制A.在系统的适当部位设置具有一定过滤精度和一定容量的过滤器，在使用中经常检查与维护，及时清理和更换滤芯是控制生成污染物的关键。过滤器在系统中的位置如图2所示。过滤器在液压系统中不同的位置起着不同的作用，如表2总结了过 滤器的各类及用途。 液压系统过滤性能的好坏，选择合适的过滤器 是最重要的,选择过滤器必须遵守原则如下: 1)根据被过滤微粒的大小，选择适当的过滤精度。2)根据油液性质,选择过滤器材质。3)考虑过滤器的成本,费用。4)考虑过滤器所随系统压力及可接受的压力降。 表3为部分液压系统使用的过滤器。 如果过滤器安装在关键元件的上游，以保护节流孔，节流口或配合间隙免遭污染物颗粒的堵塞和卡死，则其过滤精度的选择与所要保护的间隙有一-定的关系，在形成间隙或开口的零件的相对运动较小的场合,允许的颗粒尺寸不超过间隙尺寸的1/3,在其相对运动较大的场合,允许的颗粒尺寸不超过间隙尺寸的3/4。被保护元件上游的过滤器的过滤精度是由被保护元件的间隙来确定的。各种元件的典型间隙如表4。 B.定期取液压油样分析为了确定颗粒性污染物,热量,水分和空气的影响,表明是需要对那些因素加强控制,还是需更换油液应在现场抽取油样,观察其颜色,气味，有无沉淀物,并与新油进行比较的定性方法和把油样送往分析试验室评定性状变化的定量方法判断液压油是否劣化。通过检验液压油 指标确定液压油是否需更换。表5是矿油型液压油换油指标,表6是磷酸脂的换油指标,表7是脂肪酸脂换油指标,表8是水-乙二醇换油指标,表9是袖包水乳化液换油指标。 在液压现场也可采用吸墨纸斑点简单试验方法判断液压油是否污染:把一滴油液滴到一片吸墨纸上,如果吸墨纸仍然没有颜色或仅出现-块淡黄色.则气化受到控制。如果出现颜色,但颜色均匀,则油液可继续使用。如果斑点中出现明显的环形痕迹,表明应该换油。如果中心是明显的深色斑点,而淡色油液向四周散开,则表明已经超过了换油时间。油液即将或已经把油泥之类的氧化生成物带进系统。 下面谈谈更换液压油的注意事项:更换液压油前必须冲洗液.压系统中沉积的污染物和杂质，并放净污油，以防导致新油迅速变质。对于清净和冲洗美国已订有ASTM D4174-82石油液压油系统清净，冲洗和净化标准方法。方法规定，为了控制污染,新油加入前须经离心分离机和3~ 10μo过滤器过滤。认为如石油液压油中,21C时溶水分50x10-6,71C时250x10~,则对润滑没有影响，也不致腐蚀。规定液压油严重乳化时,可用提高温度不超过829C进行破乳化;破乳化时需控制加热器表面温度在121C以下,防止液压油分解;用蒸汽加热时应保持蒸汽压力不超过34. 5kMa;电加热时电热器的安全瓦密度为0. 77W/em2，如密度高到3. 1W/em .时,则要适当加速循环,以保持加热器表面温度不高于上述规定。清洗不得用含卤溶剂等活性物及碱或酸清洗剂;应用粘度(40C)不高于32mm2/s的含有强溶解力组分和防锈剂及清除锈蚀化合物与油泥的添加剂的特制冲洗油。冲洗用泵容量须比液压系统泵大1-2倍，在保证安全条件下，使加热到65~71C的冲洗油在发生湍流(在长管线中发生湍流需保持雷诺数NR=20000以上)的情况下,一般冲洗时间最少要12h。冲洗完成后放出冲洗油,应用与运转同样的液压油进行置换，开泵循环并加热到60~71C至少连续2h。置换油的循环至少连续24h,或到过滤器和过滤袋无可见污物为止。放出置换油后，应尽快充人运转用新油;新油装人系统前需用3~ 10μn过滤器进行净化。如液压系统时常停运或备用,则应用含有气相防蚀剂的液压油,以防系统中不存油部件发生锈蚀。液压油在系统使用中，最初200h及其后每隔3~6个月取样进行化验监测，并应经常通过视窗或取小样,对色度变化，混浊情况，沉淀物和气味变化等进行观感监测。 C.系统污染度超过规定时，要查明原因，及时消除引起异常污染的原因;当靠系统的在线过滤器无法净化过分污染的系统油液时，可用便携式过滤装置进行外循环过滤净化。表10是各种液压装置容许液压油污染度标准。 D.液压系统应远离或隔绝高温热源;油温应保持最佳值(60C左右),以防止液压油局部过热和激热的氧化。 液压油污染的来源液压油液污染的来源概括地讲可分为外部影响和使用过程产生的影响。 外来污染物包括系统维修和元件更换过程的污染,通过轴承密封，油箱通气器及其它开口处引人的污染,加人新油品过程引人的污染,油液的存放环境以及容器等造成的污染。在工作过程中，油液中存在污染通过元件表面的相互作用或高速区域的冲蚀进-步产生碎屑。如果这些颗粒得不到过滤,则将发生再生性磨损,污染等级不断上升,元件不可避免地失效。油液在运输过程中，因受热.氧化及水解,部分可能产生化学污染物,例如: