液壓油污染控制及再生利用研究

趙文華

摘 要:介紹了液壓油污染的原因及控制液壓油污染的方法和措施,以及廢舊液壓油的再利用。

關鍵詞:液壓油;污染;再生利用

中圖分類號:V317.2文獻標識碼:A文章編號:1672-3198(2009)18-0278-01

1 造成液壓介質污染的原因

1.1 殘留污染物

主要指液壓元件以及管道、油箱在制造、儲存、運輸、安裝、維修過程中,帶入的砂粒、鐵屑、磨料、焊渣、銹片、油垢、棉紗和灰塵等,雖然經過清洗,但未清洗干凈而殘留下來的殘留物所造成的液壓油污染。

1.2 生成污染物

(1)液壓油氧化變質析出物。

液壓系統工作時,因壓力損失而消耗的能量,使系統油溫升高。當液壓油處于高溫時,一方面油中的高壓空氣與油分子直接接觸,空氣中的氧分子引起油液氧化,生成有機酸,對金屬表面起腐蝕作用;另一方面,油液氧化析出粘滯物和浸漆物。

(2)液壓油中混入水分和空氣。

多數液壓油中含有微量(小于0.1%)的水分,過多的含水量會使液壓油乳濁化,使其潤滑性能下降,對液壓油的氧化起觸煤作用,加劇污垢集積。同時,混入液壓油中的空氣還會增加油液的氧化作用,并引起液壓系統的振動、爬行和氣蝕。

(3) 元件磨損、損壞生成污染物。

液壓元件工作時,運動件之間的金屬與金屬、金屬與密封材料的磨損顆粒以及液流沖刷下的軟管膠料、過濾材料脫落的顆粒和纖維、剝落的油漆皮等。它們會腐蝕機件,并使元件表面的污物分散到油液中去而難以清除,還降低過濾網附著污物的能力,常常使節流小孔堵塞。使液壓元件失效造成事故故障。

1.3 侵入污染物

主要指周圍環境中的污染物,例如空氣、塵埃、水滴等通過一切可能的侵入點,如外露的往復運動活塞桿、油箱的通氣孔和注油孔等侵入系統所造成的液壓油液污染;還如維修過程中不注意清潔,將環境周圍的污染物帶入,以粗代細,甚至不用過濾器,過濾器常年不清洗、濾網不經常清洗、換油或補油時不注意油的過濾、臟的油桶未經過嚴格的清洗就拿來用,從而把污染物帶入。

1.4 生物污染物

微生物也可能像其它微小顆粒一樣侵入液壓介質,如果不加以阻止,微生物將繁殖生長并表現為粘質物,污染介質。一般加殺菌劑或去除微生物繁殖的條件——水或營養物,以阻止生物污染的增長。

1.5 逃脫污染物

逃脫污染物來自過濾器附近的潛在的液流通道(如不密封的溢流閥或旁通及濾材的裂口等),以及使被截留顆粒上的拖曳力大于過濾器纖維表面的吸附力的流量脈動。

1.6 液壓油中混入的其它油品

不同品種、不同牌號的液壓油其化學成分是不相同的,當液壓油中混入其它油品后,就改變了其化學組成,從而使用其性質也發生變化。

2 控制液壓介質污染的方法和措施

由于液壓油液被污染的原因比較復雜,液壓傳動系統在工作過程中液壓油液又在不斷地產生污染物,因此,要徹底地防止污染是很困難的。為了延長液壓元件的使用壽命,保證液壓傳動系統的正常工作,應將液壓油液的污染程度控制在一定的范圍內。通常情況下,采取如下措施來控制污染:

2.1 消除殘留物污染

液壓系統組裝前后,必須對零件進行嚴格的清洗。

2.2 避免生成污染物污染

(1)防止油溫過高,液壓油溫度要控制在一定范圍內,一般液壓油使用溫度為50℃—70℃,最高不超過80℃;在設計中,可采用擴大油箱容量和通風自然冷卻來緩解油溫的升高;對于發熱量大而結構又不允許有較大的油箱容量的情況下,可采用冷卻器進行強制冷卻。

(2)控制水分與空氣進入液壓油。

2.3 減少外來的污染

為了減少液壓系統的污染源,改善設備的運轉環境,加強粉塵治理,減少工作現場的粉塵。油箱通大氣處要加空氣濾清器,向油箱加油應通過過濾器,維修拆卸元件應在無塵區進行。

2.4 濾除系統產生的雜質

為了控制油液的污染度,要根據系統和元件的不同要求,分別在吸油口、壓力管路、伺服閥的進油口等處,按照要求的過濾精度設置濾油器,以控制油液中的顆粒污染物,使液壓系統性能可靠、工作穩定。濾油器過濾精度一般按系統中對過濾精度敏感性最大的元件來選擇。在需要時,還可以增設外循環過濾系統,從而使系統的污染物控制等級得到提高;應定期檢查過濾器的濾網有無破裂,若有破裂要及時更換,對變質油和清潔度超標油禁止使用,油箱內壁一般不要涂刷油漆,以免油中產生沉淀物質,為防止空氣進入系統,回油管口應在油箱液面以下,液壓泵和吸油管應嚴格密封。應根據需要,在系統的有關部位設置適當精度的過濾器,并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。

2.5 加強液壓系統的維護保養和管理

(1)選擇合適的液壓油。要根據液壓系統的特點和使用環境,選擇合適的液壓油,首先要求具備合適的粘度、合適的固體顆粒污染等級,其次,要考慮液壓油的抗氧化性、抗乳化性及是否有耐磨添加劑等,此外,還需考慮液壓工作介質與元件金屬材料及其密封材料的相容性。

(2)加強油品管理。為保證出庫油品的質量,必須定期對庫存油料進行取樣化驗。新油入庫時應化驗,不合格的油品不準入庫;油應妥善保管;油液轉筒或注入時應過濾;并注意油筒、注油口、漏斗口等容器的清潔。

(3)定期清除濾網、濾芯、油箱、油管及元件內部的污垢。在拆裝元件、油管時也要注意清潔,對所有油口都要加堵頭或塑料布密封,防止臟物侵入系統。

(4)通過檢查和更換液壓油。油液的使用壽命或更換周期取決于很多因素,其中包括設備的環境條件與維修保養、液壓系統油液的過濾精度和允許污染等級等因素。由于油液使用時間過長,油、水、灰塵、金屬磨損物等會使油液變成含有多種污染物的混合液,若不及時更換,將會影響系統正常工作,并導致事故。

3 廢舊液壓油的再利用

與所有產品一樣,液壓油也有它的使用壽命,超過使用壽命的液壓油,不得再進行正常使用,必須進行有效處理。有關數據顯示,全世界每年消費大量的液壓油,僅2007年全球液壓油消耗量就超過5000萬噸,如此大量的廢舊油品不進行有效處理,其對環境破壞之大,可想而知。有消耗就必然有生產,全球每年均有與消耗數量相應的液壓油產生。眾所周知,石油資源并非用之不竭,對廢舊液壓油進行再生利用,不僅保護了環境,而且節約了資源。

目前我國對廢舊油品的回收再利用已開始重視,大中型廠礦一般都有配套的廢舊油品回收設施,廢舊液壓油的回收率在80%左右。就現有廢舊油品處理技術,變質的液壓油再生利用率一般可達70%左右,每年將可減少55%以上的新油生產。我國2007年液壓油年產量在350萬噸以上(約占石油產品總量的2%),其中有近180萬噸為再生油品。但是,仍有上百萬噸的廢舊油品未得到有效處理,被隨意排放,造成大量的環境污染。

隨著社會的進步,新型電液比例控制技術和液壓伺服控制技術廣泛應用在各種型式的機械設備上,給油液的污染控制提出了更高的要求。液壓油的質量直接影響設備的可靠性和壽命,所以液壓油的污染控制不容忽視。而未來大量的液壓設備的廣泛使用,液壓油品的需求量將會更大,而相對石油資源則越來越少。因此需要我們更加重視液壓油的合理使用,并不斷提高液壓油品的再生利用率,更大程度減少新油生產,從而節約大量石油資源,減少對環境的污染。

參考文獻

[1]@金梅玉.淺談液壓傳動的應用及其發展[J].內蒙古電大學刊,2002,(4).

[2]@劉濤,嚴瑩.液壓油污染在線監測研究[J].硅谷,2008,(11).

[3]@姜美貞,徐曉峰.淺談液壓油的污染與控制[J].機床和液壓,1999,(9).

[4]@凌勇堅.廢液壓油,潤滑油再生利用工藝與效益[J].中國資源綜合利用,2003,(6).

[5]@谷慶寶,王禹等.廢潤滑油再生利用的現狀與面臨的問題[J].中國資源綜合利用,2003,(7).