淺談冶金行業(yè)液壓油的污染與控制

液壓油被污染指的是液壓油中含有水分、空氣、微小固體顆粒及膠狀生成物等雜質(zhì)，液壓油受到污染是系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因。

一、液壓油污染的原因

液壓油液被污染的原因是很復(fù)雜的，大體上有以下幾個(gè)方面：

1.殘留物的污染

主要指液壓元件以及管道、油箱在制造、儲(chǔ)存、運(yùn)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(jīng)過清洗，但未清洗干凈的殘留物所造成的液壓油液污染。

2.侵入物的污染

主要指周圍環(huán)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(diǎn)，如外露的往復(fù)運(yùn)動(dòng)活塞桿、油箱的通氣孔和注油孔等侵入系統(tǒng)造成的液壓油液污染；還有維修過程中不注意清潔，將環(huán)境周圍的污染物帶入；以粗代細(xì)，甚至不用過濾器，過濾器幾年不清洗，濾網(wǎng)不經(jīng)常清洗，換油或補(bǔ)油時(shí)不注意油的過濾，臟的油桶未經(jīng)過嚴(yán)格的清洗就拿來用，從而把污染物帶入。

3.生成物的污染

主要指液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在工作過程中所產(chǎn)生的金屬微粒、密封材料磨損顆粒、油液變質(zhì)后的膠狀物等造成的液壓油液污染。這些顆粒污物類似于研磨金屬加工面使用的研磨劑，液壓系統(tǒng)中的污染顆粒隨著液壓油的流動(dòng)而遍布整個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)通過泵、缸、閥各液壓元件時(shí)，會(huì)加劇各摩擦副的磨損，產(chǎn)生新的污染顆粒，造成惡性循環(huán)，大大降低元件的使用壽命，嚴(yán)重威脅著液壓系統(tǒng)的正常工作。

4.液壓油中混入的其他油品

不同品種、不同牌號(hào)的液壓油其化學(xué)成分是不相同的，當(dāng)液壓油中混入其它油品后，就改變了其化學(xué)組成，從而使其性質(zhì)發(fā)生了變化。

二、液壓油污染的危害

液壓油液被污染后對(duì)液壓傳動(dòng)系統(tǒng)所造成的主要危害是：第一，固體顆粒和膠狀生成物堵塞過濾器，使液壓泵吸油不暢、運(yùn)轉(zhuǎn)困難、產(chǎn)生噪聲；堵塞閥類元件的小孔或縫隙，使閥類元件動(dòng)作失靈。第二，微小固體顆粒會(huì)加速有相對(duì)滑動(dòng)零件表面的磨損，使液壓元件不能正常工作；同時(shí)，也會(huì)劃傷密封件，使泄漏流量增加。第三，水分和空氣的混入會(huì)降低液壓油液的潤(rùn)滑能力，并加速其氧化變質(zhì)；產(chǎn)生氣蝕，使液壓元件加速損壞；使液壓傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)、爬行等現(xiàn)象。第四，溶劑、表面活性化合物使金屬腐蝕。第五，污染物繁殖細(xì)菌，加劇油液老化變質(zhì)，發(fā)黑發(fā)臭更進(jìn)一步產(chǎn)生污染。

此外還有不正當(dāng)?shù)臒崮堋㈧o電能、磁場(chǎng)能及放射能也常被認(rèn)為是對(duì)油液的污染，它們有的使油溫超過規(guī)定限度，導(dǎo)致油液變質(zhì)，有的則導(dǎo)致火災(zāi)。

三、液壓油污染的控制

由于液壓油液被污染的原因比較復(fù)雜，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)在工作過程中又在不斷地產(chǎn)生污染物，因此，要徹底地防止污染是很困難的。為了延長(zhǎng)液壓元件的使用壽命，保證液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的正常工作，應(yīng)將液壓油液的污染程度控制在一定范圍內(nèi)。一般常采取如下措施來控制污染：

1.消除殘留物污染

液壓系統(tǒng)組裝前后，必須用煤油或其它溶劑對(duì)零件進(jìn)行嚴(yán)格清洗，然后用系統(tǒng)所用液壓油進(jìn)行清洗。

2.減少外來的污染

為了減少液壓系統(tǒng)的污染源，改善設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，加強(qiáng)粉塵治理，減少工作現(xiàn)場(chǎng)的粉塵。油箱通大氣處要加空氣濾清器，向油箱灌油應(yīng)通過過濾器，維修拆卸元件應(yīng)在無塵區(qū)進(jìn)行。

3.濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質(zhì)

根據(jù)系統(tǒng)和元件的不同要求，分別在泵的吸油口、壓力管路、吸油管路、回油管路、伺服閥或調(diào)速閥的進(jìn)油口處，按照要求的過濾精度設(shè)置過濾器，選用過濾器還要考慮納垢容量。在精度相同的情況下，應(yīng)盡量選用濾油面積大的過濾器。在需要時(shí)，還可以增設(shè)外循環(huán)過濾系統(tǒng)，從而使系統(tǒng)的污染物控制等級(jí)得到提高。定期檢查過濾器的濾網(wǎng)有無破裂，若有破裂要及時(shí)更換，禁止使用變質(zhì)油和清潔度超標(biāo)的油。油箱內(nèi)壁一般不要涂刷油漆，以免油中產(chǎn)生沉淀物質(zhì)。為防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)，回油管口應(yīng)在油箱液面以下，液壓泵和吸油管應(yīng)嚴(yán)格密封。

4.控制液壓油液的工作溫度

在沒有特定要求的情況下，可有限考慮選用體積式調(diào)速回路。此種調(diào)速回路溫升小、效率高，用擴(kuò)大油箱容量和通風(fēng)自然冷卻來緩解油溫的升高。另外，還可以采用雙油箱結(jié)構(gòu)方案，以實(shí)現(xiàn)不同溫升情況下的油溫調(diào)節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)功率損失較大，發(fā)熱量大而結(jié)構(gòu)又不允許有較大的油箱容量的情況下，可采用冷卻器進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。

5.加強(qiáng)液壓系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)和管理

（1）選擇合適的液壓油。要根據(jù)液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用環(huán)境，選擇合適的液壓油。首先要求具備合適的黏度、合適的固體顆粒污染等級(jí)；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，還需考慮液壓工作介質(zhì)與元件金屬材料及其密封材料的相容性。選擇液壓油時(shí)應(yīng)根據(jù)以下幾個(gè)方面的情況考慮：工作壓力較高的系統(tǒng)宜選用黏度較大的液壓油，以減少泄漏；液壓系統(tǒng)的工作部件運(yùn)動(dòng)速度較高時(shí)，宜選用黏度較小的液壓油，以減少運(yùn)動(dòng)阻力；環(huán)境溫度較高時(shí)，宜選用黏度較大的液壓油。

（2）定期清洗濾芯、油箱、管道和元件內(nèi)部的污垢，定期更換濾芯，建立液壓系統(tǒng)一級(jí)保養(yǎng)制度。

（3）通過檢查油質(zhì)來確定是否該換油。因?yàn)椴煌囊簤河褪褂脡勖膊煌环N液壓油在不同的設(shè)備、不同的環(huán)境、不同的維護(hù)條件下，使用期限相差很大。常用來檢測(cè)液壓油污染度的方法有：鐵譜分析法、光譜分析法、重量分析法、自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)法等。

前面這些方法在某些場(chǎng)合，如野外和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)受到限制，可使用便攜式污染測(cè)量?jī)x來檢測(cè)，如數(shù)顯式污染報(bào)警儀、測(cè)試儀、污染檢測(cè)儀、顆粒計(jì)數(shù)器、污染度檢測(cè)儀。若沒有這些儀器，也可采用目測(cè)法和比色法。目測(cè)法就是通過看油的顏色，嗅油的味道，摸油液的光滑度來估測(cè)液壓油的污染程度；也可用兩只潔凈透明的玻璃瓶，一只裝待測(cè)的液壓油，另一只裝新的液壓油，將兩只瓶子對(duì)著太陽(yáng)看，來估計(jì)液壓油的污染度。比色法是將一定體積油樣中的污染物用濾紙過濾出來，然后根據(jù)濾紙顏色來判斷介質(zhì)污染程度。具體方法：取同數(shù)量使用油和同號(hào)純油各少許，分離滴在濾紙上，過一段時(shí)間后，比較兩種濾紙的顏色，從而確定油液污染程度以及是否需要換油。換油時(shí)要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道元件。

因此，為了有效地控制液壓系統(tǒng)的污染，以保證其工作的可靠性和液壓元件的使用壽命，發(fā)現(xiàn)油液污染嚴(yán)重時(shí)應(yīng)查明原因并及時(shí)消除。

（作者單位：江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院）