液压系统的污染控制

液压系统的污染控制液压系统能否正常工作，除系统设计、元件制造和维护外，工作介质的清洁度是一个十分重要的因素。工作介质的污染将直接影响系统的工作性能和使元件过早地磨损，甚至造成设备事故。大量事实表明，液压设备的工作可靠性与液压系统的污染状况有着密切的关系，控制液压系统工作介质污染已经成为保证设备安全、高效、经济运行的关键，必须充分重视。一、液压系统污染的原因液压系统污染的原因是多方面的，但主要有两个因素：一是工作介质本身的变质产生粘度变化和酸值变化，二是外界污物混入工作介质内。其原因主要有以下几方面。1、系统设计方面的问题设计系统时，对可能引起污染的因素考虑不足，未采取有效的预防措施以使污染得到根本的防治，反而留下产生污染的隐患，使设备在以后的工作中出现难以治理的污染。2、加工制造方面的问题设备加工制造阶段，从选购液压件、管道管件、密封件、工作介质，到加工装配，均未能严格按照技术要求认真进行，致使新制造的设备就已被严重污染无法进行正常工作。3、使用维护方面的问题设备从搬运安装、环境选择，乃至工作介质的过滤、系统调整、生产操作和日常维护及检修，均未按照要求进行，从而使合格的液压设备，很快受到严重污染。二、液压系统污染的类型及危害液压系统的污染主要是工作介质的污染。由于液压油是液压系统主要的工作介质，因此必须重视工作油液的污染。工作油液的污染包括空气、水分、固体颗粒、胶质等物的污染，其中固体颗粒是最普遍、危害作用最大的污染物。1、固体颗粒的污染固体颗粒污染物主要有切屑、铸造沙粒、焊渣、灰尘、毛刺等。⑴颗粒污染物进入液压元件的配合间隙，会使滑动表面摩擦加剧，或划伤配合表面，破坏其配合精度和表面粗糙度，使泄漏增加，甚至造成元件动作灵敏度降低或动作循环错乱。⑵液压元件中的阻尼小孔和缝隙式控制阀口，若被工作油液中的污染物堵塞，将会导致液压元件不能正常工作。例如先导型溢流阀，若污染颗粒堵塞阻尼小孔或者卡住先导滑阀，将使系统压力无法建立或无法调节；而对于流量控制阀，积聚在缝隙阀口处的污染物则会影响工作速度的稳定性。⑶颗粒污染物进入阀芯与阀体的配合间隙，将影响滑阀移动的灵活性甚至将阀芯卡死，使系统动作失灵；而污染颗粒若粘附于压力控制阀的阀座，会使阀座密封不良，由于这种污染颗粒可能时而粘附阀座，时而被油液冲走，因此会导致无规律的压力波动。⑷工作油液的固体颗粒污染会使液压元件磨损加剧，寿命缩短和工作失常；并可能破坏密封增大泄漏；也会加速油液变质，缩短油液的使用寿命。2、气体的污染气体污染物主要有从大气混入系统的空气和从油液中分离出来的气体。油液中的空气或其他气体，会产生气穴和气蚀作用，引起金属表面的小块剥落、损坏密封材料；并使油温升高，引起油粘度发生变化；还可使系统压力不稳定，并产生噪声、振动和爬行，影响工作平稳性；气泡的压缩性，会影响系统工作的精确度，使换向精度降低；油液中气泡受到压缩，会产生局部高温，加速油液变质。3、液体的污染液体污染物主要有水分、清洗液（油）或者其他种类的液压工作介质。工作油液中混入水分则会使油液乳化，引起系统锈蚀，降低润滑性能，并使低温性能变坏。其他液体与工作油液混合将会引起油液变质，使油液的物理、化学性能降低，导致油液过早老化失效；油液变质所产生的胶质物不仅使油液的粘度增大，还会堵塞过滤器，影响设备正常工作。4、工作油液氧化液压系统在工作时，由于各种压力损失产生大量的热量，使系统油温上升。温度高时，工作油液易受氧化，这是因为系统内存有高压空气油液与空气中的氧接触，氧原子呈氧分子状态，即造成油液的氧化作用。氧化所生成的有机酸，使油液中酸值增加，这将增加对金属的腐蚀作用。此外，氧化酸生成粘胶性质的不溶于油的渣状沉淀物，即漆类附着物，而可溶性氧化聚合物使油液的粘度增大，并且高温氧化物有乳化作用，使油和水充当乳化剂。因此，氧化作用使工作油液降低了抗乳化性能与抗磨损性能，这些性能的恶化给工作油液带来了严重的恶果。所以工作油液的氧化是其变质、污染的重要原因。通常在油中加入防止氧化添加剂以提高其抗氧化能力。三、液压系统污染的控制1、对新油的污染控制通过检验发现，未经过滤净化的新油其污染度往往超过规定的要求。新油污染的原因是多方面的，包括从炼制、分装、运输和储存等过程中的污染。实践证明，从炼油厂出厂的油液其污染度就可能超过实际液压系统容许的污染度，而且新油在长期储存过程中，油液中的颗粒污染物有聚结成团的趋势。所以，对新油的污染控制必须采取有效的管理措施。液压油购进后，对其主要理化性能(包括油液清洁度)应进行检测。对清洁度不符合要求的新油，在使用前必须进行过滤净化。2、液压系统的污染控制⑴减少系统残留的污染物装配液压元件前要认真清洗零件，装配后要采取措施防止液压元件在储存、运输过程中被污染。装配液压系统时对油箱、管路、接头等要仔细清洗，并在管路试装后全部拆除彻底清洗，去掉毛刺，并进行酸洗、中和及防锈处理，而且还应严格检验液压泵、液压阀的污染程度，防止污物侵入系统。液压系统在投入使用前，还必须对系统进行循环冲洗，彻底消除制造安装过程中产生的杂质对工作油液的污染。⑵防止污染物侵入系统加油时必须按规定进行过滤。应使用专用的过滤机往油箱内注油，并注意插入油桶和油箱内的输油管应清洁，防止将杂质带入油箱。过滤机的滤芯也应及时更换。系统漏出来的油液未经过滤不得返回油箱，不能把油箱当成垃圾箱。油箱要合理密封并加装空气滤清器以防止污垢通过油箱侵入系统。液压缸活塞杆伸出端是污染物侵入的重要途径之一，一般可在活塞杆压力密封外端设置防尘密封以防止外界污染物侵入。要注意防止环境污染，在维修时应严格执行清洁操作规程，绝不能乱拆乱放，防止在检修时造成元件和系统油液的污染，特别是在液压元件的组装时更应注意。⑶清除系统中污染物应合理选择过滤精度，按照液压元件对污染的敏感度，根据保持液压系统正常工作所允许进入系统的最大颗粒和考虑使工作介质中含有细微颗粒的浓度，保持在一定的范围内来选择过滤精度。还应合理选择过滤器的类型和安装位置，并根据系统使用情况，定期检查、清洗或者更换滤芯，清理油箱，正确选择、使用和维护过滤器是控制污染的关键环节。发现工作油液被污染时，应立即查明原因，并及时消除。异常污染的原因可能是外界污垢大量侵入，也可能是系统内部出现异常污染源，此时要采取相应的措施。如果靠系统的“在线”过滤器无法净化过分污染的系统时，可用过滤机对系统中的工作油液进行加压循环过滤。另外，定期把已经变质的或已经污染的工作油液放出也是控制污染的一种有效方法。⑷控制新生污染物严格执行工作油液使用、维护规程，特别要注意控制系统的温升。如果油温过高会使工作油液氧化加剧，四、工作介质的污染度测定1、污染度污染度是指单位容积油液中固体颗粒污染物的含量，即油液中所含固体颗粒污染物的浓度。液压系统工作介质污染的程度可用污染度定量的表示。2、液压系统工作油液的污染度等级标准⑴ISO4406污染度等级标准该标准为《液压传动—油液—固体颗粒污染等级代号法》，是采用两个数码代表油液的污染度等级，前面的数码代表1ml油液中尺寸大于5μm的颗粒数等级，后面的数码代表1ml油中尺寸大于15μm的颗粒数等级，两个数码之间用一斜线分隔。⑵GB/T14039污染度等级标准GB/T14039—2002是我国制订的《液压传动—油液—固体颗粒污染等级代号法》，该标准等效采用ISO4406