如何控制液压油的污染情况

 随着液压技术的发展和广泛的应用，对液压系统工作的灵敏性、稳定性、可靠性和寿命提出了愈来愈高的要求，而油液的污染会影响系统的正常工作和使用寿命，甚至引起设备事故。据统计，由于油液污染引起的故障占总故障的75%以上，固体颗粒是液压系统中zui主要的污染物，可见要保证液压系统工作灵敏、稳定、可靠，就必须控制油液的污染。

        1．污染物的种类及危害

        液压系统中的污染物是指包含在油液中的固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物等杂物。液压油被污染后，会使系统工作灵敏性、稳定性和可靠性降低，液压元件使用寿命缩短。具体危害如下。

        ①固体颗粒加速元件的磨损，堵塞缝隙及滤油器，使液压泵、液压阀性能下降，产生噪声。

        ②水的侵入加速油液的氧化，并和添加剂起作用产生黏性胶质，使滤芯堵塞。

        ③空气的混入降低油液的体积模量，引起汽蚀，降低油液的润滑性。

        ④溶剂、表面活性化合物化学物质使金属腐蚀。

        ⑤微生物的生成使油液变质，降低润滑性能，加速元件腐蚀。对高水基液压液的危害更大。

        除此之外，不正当的热能、静电能、磁场能及放射能也被认为是对油液的污染，它们有的使油温超过规定限度，导致油液变质，有的则可能招致火灾。

        2．液压油污染原因

        (1)藏在液压元件和管道内的污染物  液压元件在装配前，零件未去毛刺和未经严格清洗，铸造型砂、切屑、灰尘等杂物潜藏在元件内部；液压元件在运输过程中油口堵塞被碰掉，因而在库存及运输过程中侵入灰尘和杂物；安装前未将管道和管道接头内部的水锈、焊渣和氧化皮等杂物冲洗干净。

        (2)液压油工作期间所产生的污染物  油液氧化变质产生的胶质和沉淀物；油液中的水分在工作过程中使金属腐蚀形成的水锈；液压元件因磨损而形成的磨屑；油箱内壁上的底漆老化脱落形成的漆片等。

        (3)外界侵入的污染  油箱防尘性差，容易侵入灰尘、切屑和杂物；油箱没有设置清理箱内污物的窗口，造成油箱内部难清理或无法清理干净；切削液混进油箱，使油液严重乳化或掺进切屑；维修过程中不注意清洁，将杂物带人油箱或管道内等。

        (4)管理不严  新液压油质量未检验；未清洗干净的桶用来装新油，使油液变质；未建立液压油定期取样化验的制度；换新油时，未清洗干净管路和油箱；管理不严，库存油液品种混乱；将两种不能混合使用的油液混合使用。

        3．控制液压油污染的措施

        液压油污染的原因很复杂，液压油液自身又在不断产生脏物，因此要*解决液压油污染问题是困难的。为了延长液压元件的寿命，保证液压系统可靠地工作，将液压油液的污染度控制在某一限度以内是较为切实可行的办法。为了减少液压油液的污染，常采取以下一些措施。

    (1)控制液压油的工作温度  对于石油基液压油，当油温超过5 5℃时，其氧化加剧，使用寿命大幅度缩短。据资料介绍，当石油基液压油温度超过5 5℃时，油温每升高9℃，其使用寿命将缩减一半，可见必须严格控制油温才能有效地控制油液的氧化变质。

    (2)合理选择过滤器精度  过滤器的过滤精度一般按液压系统中对过滤精度要求zui高的液压元件来选择。

    (3)加强现场管理  加强现场管理是防止外界污染物侵入系统和滤除系统污染物的有效措施。现场管理主要项目如下。

    ①检查油液的清洁度。设备管理部门在检查设备的清洁度时，应同时检查液压系统油液、油箱和过滤器的清洁度，若发现油液污染超标，应及时换油或更换过滤器。

        ②建立液压系统一级保养制度。设备管理部门在制订一级保养制度内容时，应有液压系统方面的具体保养内容，如油箱内外应清洗干净，过滤器芯要清洗或更换等。

        ③定期对油液取样化验。对于已经规定更换周期的液压设备，可在换油前一周取样；对于新换油液，经过1000h（对企业中的精、大、稀等重要设备为600h）连续工作后，应取样。

        ④定期清洗滤芯、油箱和管道。控制油液污染的另一个有效方法是定期清洗去除滤芯、油箱、管道及元件内部的污垢。在拆装元件、管道时要特别注意清洁，对所有油口在清洗后都要有堵塞或塑料布密封，以防脏物侵入。

        ⑤油液过滤。过滤是控制油液污染的重要手段，它是一种强迫分离出油液中杂质颗粒的方法。油液经过多次强迫过滤，能使杂质颗粒控制在要求的范围内。

        (4)加强油品管理  建立液压设备“用油卡”，在设备档案中明确记载本设备所用的油液品种、黏度等级、用油量和换油情况；建立新油入库化验制度；建立库存油品的定期取样化验制度；建立油品的保管制度；建立三过滤制度，即转桶过滤、领用过滤和向设备加油过滤；建立容器清洗制度等。

在液压系统中，由于某种原因引起液体压力在某一瞬间突然急剧上升，而形成很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。

1.产生液压冲击的原因

    (1)阀门突然关闭引起液压冲击  如又图所示有一较大容腔（如液压缸、蓄能器等）和在另一端装有阀门K的管道相通。阀门开启时，管内液体流动。当阀门突然关闭时，从阀门处开始  迅速将液体动能逐层转化为压力能，相应产生一从阀门向容腔推进的高压冲击波；此后又从容腔  开始将液体压力能逐层转化为动能，液体反向流动；然后，再次将液体动能转化为压力能而形成一高压冲击波．如此反复地进行能量转化，在管道内形成压力震荡。由于液体内摩擦力和管道弹性变形等的影响，振荡过程会逐渐衰减而趋于稳定。

    (2)运动部件突然制动或换向时引起液压冲击  换向阀突然关闭液压的回油通道而使运动部件制动时，这一瞬间运动部件的动能会转化为封闭油液的压力能，压力急剧上升，出现液压冲击。

    (3)某些液压元件动作失灵或不灵敏产生的液压冲击  当溢流闷存系统中作安全阀使用时，如果系统过载安全阀不能及时打开或根本打不开．也会导致系统管道压力急剧升高，产生液压冲击。

    2．液压冲击的危害

    ①巨大的瞬时压力峰值使液压元件，尤其是液压密封件遭受破坏。

    ②系统产生强烈震动及噪声，并使油温升高。

    ③使压力控制元件（如压力继电器、顺序阀等）产生误动作，造成设备故障及事故。

    3．减小液压冲击的措施

(1)延长阀门关闭和运动部件换向制动时间  当阀门关闭和运动部件换向制动时间大于0.3s时，液压冲击就大大减小。为控制液压冲击可采用换向时间可调的换向阀。如采用带逐尼的电液换向阀可通过调节阻尼以及控制通过先导阀的压力和流量来减缓主换向阀阀芯的换向（关闭）速度，液动换向阀也与此类似。

    (2)限制管道内液体的流速和运动部件速度  机床液压系统，常常将管道内液体的流速限制在5．Om/s以下，运动部件速度一般小于lOm/min等。

    (3)适当加大管道内径或采用橡胶软管  可减小压力冲击波在管道中的传播速度，同时加大管道内径也可降低液体的流速，相应瞬时压力峰值也会减小。

    (4)在液压冲击源附近设置蓄能器  使压力冲击波往复一次的时问短于阀门关闭时间，而减小液压冲击。

    二、空穴现象

    在液压系统中，如果某处压力低于油液工作温度下的空气分离压时，油液中的空气就会分离出来而形成大量气泡；当压力进一步降低到油液工作温度下的饱和蒸汽压力时，油液会迅速汽化而产生大量气泡。这些气泡混杂在油液中，产生空穴，使原来充满管道或液压元件中的油液成为不连续状态，．这种现象一般称为空穴现象。

    空穴现象一般发生在阀口和液压泵的进油口处。油液流过阀口的狭窄通道时，液流速度增大，压力大幅度下降，就可能出现空穴现象。液压泵的安装高度过高，吸油管道内径过小，吸油阻力太大，或液压泵转速过高，吸油不充足等，均可能产生空穴现象。

    液压系统中出现空穴现象后，气泡随油液流到高压区时，在高压作用下气泡会迅速破裂，周围液体质点以高速来填补这一空穴，液体质点间高速碰撞而形成局部液压冲击，使局部的压力和温度均急剧升高，产生强烈的振动和噪声。

    在气泡凝聚处附近的管壁和元件表面，因长期承受液压冲击及高温作用，以及油液中逸出气体的较强腐蚀作用，使管壁和元件表面金属颗粒被剥落，这种因空穴现象而产生的表面腐蚀称为汽蚀。

    为了防止产生空穴现象和汽蚀，一般可采取下列措施。

    ①减小流经小孔和间隙处的压力降，一般希望小孔和间隙前后的压力比p1/p2<3. 50

    ②正确确定液压泵吸油管内径，对管内液体的流速加以限制，降低液压泵的吸油高度，尽量减小吸油管路中的压力损失，管接头良好密封，对于高压泵可采用辅助泵供油。

    ③整个系统管路应尽可能直，避免急弯和局部窄缝等。

    ④提高元件抗汽蚀能力。