工程機(jī)械液壓系統(tǒng)油液污染的危害與治理方案探討

胥達(dá)廣

(江西省贛華安全科技有限公司，江西 南昌 330001)

隨著礦業(yè)工程機(jī)械技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電液一體化技術(shù)在現(xiàn)代工程機(jī)械上得到了廣泛的應(yīng)用，液壓系統(tǒng)的可靠性和元件使用壽命顯得越來(lái)越重要。在液壓系統(tǒng)中，液壓油是傳遞動(dòng)力和信號(hào)的工作介質(zhì)，同時(shí)還起到冷卻、潤(rùn)滑和防銹的作用。液壓油污染嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致液壓元件磨損加劇，影響液壓系統(tǒng)正常工作運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓系統(tǒng)故障中75%以上是由于油液污染而造成的。因此，液壓系統(tǒng)油液污染問(wèn)題已成為國(guó)內(nèi)外液壓行業(yè)和礦業(yè)部門(mén)普遍關(guān)注的問(wèn)題。研究油液染污問(wèn)題，加強(qiáng)油液污染的監(jiān)測(cè)和控制是十分必要的。文中將分析油液污染問(wèn)題的來(lái)源和危害，并對(duì)油液污染的監(jiān)測(cè)和控制作一簡(jiǎn)要的闡述。

1 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)油液污染的來(lái)源及危害

1.1 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)油液污染的來(lái)源

1.1.1 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)內(nèi)部生成的污染物

液壓系統(tǒng)在工作中自身會(huì)由于各種壓力損失產(chǎn)生大量的熱量，使系統(tǒng)液壓油溫度酸會(huì)腐蝕金屬元件，生成一些固態(tài)顆粒污垢進(jìn)入液壓油中，其中既有液壓元件磨損剝離、被沖刷和腐蝕而產(chǎn)生的金屬顆?；蛳鹉z粉末，又有油液氧化產(chǎn)生的污染物等。還會(huì)生成不溶于油的膠狀沉淀物，使液壓油的粘度增大，抗磨性能變差。

1.1.2 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)液壓油中混入水分和空氣

液壓油新油有吸水性，含有微量水分;液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)系統(tǒng)溫度降低，空氣中的水氣凝結(jié)成水分子混入油中。液壓油中混入水分后，將降低液壓油的粘度，并促使液壓油氧化變質(zhì)，還會(huì)形成水氣泡，使液壓油的潤(rùn)滑性能變差還會(huì)產(chǎn)生氣蝕。液壓油能溶解部分空氣，有時(shí)還會(huì)吸入氣泡。空氣混入液壓油中可加快液壓油氧化變質(zhì)，還會(huì)引起噪聲、氣蝕、振動(dòng)等。1.1.3 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)液壓油中混入顆粒污物

液壓系統(tǒng)及元件在加工、裝配、儲(chǔ)運(yùn)中將污物混入系統(tǒng)中;使用中漏氣或漏水后形成不溶物;使用中金屬零部件磨損后產(chǎn)生的磨屑;空氣中灰塵的混入等，這些都易形成液壓油中的顆粒污物。液壓油中混入顆粒污物，容易形成磨料磨損，降低液壓油的潤(rùn)滑性能和冷卻性能。

1.2 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)油液污染的危害

礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)油液污染物對(duì)液壓系統(tǒng)的危害是非常嚴(yán)重的，它的主要存在形式有固體顆粒、水、空氣以及化學(xué)污染物等。固體顆粒與液壓元件表面相互作用時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磨損和表面疲勞，加速元件磨損，并可能堵塞液壓元件里的阻泥孔或是閥芯憋死。當(dāng)油液中的污垢堵塞濾油器的濾孔時(shí)，還會(huì)使泵吸油困難，產(chǎn)生氣蝕、振動(dòng)和噪聲，從而造成液壓系統(tǒng)事故。

水分和空氣的進(jìn)入使液壓油的潤(rùn)滑性能降低，加速氧化變質(zhì)，產(chǎn)生氣蝕，加速液壓元件磨蝕，使液壓系統(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)和爬行現(xiàn)象?；瘜W(xué)污染物在油液中有溶劑、表面活性化合物和油液氧化分解產(chǎn)生生物等。有的化合物與水反應(yīng)生成新的酸類物質(zhì)會(huì)腐蝕金屬，同時(shí)也會(huì)污染油液，使油液變質(zhì)、變色、變味。

液壓系統(tǒng)油液污染嚴(yán)重時(shí)，不僅直接影響液壓系統(tǒng)工作性能，使液壓系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障，導(dǎo)致液壓元件壽命縮短，液壓系統(tǒng)可靠性降低，而且還嚴(yán)重影響了工程機(jī)械的正常作業(yè)，降低了機(jī)械的工作效率。

2 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)液壓油污染的控制及防護(hù)措施

2.1 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)控制液壓油的工作溫度

礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的溫度，一般在35℃ －60℃范圍內(nèi)最為合適，最高應(yīng)不超過(guò)80℃。在正常的油溫下，液壓油各種性能良好。油溫過(guò)高會(huì)使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生很多不良影響，如粘度下降，潤(rùn)滑油膜變薄并易被損壞，潤(rùn)滑性能變差，容積效率低，機(jī)械磨損加劇，橡膠密封圈加速老化，密封性能隨之降低等。

因此在使用中，應(yīng)控制系統(tǒng)油溫保持在正常范圍。為此，應(yīng)做到幾點(diǎn):(1)保持油箱中的正常油量，使系統(tǒng)有足夠的油液進(jìn)行循環(huán)冷卻。(2)根據(jù)工作環(huán)境溫度，選用合適粘度的液壓油。周圍環(huán)境溫度高，應(yīng)選用高粘度油;周圍環(huán)境溫度低，應(yīng)選用低粘度油。在一般情況下，齒輪泵宜選用50℃時(shí)18pf/s－38pf/s的油。(3)經(jīng)常清洗冷卻散熱裝置，使其保持良好的工作狀態(tài)。(4)氣溫較高時(shí)，機(jī)械不可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，通常在氣溫高于30℃的條件下，機(jī)械連續(xù)作業(yè)時(shí)間不得超過(guò)4h。(5)當(dāng)氣溫低于10℃以下時(shí)，應(yīng)使系統(tǒng)在無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)約20min，使油溫升到規(guī)定值，方可進(jìn)行作業(yè)。

2.2 元件和系統(tǒng)在加工和裝配過(guò)程中進(jìn)行清潔

元件在加工制造中，每一工序都必須對(duì)加工中殘留的污染物進(jìn)行凈化清除;元件裝配前必須進(jìn)行清潔處理，裝配后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清潔和檢驗(yàn);油箱和管道在去除毛刺、焊渣等污染物后，需進(jìn)行酸洗以去除其表面氧化物;對(duì)初裝好的液壓系統(tǒng)做循環(huán)沖洗，并定時(shí)從系統(tǒng)中取樣分析，循環(huán)沖洗直至系統(tǒng)清潔達(dá)到要求。

2.3 防止污染物混入液壓系統(tǒng)

油箱要合理密封并裝設(shè)高效能的空氣濾清器以防止塵土、水分的進(jìn)入;注入新油必須經(jīng)過(guò)有效的過(guò)濾，系統(tǒng)的回油也應(yīng)進(jìn)行有效的過(guò)濾;管路接頭等連接處密封嚴(yán)密，防止塵土、水分和空氣進(jìn)行液壓系統(tǒng);活動(dòng)件(如液壓缸活塞桿端)必須裝有防塵密封裝置。

2.4 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)液壓油的過(guò)濾和凈化

液壓油過(guò)濾器(濾油器)是液壓系統(tǒng)中控制油液污染的重要元件，濾油器的應(yīng)用必須保證過(guò)濾精度符合系統(tǒng)的使用要求，由流體阻力引起的壓力損失應(yīng)盡可能小，并應(yīng)具有足夠的油垢容量;定時(shí)對(duì)濾油器進(jìn)行檢查和凈化。液壓系統(tǒng)油液的污染度隨著外界污染顆粒侵入率和系統(tǒng)內(nèi)各種磨損顆粒數(shù)的增加而增大，隨著過(guò)濾比的增大而減小，因此合理選擇過(guò)濾比可有效地降低系統(tǒng)的污染度。固體顆粒是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)污染的主要來(lái)源，通過(guò)合理選擇濾油器的過(guò)濾比是控制系統(tǒng)污染的主要措施。

2.5 礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)定期檢查和更換液壓油

液壓油在使用過(guò)程中，污染物的侵入會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)造成不良的影響，要對(duì)液壓油污染進(jìn)行有效的控制，必須定期對(duì)各密封處、接頭處進(jìn)行檢查處理，對(duì)液壓系統(tǒng)的液壓油進(jìn)行檢查分析，還要定期更換液壓油。更換液壓油時(shí)必須將舊液壓油放凈，整個(gè)液壓系統(tǒng)必須先清潔后，再注入新的液壓油。

2.6 采用液壓油污染度在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

在礦業(yè)工程機(jī)械上采用液壓油污染度在線監(jiān)測(cè)，可隨時(shí)監(jiān)測(cè)液壓油在使用過(guò)程中的品質(zhì)，而且能及時(shí)準(zhǔn)確地通過(guò)顯示器顯示污染等級(jí)及相應(yīng)的原因，即使工作人員沒(méi)有觀測(cè)到顯示器顯示的情況，當(dāng)污染度達(dá)到相應(yīng)的級(jí)別時(shí)，報(bào)警裝置也會(huì)進(jìn)行分級(jí)報(bào)警，以確保礦業(yè)工程機(jī)械在使用中液壓油性能及品質(zhì)的良好性。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)礦業(yè)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)油液污染問(wèn)題的研究，實(shí)行全面污染控制，有效降低了礦業(yè)工程機(jī)械設(shè)備因油液污染而造成的故障停機(jī)率，并且通過(guò)對(duì)油液污染控制新技術(shù)的探討，使得油液污染的控制更加科學(xué)、高效，提高了礦業(yè)工程機(jī)械設(shè)備的工作效率，有力地保障了礦業(yè)工程機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的正常作業(yè)。

［1］文杰.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障與排除［J］.建筑技術(shù)，2005，36(5)91 －93.

［2］華佑九.液壓系統(tǒng)油液的污染控制［J］.東南大學(xué)學(xué)報(bào)，2006(10):3130－3133.