禹智慧

摘 要：本文通過對污染物的分析、污染物的成份分析方法、油液污染度的等級標準及測定方法、污染控制與管理等幾方面內容的探討，利用相關的檢測方法、實驗方法，參照國內外各專家的研究成果，使我們掌握污染控制的理論和方法，以便我們在實際工作中對液壓系統(tǒng)進行嚴格的污染控制，使液壓介質的污染控制在關鍵元件所能承受的范圍內，減少污染磨損，防止突發(fā)性故障，提高液壓設備的工作可靠性和使用壽命。

關鍵詞：液壓油；污染物；監(jiān)測；分析；控制

一、液壓系統(tǒng)油液污染及對系統(tǒng)的影響

（一）油液污染的原因。液壓油的污染主要是由外部原因和內部原因造成的。外部原因是固體雜質、水分、其他油類及空氣等進入系統(tǒng)；內部原因除了原有新油液帶來的污染物外，在使用過程中相對運動零件的磨損和液壓油理化性能的變化。

由于導致污染雜質侵入的各種因素的影響，液壓油可能受到不同程度的污染。根據(jù)雜質的侵入方式不同，污染可分為三種類型。（1）潛在污染：①自制件中殘存污染物；②外購件中潛伏污染物。（2）侵入污染：①裝配時侵入污染物；②使用過程侵入污染物；③液壓油帶入污染物；④修理時侵入污染物。（3）再生污染：①零件磨損產生的污染物。液壓油在液壓系統(tǒng)工作中生成的污染物，稱為再生污染。②液壓油發(fā)生物理、化學、生物變化的生成物，使金屬腐蝕，出現(xiàn)顆粒、銹片等均可造成再生污染。在高溫、高壓作用下，由于水分、空氣以及銅、鐵等媒介作用，油液會變質而生成氧化物、樹脂油垢等污染物。

（二）油液污染的危害。油液污染直接影響液壓系統(tǒng)的工作可靠性和元件的使用壽命。國內外資料表明，液壓系統(tǒng)的故障大約有70%是由于油液污染引起的。液壓油的污染主要應控制固體顆粒污染物、水分和空氣的混入，下面簡單介紹固體顆粒污染物對液壓元件的影響。

液壓油中的固體污染顆粒使液壓泵相對運動零件的表面磨損加劇。液壓元件暴露于一定的油液污染條件下，其性能衰降率取決于元件的污染敏感度和污染物侵入元件的速率?；覊m顆粒在液壓缸內會加速密封的損壞，缸內表面拉傷，泄漏增大，推力不足或動作不穩(wěn)定、爬行、速度下降、產生異常的聲響與振動等故障。液壓油污染達到一定程度后，會引起濾網(wǎng)堵塞，液壓泵吸油困難，回油不暢而產生氣蝕振動和噪聲。若堵塞嚴重時，會因阻力過大面將濾網(wǎng)擊穿，完全喪失過濾作用，造成液壓系統(tǒng)的惡性循環(huán)。液壓系統(tǒng)中的水分雖然是液體，但混入油中后危害性很大，它會使油乳化潤滑性能降低，使元件及管道生銹，磨損加劇。同時水分在高溫下蒸發(fā)而產生氣蝕，使元件及液壓油的壽命受到嚴重影響，水在油箱中分離出來沉淀到油箱底部，下次開車時又被泵吸入，造成液壓泵燒傷。液壓油中存在的以氣泡形式混入的空氣，對元件將產生極壞的影響。

二、油液污染物的成份分析方法

目前用于油液中污染物成分分析的方法主要有：光譜分析、鐵譜分析和紅外線光譜分析等，下面只簡單對光譜分析作一介紹。光譜分析法主要有原子發(fā)射光譜和原子吸收光譜兩種方法。目前油液分析中使用普遍地為轉盤電極式原子發(fā)射光譜儀，用光譜儀可以檢測油液中的各種磨損金屬微粒，以及添加劑元素。根據(jù)配置的光電倍增管的數(shù)量可以同時檢測多達20種元素，并給出其含量（PPM值）?，F(xiàn)有的光譜儀一般只能檢測

10μm以下的顆粒。近年來大顆粒的光譜技術取得一定進展，檢測的顆粒尺寸可提高至30—40μm。

三、油液污染度的測定

（一）質量測定法。質量測定法是指測定單位體積油液中所含固體顆粒污染物的質量，通常用mg/l（或mg/l00ml）表示。

質量測定法利用濾膜過濾裝置過濾一定體積的樣液，將油液中的固體顆粒污染物收集在微孔濾膜上，通過稱量過濾前和過濾后的濾膜質量即可得出污染物的含量。質量測定法所需的測試裝置比較簡單，但操作費時，測定結果只是油液中顆粒污染物的總量，而不能反映顆粒的尺寸和尺寸分布。

（二）顯微鏡計數(shù)法。用光學顯微鏡測定油液中固體顆粒污染物的尺寸分布與濃度，是目前應用比較普遍的一種方法，其主要方法和步驟如下：用微孔濾膜過濾一定體積的樣液，將樣液中的顆粒污染物全部收集在濾膜表面，然后在顯微鏡下測定顆粒的大小并按要求尺寸范圍計數(shù)。濾膜孔徑一般為0.8μm或1.2μm。顯微鏡的組合放大倍數(shù)通常為100——400倍。最小可檢測的顆粒尺寸為5μm。顆粒的尺寸大小利用目鏡內的測微尺測定。

為了便于計數(shù)，可采用印有正方方格的濾膜，方格的邊長為3.08mm，直徑為50mm的濾膜起有效過濾面積大約等于100個方格的面積。顆粒計數(shù)采用統(tǒng)計學的方法，根據(jù)濾膜上顆粒濃度的大小選定若干正方格，按規(guī)定的尺寸范圍計數(shù)，然后折算整個有效過濾面積上的顆粒數(shù)。

顯微鏡計數(shù)法采用普通光學顯微鏡，設備比較簡單，能夠直觀地觀察到顆粒污染物的形貌和大小，并能大致判斷污染顆粒的種類。但人工計數(shù)所需時間長，計數(shù)的準確性很大程度上取決于操作人員的經驗和主觀性。經驗表明，顯微鏡計數(shù)法的重復性偏差為30%左右。

四、液壓系統(tǒng)的油液清潔度控制

（一）油液污染控制的措施。（1）液壓元件的清洗。液壓元件在加工、裝配或維修過程的每一工藝環(huán)節(jié)后不可避免的殘留有污染，因而必須采取有效的凈化措施，使元件達到要求的清潔度。清潔度不符合要求的元件裝入系統(tǒng)后，在液流沖刷和機械振動作用下，元件內部固有的污染物釋放到油液中，使油液受到污染。此外，元件內部固有的污染物往往是造成元件早期失效的主要原因，如研磨或劃傷零件表面，堵塞控制孔口，以及導致運動副卡死等。元件的凈化一般包括鑄件的清理、加工零件的粗洗和精洗等操作。鑄件表面粘結的型砂和氧化物的清除一般用噴丸或在旋轉筒中翻滾等方法，也可以用化學方法清洗。 零件的粗洗主要是清除加工殘留物、腐蝕物和油脂等。根據(jù)不同情況可采用洗滌液、溶劑、堿液或酸液對零件進行浸泡、刷洗或沖洗。對于元件清潔度要求極高的零件，則進行精洗。精洗一般在粗洗后進行。常用的方法有超聲波清洗和蒸汽浴洗。超聲波清洗是一種很有效的清洗方法。將零件浸泡在盛有清潔溶劑的超聲波槽內，利用超聲波在槽內液體中產生的激烈沖擊力使粘附在零件表面的污染物松動以致脫離。蒸汽浴洗時將零件放置在加熱的溶劑蒸汽中，蒸汽在零件表面冷凝從而將污染物洗去。元件在裝配后需要進行最后的清洗，使達到產品清潔度要求。動態(tài)元件的清洗一般采用流通法在性能試驗臺或專用的清洗臺上進行。（2）液壓系統(tǒng)的清洗。液壓系統(tǒng)組裝完畢后需要進行全面的清洗，以清除在系統(tǒng)組裝過程中帶入的污染物。組裝后的系統(tǒng)采用流通法進行清洗。根據(jù)具體情況可以利用液壓系統(tǒng)的油箱和液壓泵，接入高精度大納污容量濾油器，也可以采用專用的清洗裝置。清洗裝置由液壓泵、油箱、加熱器和濾油器等部分組成。清洗裝置的濾油器要求具有足夠高的過濾精度

（3-5mm絕對精度）和納污容量。對于大型系統(tǒng)可采用雙筒大容量濾油器，更換濾芯而不中斷清洗工作。對于復雜的系統(tǒng)可分為幾部分或幾個回路分別清洗。系統(tǒng)中對污染敏感的元件或對液流速度有限制的元件，在清洗時應將這些元件從回路斷開用旁路連通回路。系統(tǒng)清洗一般采用粘度低的油液，并盡可能提高液流速度，以便使系統(tǒng)回路內的液流保持充分的紊流狀態(tài)。清洗到一定程度后，將斷開的元件接入系統(tǒng)，繼續(xù)進行循環(huán)清洗，一直到系統(tǒng)油液污染度達到規(guī)定的要求為止。

（二）液壓油過濾與凈化。濾油器是液壓系統(tǒng)中用以控制油液污染度的重要元件，它的作用是在系統(tǒng)工作中不斷濾除內部產生的和外界侵入的污染物，使油液污染度控制在元件污染耐受度的限度之內。

五、結論

（1）液壓污染控制的基本內容和目的是通過污染控制措施使系統(tǒng)油液的污染度與關鍵液壓元件的污染耐受度達到合理的平衡，以確保元件的壽命和可靠性。（2）提高元件工作壽命和可靠性最為經濟而有效的途徑就是采取控制污染的措施，降低油液的污染度。（3）對液壓系統(tǒng)油液進行污染監(jiān)測是一種積極的預防性維護措施。當元件的污染耐受度已確定，則應定期檢測系統(tǒng)油液的污染度，以便及時采取必要的措施使油液的污染度保持在元件污染耐受度以內，以保證系統(tǒng)的工作可靠性和元件的壽命。

參考文獻：

[1] 胡幫喜.液壓潤滑系統(tǒng)的清潔度控制[M].工業(yè)出版社，2003

[2] 機械原理.高等教育出版社，1989endprint