王 升,冼嘉和
(中交四航局第二工程有限公司,廣東廣州 510230)
設備進行油液凈化時,除了裝配凈油設備以外,一般情況下,船舶機械裝置會選擇利用濾油器進行凈化。油液過濾后,將油液潔凈程度控制在機械裝置可以維持正常運行的狀態(tài),以提升設備運轉的安全性。因此,濾油器是保證機械裝置正常運行的關鍵。目前,在船舶機械裝置檢查和維護工作中,對濾油器品質及過濾功能需要引起相關人員的重視。
濾油器的種類非常多,根據(jù)過濾程度分為粗濾器和細濾器,二者的區(qū)別主要是濾芯不同。一般的濾芯分為表面式及縫隙式。船舶機械中的濾油器通常需要在持續(xù)供油狀態(tài)下清潔或替換濾油器零件,因此濾油器通常是雙聯(lián)式,由三通旋塞(圖1)控制交替操作。
(1)表面式濾器一般為粗濾器,過濾的整個環(huán)節(jié)通過幾何面完成,過濾出的微粒雜質被滯留在濾芯零件的側面。濾芯材料布滿細微小孔,能過濾比小孔孔隙大的物質。但由于雜質堆積在濾芯側面,多了細微小孔會被堵住。一般使用的編網(wǎng)式濾油器及線隙式濾油器都屬于這類過濾器。如果在濾芯的金屬零件上包裹棉紗一類的材料,就可以當成細濾器使用。
(2)縫隙式濾油器一般由金屬薄片構成,可以制作出粗濾器及細濾器,其中的差異只是金屬薄片的間隙不同,一般由外殼及金屬片式濾芯構成。運行時,油液通過入口到達濾器,再經(jīng)過濾芯所有金屬片的間隙直至濾芯,油液中的雜質會被滯留于外殼中,較為純凈的油液通過濾器出口流出,實現(xiàn)對油液的凈化。
依據(jù)濾清方式,可將濾油器分為過濾式和離心式。
(1)過濾式濾芯類型豐富:繞線式濾器濾芯由黃銅帶、銅帶、鋼絲等在金屬骨架上纏繞制成;金屬片縫隙式濾器大多由濾片及金屬墊片組合在一起制作成濾芯;金屬網(wǎng)濾器濾芯多數(shù)是將黃銅粘在金屬骨架上;紙質濾器選擇濾芯時,一般選用細孔濾片,將其折疊成花紋狀以增加濾芯面積;由紅松木鋸末以及紙漿加石堿壓制可做成鋸末濾芯濾器。
圖1 三通旋塞
(2)離心式濾油器一般是滑油系統(tǒng)選擇使用,工作流程如圖2 所示。濾油器由轉子組及殼體構成。滑油從進油口流入孔洞,再經(jīng)由轉子軸中的油孔至轉子組里,填滿在轉子組中壓力作用明顯的油液利用過濾器油孔傳輸至噴嘴處高速噴射,同時出現(xiàn)切向反作用力于轉子組上。轉子組的噴油嘴有方向相反的噴孔,2 個噴射油流作用于同一個力偶,就可以推進轉子組快速旋轉(可達5000 r/min),因此轉子內的油液跟著一起轉動,將油液中的各種雜質甩向轉子內腔器側壁,同時潔凈過的油液通過濾網(wǎng)流出。離心式濾油器的潔凈程度高,操作護養(yǎng)簡單、成本不高,但油液流通的過程緩慢,噴出時油液壓力不高,因此只能并聯(lián)在潤滑系統(tǒng)里,多數(shù)離心式濾油器的流量為柴油機整體油量的6%左右,一般用作精濾器。
圖2 離心式濾油器工作原理
濾油器實際上阻礙了系統(tǒng)中的油液流動,所以油液經(jīng)過濾芯時會有降壓現(xiàn)象。通常情況下,如果濾芯類型及流量保持穩(wěn)定,濾油器的過濾功能越好,壓力降就會越明顯;如果流量穩(wěn)定,濾芯濾面越多,壓力降就會變的更?。挥鸵涸秸?,濾芯的壓力降就會隨著上升。濾芯能承受的最高壓力降,以不損傷濾芯元件為標準。
在船舶機械裝置里,雖然濾油器的功能非常關鍵,但在實際操作過程中,還是沒有引起技術人員的足夠重視。濾油器可以在過濾油液時,將油液中的各類雜質凈化掉,保證油液的潔凈程度被控制在運行零件可以接受的程度,確保船機裝置穩(wěn)定工作,實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的運行與操作。
船舶機械裝置濾油器的主要功能包括以下4 點:
(1)清除油液中的各類雜質,避免破壞性問題的出現(xiàn),例如零部件的卡殼、油路被堵、斷油等,確保船機機械運行的安全性和流暢性。
(2)在濾油器的過濾程度能完成維持滑動間隙的情況下,利用過濾器清除油液中的各種雜質,預防和避免運行中的磨損,實現(xiàn)延長機械裝置使用期限的效果。
(3)在濾油器的作用下,持續(xù)將雜質和新出現(xiàn)的顆粒進行清除,實現(xiàn)相對平衡,將油液中混合的雜質清潔至運動零件可以承受的狀態(tài),進而保障運動零件間擁有穩(wěn)定的潤滑基礎,并且還能延長油液的使用時間,降低成本。
(4)研究和分析濾油器中的雜質,能幫助技術人員尋找雜質的源頭,同時分析可能存在的故障隱患,檢測船機機械裝置的運行狀態(tài),制定維護措施。
正確選用濾油器是保障船機機械裝置穩(wěn)定運轉的基礎之一。油液系統(tǒng)里,挑選濾器一定要觀測濾油器生產商出具的樣品,依照實際機械設備的運行狀況、油液混合雜質承受力、設備工作周邊環(huán)境等因素綜合考慮。應依照下述原則進行挑選:
(1)過濾的純凈程度要達到船機機械裝置對油液潔凈程度的標準。
(2)有較高的納垢水平,使濾油器可以長期維持油液正常循環(huán)。
(3)濾芯的質量要過關,才可以接受住油液壓力帶來的沖擊。
(4)濾芯的抗腐蝕性必須足夠高,才可以在標準運行條件下長時間操作。
(5)濾芯可以及時和簡單地進行清潔或替換。
(6)濾油器要配備污染指示器及污染發(fā)訊裝置,以有利于日后的檢查和維修工作。
專業(yè)、合理的選擇濾油器的過濾精度,決定了船機機械裝置運行的安全性和使用時長?,F(xiàn)階段對過濾精度的劃分還缺乏完整的規(guī)定,挑選濾油器時,過濾精度是第一考慮要素。試驗證明,柴油機潤滑系統(tǒng)多數(shù)情況下將精度要控制在30 μm 范圍內。
濾油器在油液系統(tǒng)中裝置的區(qū)域不同,發(fā)揮的功能也不同。為實現(xiàn)不同的目標,必須要把濾油器裝配在合適的區(qū)域。
為將油液中顆粒較大的雜質清除,達到維護油泵目的,就要選擇過濾精度不高的粗濾器,同時將其裝配在泵的吸入通道,使泵完全吸入,不造成氣穴,其壓力降必須>0.02 MPa,油液要控制至2 倍的泵流量以上。
保障機械裝置各零部件的穩(wěn)定運行,濾油器需要裝配至壓力通道。由于濾油器在高壓下且受到壓力沖擊,因此一定要有極高的堅固度。預防濾油器阻塞導致泵過載或濾芯損傷,一般在濾油器上配置堵塞指示。
預防油液系統(tǒng)被雜質污染,過濾運動零件磨損后出現(xiàn)的金屬雜質、碳灰、橡膠雜質等,濾油器需要裝配在回油通道,因此,可以選擇濾芯質量及剛度不高的濾油器??紤]濾器可以有較高的壓力降,但要同濾器并聯(lián)設置單向閥實現(xiàn)旁通的功能,避免油液低溫運行過程中,高黏度油流經(jīng)濾芯或濾芯阻塞導致的壓力上升。濾油器必須可以過濾泵的所有流量。
綜上所述,濾油器作為保障船舶機械裝置操作安全性及使用時長的重要裝置,輪機技術人員一定要專業(yè)、嚴謹?shù)乩煤脼V油器,延長油液的循環(huán)時間,減少船機機械裝置的故障率,降低維修成本。濾油器的應用及運維管理工作,是船機機械裝置管理工作的基礎。