油液污染控制

1、 据调查统计，在设备所有据调查统计，在设备所有故障中，与润滑有关的故障占故障中，与润滑有关的故障占40%以上以上；美国每年；美国每年投入投入润滑润滑管理费管理费2300万万美元，而美元，而节约节约生产费用生产费用163亿亿美元，为投入美元，为投入的的696倍倍。提升系统可靠性提升系统可靠性润滑油、液压油、绝缘油、切削液润滑油、液压油、绝缘油、切削液污染控制污染控制提高油液及元器件寿命提高油液及元器件寿命节能降耗、增产增效节能降耗、增产增效绿色环保绿色环保 利国利民利国利民防侵入防侵入净油液净油液测状态测状态降低油液污染度降低油液污染度能量污染：能量污染：射线、声波、射线、声波、电能、磁能、电能

2、、磁能、热能热能气体污染物：气体污染物：空气空气固体污染物：固体污染物：金属屑、粉尘、金属屑、粉尘、氧化物、胶质氧化物、胶质物、微生物物、微生物液体污染物：液体污染物：水水 2.1 能量污染能量污染 能量能量 油液油液温升温升 *加速油液变质加速油液变质缩短寿命缩短寿命 *油液油液粘度及性能下降粘度及性能下降 *加速橡胶元件加速橡胶元件老化老化 *增加增加渗漏和磨损渗漏和磨损2.2 2.2 气态污染物气态污染物A.A.在油液中存在形式在油液中存在形式：溶解态、游离态溶解态、游离态1个大气压条件下，矿物油饱和溶解度约为体积的个大气压条件下，矿物油饱和溶解度约为体积的910% 吸油区 低压低压 气

3、泡气泡 迅速逸出迅速逸出 出油区 高压高压 气泡气泡 不能立即溶解不能立即溶解瞬瞬 间间漫漫 长长 溶解气溶解气 游离气游离气 B.游离气泡的危害游离气泡的危害* *降低油液的弹性模量降低油液的弹性模量液压油中有游离气体存在游离气体存在，大幅度降低油液的弹性模量降低油液的弹性模量，导致系导致系统响应迟缓，工作不稳定统响应迟缓，工作不稳定。* *产生气蚀产生气蚀循环污染循环污染高温高压高温高压颗粒、水、颗粒、水、二氧化碳二氧化碳爆炸爆炸* *引起电液伺服阀工作失灵引起电液伺服阀工作失灵 微小气泡影响节流孔的通油能力，造成伺服阀工作瞬间失灵.* *增加系统的温升：增加系统的温升： 引起系统温升，温

4、度过高使胶圈老化、系统漏油、油液润滑性能变差等。 * *加速油液氧化变质加速油液氧化变质 对油液产生氧化腐蚀，增加油液的酸值，缩短油液的使用寿命。2.3 2.3 液体污染物液体污染物A.液态污染物主要是液态污染物主要是水水，其存在形式分为：，其存在形式分为： 游离态游离态(乳化态乳化态)、溶解态、溶解态 * *腐蚀腐蚀 水+硫/氯=硫酸/盐酸,腐蚀金属B.水污染的危害水污染的危害* *破坏油膜破坏油膜 膜破坏使摩擦副失去润滑剂，加剧了磨损。* *胶状物质增加磨损胶状物质增加磨损 污染物与水结 合成胶状污垢，加速磨损。A.A.固体污染物主要指固体污染物主要指 100 100 mm 的的固体固体颗

5、粒颗粒， 2.4 2.4 固态污染物固态污染物尺寸在尺寸在2- 15 m的间隙颗粒危害最为严重的间隙颗粒危害最为严重 固体颗粒特性固体颗粒特性*沉降性*聚集性*吸附性* *运动件表面磨损引起功能失效运动件表面磨损引起功能失效B.固体颗粒污染及其危害固体颗粒污染及其危害 泵和马达失效泵和马达失效 齿轮齿面的磨损齿轮齿面的磨损 其它元件表面的破坏其它元件表面的破坏 * *油液变质油液变质* *堵塞网孔堵塞网孔* *运动件被卡死运动件被卡死表：Q888-46型油液使用寿命与温度的关系 提高液压油使用寿命提高液压油使用寿命 Q888-46液压油，在50的使用寿命可达2万小时，即2.2年，由范霍夫近似规

6、律可得油液使用寿命与温度的关系。温度（）50607080寿命20000 h10000 h5000 h2500 h2.2年1.1年6.6月3.3月 2003年年9月戥同公司做了一次有关月戥同公司做了一次有关空气污染试验空气污染试验 试验方法：a、用ZB34M液压泵的试验台，该试验台是用0.35MPa的氮气给油箱直接增压（以下称开式增压油箱），在工作转速4000r/min下，测ZB34M泵压力流量特性和液压泵进口、出口和壳体回油的温度。b、用一个与空气隔离的液压油箱，以下称闭式油箱，代替开式增压油箱，并用GHP70净油机将油箱和系统内油液中的空气（包括超大量的氮气）净化到见不到气泡为止，散热条件不

7、变，做与a项相同的试验。注GHP70净油机具有-0.08MPa的真空度，可使空气饱和溶解度下降到原来的20%。 试验结果：a、在进口压力相同的条件下，泵出口流量流量平均增加增加了1.526L/min，容积效率容积效率平均增加增加了4.4%。b、在流量为0、50%、80%、100%不同状态下，开式增压油箱状态和闭式油箱状态液压泵进口温度、出口温度和壳体回油温度，见图2、图3和图4。图2 泵进口油温度图3 泵出口油温度图4 泵壳体回油温度油泵进口、出口和回油口平均温度对比图5 液压泵总效率对比注：试验所用泵为旧泵含水量（PPM）寿命系数 美国Timken Bearing公司做一次润滑油中含水量对轴

8、承寿命的影响，试验结果近似如下：油中含水量对轴承寿命的影响图新日铁的经验新日铁的经验-通过控制颗粒数和水污染来减少油耗通过控制颗粒数和水污染来减少油耗液压油消耗指数液压油消耗指数=年液压油消耗量年液压油消耗量/液压系统总油容量液压系统总油容量ISO4406 18/15 / NAS1638 9级！ 以下是英以下是英国液压工程协国液压工程协会调查报告会调查报告- 液压设备的使液压设备的使用用寿命寿命与流体与流体污染度污染度的关系的关系117台不同的液台不同的液压设备，跟踪监压设备，跟踪监测了三年测了三年!平均清洁度平均清洁度MTBF相对寿命系数相对寿命系数24/212000.1923/202500

9、.2422/193250.3121/184300.4120/176000.5719/168000.7618/151050117/1414001.3316/1319001.8115/1226002.4814/1138003.6213/1050004.7612/965006.1911/890008.5710/72000019.05初次投资初次投资:一次性一次性过滤系统的升级过滤系统的升级: 8000监测监测: 500密封和空气过滤器密封和空气过滤器的升级的升级: 250 Noria案例：案例：对对12个液压系统的统计个液压系统的统计成本分析成本分析直接的回报直接的回报(年年)增加的设备运转时间：增

10、加的设备运转时间： 10000减少的零件成本：减少的零件成本： 1500减少的润滑成本：减少的润滑成本： 500减少的能耗：减少的能耗： 275减少的人工成本：减少的人工成本： 4500减少的废液处理及减少的废液处理及有关的其他辅助成本有关的其他辅助成本: 1200 结果：结果：内部回报率：内部回报率：215%投资收回：投资收回：6个月个月 选择优质材料及元器件 合理设计结构及热源 采用闭式油箱 实时在线净化油液 实时监测油液污染程度材料的选择材料的选择 选择与各种材料相容性好的工作介质，如果介质，也就是液压油选用不当，就会引起系统磨损加剧，腐蚀严重，使系统提前失效。结构设计原则结构设计原则

11、结构设计中应贯彻提高附件污染耐受度原则，应合理的选择间隙和最小孔径，尽可能降低因污染所能引起的严重后果。热设计热设计 在液压系统设计中热设计是不可忽视的重要方面，忽视了热平衡温度，将会在产品的使用中带来无法克服的困难。采用采用闭式油箱闭式油箱彻底隔绝外界污染物的侵入彻底隔绝外界污染物的侵入,体积小重量轻体积小重量轻,辅助增压辅助增压. 目前常用的固体污染度等级检测方法和污染物种类及含量的检测方法，主要如下： 显微镜记数法显微镜记数法 自动颗粒计数法自动颗粒计数法 显微镜对比法显微镜对比法 光谱分析仪光谱分析仪 戥同戥同STK-S三态颗粒检测仪三态颗粒检测仪STK-S检测仪油液检测实例检测仪油液

12、检测实例 油液牌号：10#液压油 污染等级：11级 固体、液体、气体污染物检测结果如下表颗粒尺寸颗粒尺寸(m)数量数量(个个/mL)NAS1638 1964ISO4406 - 1999Q/DT003 20071 (4.2)58802 (4.6)554420 (5.0)522012.35 (6.4)3978111912.010 (9.8)157810.615 (13.6)35410168.525 (21.2)1884.250 (38.2)0000.0100 (70.0)0000.0污染度等级污染度等级1120/19/1612.3气泡气泡水珠水珠丝絮状固体丝絮状固体固体颗粒固体颗粒 过滤（网、芯）

13、过滤（网、芯） 主要分为深度型过滤器和表面型过滤器主要分为深度型过滤器和表面型过滤器 离心离心 主要滤除重杂质，游离水主要滤除重杂质，游离水 旋流旋流 类似于离心净化，也分离出重杂质和游类似于离心净化，也分离出重杂质和游 离水，但是净化效果没有离心分离好。离水，但是净化效果没有离心分离好。 真空真空 清除溶解水，游离水，溶解气，游离气清除溶解水，游离水，溶解气，游离气 聚结聚结 主要清除游离水主要清除游离水 磁性磁性 除铁磁性杂质除铁磁性杂质 静电静电 除细尘和胶质除细尘和胶质 分子筛分子筛 除微尘除微尘* *常用的净化方法常用的净化方法A.真空滤芯式过滤净油机真空滤芯式过滤净油机实现了固、液

14、、气三态污染物净化.出现的问题:1.滤芯经常堵塞,更换频繁2.需要加热,增加热污染B.B.碟式离心机碟式离心机 能有效除颗粒及游离水出现的问题出现的问题:1.需要预加水封需要预加水封2.经常更换比重环经常更换比重环,更换不及时导致漏油更换不及时导致漏油C.C.离心真空复合净油机的分离原理离心真空复合净油机的分离原理同时实现：同时实现： 固液固液 液液液液 气液气液 三态物物分离三态物物分离 (不增加热污染不增加热污染)* *离心真空复合净油机优点离心真空复合净油机优点全功能除三态污染全功能除三态污染, ,不加热不加热无滤材、热能等消耗、利于环保无滤材、热能等消耗、利于环保纳污容量大、维护间隔长

15、纳污容量大、维护间隔长维护维护即检测即检测戥同离心真空净油机戥同离心真空净油机 主要技术参数表主要技术参数表型 号GHB40GHB41GHP70GHP71GHP80GHP81GHA60GHA86固体污染度NAS163835Q/T003-2007J（6）57含 水 量 净 化 水 平ppm200 10070 50 含气量净化水平 %32出口最大压力 Mpa0.20.250.3主要技术参数表（续）主要技术参数表（续）型 号GHB40GHB41GHP70GHP71GHP80GHP81GHA60GHA86出口流量 L/min运动黏度30mm2/s52560连续纳污能力固体 g2001000液体 L0.63连续排水净化介质黏度 mm2/s1-1000电机功率kw1.834应用现场应用现场A.宝钢宝钢 厚板厂厚板厂 稀油润滑系统除水稀油润滑系统除水 冷轧薄板厂冷轧薄板厂CM03 EPC液压系统净化液压