船舶液压系统液压油固体颗粒的污染与控制

1、第26卷 第6期 世界海运 Vol.26 No.6 2003年12月 World Shipping Dec. 2003收稿日期2003-03-07作者简介刘永生,(1954-,男,山东招远人,高级工程师,从事船舶辅机实验教学与研究。 船舶液压系统液压油固体颗粒的污染与控制&刘永生,&蒋福伟,&温守毅(大连海事大学,辽宁 大连 116026【关键词】船舶液压系统;固体颗粒杂质;污染控制【摘 要】对船舶液压系统液压油固体颗粒污染的种类、产生的途径及其危害进行了阐述,并提出了控制液压油污染的具体方法。【中图分类号】U664.81 【文献标识码】B 【文章编号】1006-772

2、8(200306-0042-020 引 言液压传动在船舶甲板机械中的应用日益广泛,现代较大船舶的舵机、起货机、锚机、绞缆机、舱盖机等大都采用液压传动。而液压油质量的好坏对液压系统的工作可靠性及其寿命起着至关重要的作用。液压系统中的污染物是指液压油中含有的对液压系统及其元件有危害作用的物质,这些物质按其物理状态可分为固态、液态和气态3种类型。固态污染物以颗粒状态存在于液压油中。液态污染物主要是外界侵入系统中的水及其他与液压油不相容的油类。气态污染物主要是空气。其中固体颗粒是液压系统中最普遍、危害最大的污染物。据统计,在船舶甲板机械液压系统中,由固体颗粒污染物引起的故障占总污染故障的80%以上,因

3、而,弄清固体颗粒污染物的种类、产生的途径、对液压系统的危害,从而采取措施,控制其对液压系统的危害,以减少故障的发生是十分必要的。1 固体颗粒污染物的种类及其产生的原因液压油中的固体颗粒污染物主要有焊接后未清除干净的焊渣、机械加工产生的铁屑,运动零件磨损产生的金属末,密封材料磨耗及破碎后产生的粉末及碎屑,剥落的油漆碎片、油泥,安装及维修过程中带进的纤维丝、型砂、磨料、锈片,以及空气中的灰尘等。这些固体颗粒污染物产生的原因有3种:(1潜在污染,即液压系统及元件中原来残留的污染物;(2再生污染,即液压系统工作时因零件磨损产生的污染物;(3侵入污染,即使用、维修、加油时带入的污染物。2 固体颗粒污染物

4、对液压系统及其元件的危害液压系统在运行时,从外部进入和内部产生的固体颗粒便会悬浮在液压油中,随液压油在系统中循环,或沉积在小间隙处及设备的底部,从而使液压系统产生种种故障。(1固体颗粒杂质对油泵及油马达的危害固体颗粒会使油泵和油马达有相对滑动零件表面的磨损加剧,例如,叶片泵和叶片马达中的叶片和叶片槽、转子端面和配油盘;齿轮泵和齿轮马达中的齿轮端面和侧板、齿顶和泵壳内壁、齿轮轮齿的啮合面;柱塞泵和柱塞马达中的柱塞和缸孔、转子端面和配油盘、滑靴和斜盘都会因固体颗粒的存在而使磨损加剧,加剧的磨损产生更多的固体颗粒,这些固体颗粒又使磨损加剧,造成恶性循环,影响了油泵和油马达的性能,降低了其使用寿命,严

5、重时会产生卡死现象,造成破坏性损坏。(2固体颗粒对液压阀的危害固体颗粒会使阀芯和阀体之间的滑动表面产生磨损,使其配合间隙增大,导致泄漏量增大;若固体颗粒嵌入滑动表面之间,会使阀芯卡死;若固体颗粒堵塞液压阀的节流孔和阻尼孔,会使液压阀的性能变坏,甚至动作失灵,发生事故。此外,当液压油中的污染颗粒堵塞吸入滤器时,会使油泵吸油困难,产生振动和躁音;排出滤器严重堵塞时,会因压力过大击穿滤网使滤器丧失过滤能力,造成污染的恶性循环。3 固体颗粒污染物进入液压系统的途径如前所述,固体颗粒进入液压系统的方式有3种:潜在污染、再生污染和侵入污染。其中侵入污染所占比重最大,也是轮机管理人员和液压设备维修人员应该而

6、且能够减少和预防的。固体颗粒侵入液压系统有以下几个主要途径:(1油箱油箱一般都设有油箱盖、呼吸孔,若油箱盖密封不严或呼吸孔无空气滤清器,当液压油温度升降产生呼吸作用时,空气中的杂质就会随空气进入油箱;另外,向油箱加油时,若加油孔或加油用具不清洁,或不经过滤,也会使杂质进入油箱。(2油缸油缸的活塞杆伸出端是污染物侵入油缸的主要途径,目前,普遍在活塞杆压力密封件外部设置防尘圈以防外界污染第6期刘永生等:船舶液压系统液压油固体颗粒的污染与控制43物侵入油缸。(3快速接头船舶甲板机械液压系统常设有测量油压用的快速接头,若操作前对其清洁不充分,会使杂质进入液压系统。(4维修时带进杂质船舶甲板机械液压系统

7、在维修时,由于时间紧、条件差及维修人员的责任心差或技术素质不高,常会带入大量的固体颗粒杂质,这是导致液压系统故障频繁发生的重要原因。例如,某船一段液压钢管破裂,采取焊接方法修复后,没有对所焊钢管进行清洗,设备运行后,发生叶片泵故障,经解体油泵发现,焊渣进入油泵后,嵌在叶片的尼龙条内,并将转子的叶片槽挤压变形,使叶片卡死在叶片槽内,造成油泵损坏;甚至有堵塞油管的抹布,在安装时没有取出,设备运行后,抹布被油液带进换向阀入口处,堵塞油路,使液压系统失灵,在维修时使固体颗粒进入液压系统而引起新故障的例子不胜枚举。4 液压油固体颗粒污染的控制措施(1定期清洗过滤器船舶甲板机械液压系统大都设有吸入滤器、排

8、出滤器和回油滤器。液压系统中的杂质在随油液流过滤器时,会被滤器滤出,故应根据滤器的污染程度,定期对滤器进行清洗,以去除滤器中的污染物。此外,根据滤器的污染程度和滤器中杂质的种类,还可以判断液压元件的磨损情况,例如,某液压系统油泵出口滤器发现大量铜末,经解体检修,发现该柱塞泵的配油盘和缸体磨损严重,经修复油泵并滤油,避免了油泵进一步磨损。(2定期清洗油箱液压设备运行时,系统中的污染物除被滤器滤出外,还有的会沉积在油箱的底部,若油箱底部污垢过多,会在油液的扰动下悬浮于油液中,故应定期对油箱进行清洗。清洗油箱时,应先将油箱内的液压油放至干净的容器中,然后用铁铲等工具铲除油箱底部沉积的油垢,再用尼龙刷

9、配合与系统油液有相容性的清洗剂(不可用煤油、柴油等溶剂刷洗,最后用乙烯树脂海绵将油箱内壁擦干净。注意,不得用棉布或棉纱擦洗,以免纤维粘到油箱内壁上。经验证明,对纤维类污染物,用面团清洗,方法简便,清洗效果好。因为纤维类污染物很难清除,但却很容易粘附到面团上。(3防止空气中的杂质进入油箱为了防止空气中的杂质进入油箱,应保证油箱盖的密封件完好无损,油箱的呼吸孔应设置空气滤清器。(4防止加油时带入杂质加油时应保证加油孔和加油用具清洁,并采用滤油车(或用150200目的滤器将油过滤后加入油箱。(5密切关注设备运行情况经常检查油泵、油马达有无躁声和过热现象,滤器有无过度污染,若有,说明元件的磨损较严重或

10、有损坏,应立即检修。(6防止检修过程中带入污染物在检修过程中,不能因时间紧、条件差而对污染物的进入掉以轻心或不负责任。对解体修理的元件,一定要清洗干净并用压缩空气吹净后再装配,不可用抹布擦拭零件,检修场地要洁净,手、工具要保持清洁,以免带入污染物;维修、更换管路后,一定要将所修复的管路通油清洗,根据具体情况,可采用专用的清洗装置清洗,也可利用系统本身的油泵和油箱进行清洗,为了使污染物不随液压油循环而重新进入回路,应在回油口设置临时回油滤器。清洗管路时,应将系统中对污染敏感的元件和对液流速度有限制的元件应用相应的管件旁通。清洗液可采用液压系统工作时所用的液压油,也可采用与系统油液有相容性的清洗剂

11、,不可采用煤油、柴油等溶剂,以免腐蚀液压系统及其元件。2Pollution and Its Control on Solid Particle Polluter of the Hydraulic Oilin the Marine Hydraulic SystemLIU Yongsheng, JIANG Fuwei, WEN Shouyi(Dalian Maritime University, Dalian 116026, ChinaAbstract This paper describes the causes and harms of solid particle pollution for hydraulic oil system, and points out the certainmeasurement to control the hydraulic oil pollution.Keywords marine hydraulic system; solid p