液压系统的污染控制

液压系统能否正常工作,除系统设计,元件制造和维护外,工作介质的清洁度是一个十分重要的因素.工作介质的污染将直接影响系统的工作性能和使元件过早地磨损,甚至造成设备事故.

大量事实表明,液压设备的工作可靠性与液压系统的污染状况有着密切的关系,控制液压系统工作介质污染已经成为保证设备安全,高效,经济运行的关键,必须充分重视.

一、液压系统污染的原因

液压系统污染的原因是多方面的,但主要有两个因素:
一是工作介质本身的变质产生粘度变化和酸值变化,
二是外界污物混入工作介质内.

其原因主要有以下几方面:

1、系统设计方面的问题

设计系统时,对可能引起污染的因素考虑不足,未采取有效的预防措施以使污染得到根本的防治,反而留下产生污染的隐患,使设备在以后的工作中出现难以治理的污染.

2、加工制造方面的问题

设备加工制造阶段,从选购液压件,管道管件,密封件,工作介质,到加工装配,均未能严格按照技术要求认真进行,致使新制造的设备就已被严重污染无法进行正常工作.

3、使用维护方面的问题

设备从搬运安装,环境选择,乃至工作介质的过滤,系统调整,生产操作和日常维护及检修,均未按照要求进行,从而使合格的液压设备,很快受到严重污染.

二、液压系统污染的类型及危害 液压系统的污染主要是工作介质的污染.由于液压油是液压系统主要的工作介质,因此必须重视工作油液的污染.

工作油液的污染包括空气,水分,固体颗粒,胶质等物的污染,其中固体颗粒是最普遍,危害作用最大的污染物.

1、固体颗粒的污染

固体颗粒污染物主要有切屑,铸造沙粒,焊渣,灰尘,毛刺等；

(1)颗粒污染物进入液压元件的配合间隙,会使滑动表面摩擦加剧,或划伤配合表面,破坏其配合精度和表面粗糙度,使泄漏增加,甚至造成元件动作灵敏度降低或动作循环错乱.

(2)液压元件中的阻尼小孔和缝隙式控制阀口,若被工作油液中的污染物堵塞,将会导致液压元件不能正常工作.例如先导型溢流阀,若污染颗粒堵塞阻尼小孔或者卡住先导滑阀,将使系统压力无法建立或无法调节;而对于流量控制阀,积聚在缝隙阀口处的污染物则会影响工作速度的稳定性.

(3)颗粒污染物进入阀芯与阀体的配合间隙,将影响滑阀移动的灵活性甚至将阀芯卡死,使系统动作失灵;而污染颗粒若粘附于压力控制阀的阀座,会使阀座密封不良,由于这种污染颗粒可能时而粘附阀座,时而被油液冲走,因此会导致无规律的压力波动.

(4)工作油液的固体颗粒污染会使液压元件磨损加剧,寿命缩短和工作失常;并可能破坏密封增大泄漏;也会加速油液变质,缩短油液的使用寿命.

2、气体的污染

气体污染物主要有从大气混入系统的空气和从油液中分离出来的气体.油液中的空气或其他气体,会产生气穴和气蚀作用,引起金属表面的小块剥落,损坏密封材料;并使油温升高,引起油粘度发生变化;还可使系统压力不稳定,并产生噪声,振动和爬行,影响工作平稳性;气泡的压缩性,会影响系统工作的精确度,使换向精度降低;油液中气泡受到压缩,会产生局部高温,加速油液变质.

3、液体的污染

液体污染物主要有水分,清洗液(油)或者其他种类的液压工作介质.工作油液中混入水分则会使油液乳化,引起系统锈蚀,降低润滑性能,并使低温性能变坏.其他液体与工作油液混合将会引起油液变质,使油液的物理,化学性能降低,导致油液过早老化失效;油液变质所产生的胶质物不仅使油液的粘度增大,还会堵塞过滤器,影响设备正常工作.

4、工作油液氧化

液压系统在工作时,由于各种压力损失产生大量的热量,使系统油温上升.温度高时,工作油液易受氧化,这是因为系统内存有高压空气油液与空气中的氧接触,氧原子呈氧分子状态,即造成油液的氧化作用.氧化所生成的有机酸,使油液中酸值增加,这将增加对金属的腐蚀作用.

此外,氧化酸生成粘胶性质的不溶于油的渣状沉淀物,即漆类附着物,而可溶性氧化聚合物使油液的粘度增大,并且高温氧化物有乳化作用,使油和水充当乳化剂.

因此,氧化作用使工作油液降低了抗乳化性能与抗磨损性能,这些性能的恶化给工作油液带来了严重的恶果.所以工作油液的氧化是其变质,污染的重要原因.通常在油中加入防止氧化添加剂以提高其抗氧化能力. 

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