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液壓系統(tǒng)廣泛地應用于各種工業(yè)設備。對于大型養(yǎng)路機械來說，液壓系統(tǒng)就是大型養(yǎng)路機械（以下簡稱大機）的心臟。一個液壓系統(tǒng)能否正常工作，除系統(tǒng)設計、液壓元件制造和維護外，油的清潔度是十分重要的因素。油液的污染將會影響系統(tǒng)的正常工作，同時會使液壓元件過度磨損，嚴重的甚至會造成大機設備的故障。液壓油對大機猶如血液對生命，清潔的液壓油在機械內循環(huán)流動是保證大機設備正常運行和潤滑的重要條件。據(jù)國外權威資料統(tǒng)計，現(xiàn)場70%-80%液壓系統(tǒng)的工作不穩(wěn)定和出現(xiàn)故障都與液壓油的污染有關。因此，對液壓油污染控制就顯得尤為重要。

大機液壓油被污染指的是液壓油中含有水分、空氣、微小固體顆粒及膠狀生成物等雜質。液壓油受到污染常常是大機液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因，控制液壓油的污染是保證大機正常工作的重中之重。

1 大機液壓油污染的原因

大機液壓油液被污染的原因是很復雜的，但大體上有以下幾個方面：

（1）殘留物的污染：主要指液壓元件以及管道、油箱在制造、運輸、安裝、維修過程中，帶入的砂粒、鐵屑、磨料、焊渣、銹片、油垢、棉紗和灰塵等，雖然經(jīng)過清洗，但未清洗干凈而殘留下來的殘留物所造成的液壓油液污染。

（2）侵入物的污染：主要指周圍環(huán)境中的污染物，例如空氣、塵埃、水滴等通過一切可能的侵入點，如外露的往復運動活塞桿、油箱的通氣孔和注油孔等侵入系統(tǒng)所造成的液壓油污染；還如維修過程中不注意清潔，將環(huán)境周圍的污染物帶入，以粗代細，濾清器幾年不清洗、濾清不經(jīng)常更換，換油或補油時不注意油的清潔，臟的油桶未經(jīng)過嚴格的清洗就拿來用，從而把污染物帶入。

（3）生成物的污染：主要指大機液壓傳動系統(tǒng)在工作過程中所產(chǎn)生的金屬微粒、密封材料磨損顆粒、涂料剝離片、水分、氣泡及油液變質后的膠狀物等所造成的液壓油液污染。這些顆粒污物類似于研磨金屬加工面使用的研磨劑，液壓系統(tǒng)中的污染顆粒隨著液壓油的流動而遍布整個液壓系統(tǒng)。當通過泵、馬達、油缸、閥各液壓元件時，會加劇各摩擦副的磨損，產(chǎn)生出新的污染顆粒，造成惡性循環(huán)，大大降低元件的使用壽命，嚴重地威脅著液壓系統(tǒng)的正常工作。油液分解殘余物及表面活性媒介物等，它們會腐蝕機件，并使液壓元件表面的污物分散到油液中去而難以清除，還降低濾清器附著污物的能力，常常使節(jié)流小孔堵塞，從而使液壓元件失效造成大機設備故障。

（4）液壓油中混入其它油品：目前上海局大機使用的液壓油是殼牌的T46，這種液壓油經(jīng)過長時間證明很適合南方的大機。不同品種、不同牌號的液壓油其化學成分是不相同的，當液壓油中混入其它油品后，就改變了其化學組成，從而使其性質也發(fā)生變化。在大機這個行業(yè)中，曾經(jīng)發(fā)生過油品混用。

（5）環(huán)境造成的污染：在大機這個特殊行業(yè)中，主要污染源就是它的作業(yè)環(huán)境。由于大機作業(yè)是露天作業(yè)，而且受惡劣的道床影響，一作業(yè)到處是灰塵。因此保證大機所有裸露在外的油管、油箱、液壓元件等的密閉性就顯得尤為重要。

2 大機液壓油污染的判定

（1）污染度等級的劃分：工作介質的污染用污染度等級來表示，它是指單位體積工作介質中固體顆粒污染物的含量，即工作介質中所含固體顆粒的濃度。為了定量地描述和評定工作介質的污染程度，國際標準化組織的標準ISO4406中已經(jīng)給出了污染度等級標準（詳見表1、表2）。表1指污染度等級用污染物顆粒的大小劃分，表2指污染度等級用含污染物顆粒的數(shù)量劃分。污染度等級用兩組數(shù)字表示工作介質中固體顆粒的污染度，前面一組數(shù)字代表1 mL工作介質中尺寸不小于5 μm的顆粒數(shù)等級，后面一組數(shù)字代表1 mL工作介質中尺寸不小于15 μm的顆粒數(shù)等級，兩組數(shù)字之間用一斜線分隔。例如污染度等級數(shù)字為18/15的液壓油，表示它在每毫升內不小于5 μm的顆粒數(shù)在1 300~2 500之間，不小于15μm的顆粒數(shù)在160~320之間。

表1 油液污染度等級標準（1 mL中的顆粒）

表2 ISO 4406污染度等級

（2）通過大機液壓油的油樣分析來判斷油液是否被污染。最簡單的是從鐵譜上判斷干凈的液壓油和被污染的液壓油。圖1所示為干凈的液壓油，圖2所示為被污染的液壓油。

圖1 干凈液壓油的鐵譜圖片

圖2 被污染的液壓油鐵譜圖片

3 大機液壓油污染的危害

大機液壓油被污染后對液壓傳動系統(tǒng)所造成的主要危害有：

（1）固體顆粒和膠狀生成物堵塞濾清器，使液壓泵吸油不暢、運轉困難，產(chǎn)生噪聲；堵塞閥類元件的小孔或縫隙，使閥類元件動作失靈；

（2）微小固體顆粒會加速有相對滑動零件表面的磨損，使液壓元件不能正常工作；同時，它也會劃傷密封件，使泄漏流量增加；

（3）水分和空氣的混入會降低液壓油液的潤滑能力，并加速其氧化變質；產(chǎn)生氣蝕，使液壓元件加速損壞；使液壓傳動系統(tǒng)出現(xiàn)振動、爬行等現(xiàn)象。

4 大機液壓油污染的控制

由于大機液壓油被污染的原因比較復雜，液壓傳動系統(tǒng)工作過程中液壓油在不斷地產(chǎn)生污染物，因此，要徹底防止污染是很困難的。為了延長大機液壓元件的使用壽命，保證液壓傳動系統(tǒng)的正常工作，應將液壓油液的污染程度控制在一定的范圍內。一般常采取如下措施來控制污染。

4.1 消除殘留物污染

液壓系統(tǒng)組裝前后，必須對零件進行嚴格的清洗。特別是在更換新的液壓元件時，一定要做到用干凈的汽油或柴油洗干凈后，再用干凈的液壓油沖洗。保證裝機前液壓元件的完全干凈。

4.2 減少外來的污染

為了減少液壓系統(tǒng)的污染源，應改善大機設備的運轉環(huán)境，加強粉塵治理，減少工作現(xiàn)場的粉塵。油箱通大氣處要加空氣濾清器，向油箱灌油應通過過濾器，維修拆卸元件應在無塵區(qū)進行。

4.3 濾除系統(tǒng)產(chǎn)生的雜質

根據(jù)系統(tǒng)和元件的不同要求，分別在泵的吸油口、壓力管路、泵的吸油管路、回油管路、伺服閥或調速閥的進油口處，按照要求的過濾精度，設置濾清器，選用濾清器時還要考慮納垢能量。在精度相同的情況下，應盡量選用濾油面積大的濾清器。在需要時，還可以增設外循環(huán)過濾系統(tǒng)（此時過濾精度βn可選用大些）從而使系統(tǒng)的污染物控制等級得到提高；應定期檢查濾清器的濾網(wǎng)有無破裂，若有破裂要及時更換，對變質油和清潔度超標油禁止使用，油箱內壁一般不要涂刷油漆，以免油中產(chǎn)生沉淀物質，為防止空氣進入系統(tǒng)，回油管口應在油箱液面以下，液壓泵和吸油管應嚴格密封。另外，應根據(jù)需要，在系統(tǒng)的有關部位設置適當精度的濾清器，并且要定期檢查、清洗或更換濾芯。

4.4 控制液壓油液的工作溫度

在沒有特定要求的情況下，可有限地考慮選用體積式調速回路，此種調速回路溫升小、效率高；用擴大油箱容量和通風自然冷卻來緩解油溫的升高；另外還可以采用雙油箱結構方案，以實現(xiàn)不同溫升情況下的油溫調節(jié)；當系統(tǒng)功率損失較大，發(fā)熱量大而結構又不允許有較大的油箱容量的情況下，可采用冷卻器進行強制冷卻；

4.5 加強大機液壓系統(tǒng)的維護保養(yǎng)和管理

（1）選擇合適的液壓油。要根據(jù)液壓系統(tǒng)的特點和使用環(huán)境，選擇合適的液壓油，首先要求具備合適的粘度、合適的固體顆粒污染等級，其次，要考慮液壓油的抗氧化性、抗乳化性及是否有耐磨添加劑等，此外，還需考慮液壓工作介質與元件金屬材料及其密封材料的相容性。綜合以上因素，目前我們選用的液壓油牌號為T46。

（2）加強油品管理。為保證出庫油品的質量，必須定期對庫存油料進行取樣化驗。新油入庫時應化驗，不合格的油品不準入庫；油應妥善保管；建立液壓設備“用油卡”；油液轉筒或注入時應使用過濾器；并注意油筒、注油口、漏斗口等容器的清潔。

（3）定期清洗濾芯、油箱、管道和元件內部的污垢，定期更換濾芯。建立大機液壓系統(tǒng)一級保養(yǎng)制度。

（4）通過檢查油質來確定是否該換油。因為不同的液壓油的使用壽命不同，同一種液壓油在不同的設備、不同的環(huán)境、不同的維護條件下，使用期限相差很大。常用來檢測液壓油污染度的方法有以下幾種：鐵譜分析法（此方法無法檢測非磁性污染物）、光譜分析法（此法不能分析大于5um的顆粒）、重量分析法（此方法無法核查污染顆粒的尺寸大小及分布）、自動顆粒計數(shù)法（可以直接讀出顆粒的尺寸大小及分布）。前面這些方法在某些場合，如野外和生產(chǎn)現(xiàn)場就受到限制，這些場合可使用便攜式污染測量儀來檢測。如DCA數(shù)顯式污染報警儀、CM20測試儀、KLOTZ污染檢測儀、PFC200顆粒計數(shù)器、PCM100污染度檢測儀。若沒有這些儀器，可采用目測法和比色法。目測法就是通過看油的顏色、嗅油的味道、摸油液的光滑度來估測液壓油的污染程度。也可用兩只潔凈透明的玻璃瓶，一只裝待測的液壓油，另一只裝新的液壓油，將兩只瓶子對著太陽看，來估計液壓油的污染度。比色法是指將一定體積油樣中的污染物用濾紙過濾出來，然后根據(jù)濾紙顏色來判斷介質污染程度。具體方法：取同數(shù)量使用油和同號純油各少許，分離滴在濾紙上，過一定時間后，比較兩種濾紙的顏色，從而確定油液污染程度和確定是否換油。換油時要清洗油箱，沖洗系統(tǒng)管道元件。

為了有效地控制液壓系統(tǒng)的污染，以保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性和液壓元件的使用壽命，國家制定的典型液壓元件和液壓系統(tǒng)清潔度等級見表3、表4。

表3 典型液壓元件清潔度等級

表4 典型液壓系統(tǒng)清潔度等級

5 結束語

綜上所述，在大機行業(yè)中，控制液壓油污染顯得特別重要。由于大機使用的液壓元件都是進口件，進口周期長、價格昂貴。一旦液壓元件由于被污染而損壞，輕則會影響單位的正常施工生產(chǎn)，嚴重的甚至會影響鐵路的正常運輸秩序，給我國鐵路帶來不可估量的損失。