汪 洪

摘要:筆者重點(diǎn)分析了工程機(jī)械液壓系統(tǒng)污染的原因與危害,并提出如何對(duì)液壓系統(tǒng)在使用中的污染進(jìn)行控制,對(duì)提高液壓系統(tǒng)工作的可靠性及穩(wěn)定性具有較重要的意義。

關(guān)鍵詞:液壓系統(tǒng);污染控制

油液中的污染物主要有:固體顆粒、水、空氣、有害化學(xué)物質(zhì)和微生物等。作者通過這幾年對(duì)環(huán)衛(wèi)處所用液壓系統(tǒng)的維護(hù)管理中,液壓故障有70%～80%是由油液污染及粉塵導(dǎo)致的。要保證液壓系統(tǒng)正常、可靠的運(yùn)行,必須要保持系統(tǒng)的清潔。如何正確使用與維護(hù)液壓系統(tǒng),保證油液的清潔,是環(huán)衛(wèi)設(shè)備日常維護(hù)和使用中的一項(xiàng)重要任務(wù)。

1 系統(tǒng)污染的原因與危害

1.1 在環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)對(duì)液壓系統(tǒng)的污染的原因很多,從污染產(chǎn)生機(jī)理來看,分為氣體污染和顆粒污染二種:

1.1.1 氣體污染:在大氣壓下,液壓油中可溶解10%左右的空氣,在液壓系統(tǒng)的高壓下,在油液中會(huì)溶解更多的空氣或氣體?？諝庠谟鸵褐行纬蓺馀?如果液壓支架在工作過程中在極短的時(shí)間內(nèi),壓力在高低壓之間迅速變換就會(huì)使氣泡在高壓側(cè)產(chǎn)生高溫在低壓側(cè)發(fā)生爆裂,如果液壓系統(tǒng)的元件表面有凹點(diǎn)和損傷時(shí),液壓油就會(huì)高速?zèng)_向元件表面加速表面的磨損,引起泄漏。而在環(huán)衛(wèi)作業(yè)的環(huán)境周圍的大氣有混雜著甲烷、硫化氫等腐蝕性很強(qiáng)的有害氣體,這就加劇了液壓油及液壓系統(tǒng)元件表面化的蝕損。

1.1.2 顆粒污染:顆粒污染從產(chǎn)生的來源分為二種。

①來自外部侵入的異物:如制作、安裝過程中潛伏在系統(tǒng)內(nèi)部的污染物,空氣、環(huán)境氣體、水分、切屑、磨料及冷卻液等。液壓油缸作為一些工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件,由于工作過程中活塞桿裸露在外直接和環(huán)境相接觸,雖然在導(dǎo)向套上裝有防塵圈及密封件等,但也難免將塵埃、污物帶入液壓系統(tǒng),加速密封件和活塞桿等的劃傷和磨損,從而引起泄漏。這是顆粒污染為液壓元件損壞最快的因素之一。而在環(huán)衛(wèi)作業(yè)的液壓機(jī)械由于大都是在高粉塵的環(huán)境下工作。粉塵對(duì)液壓設(shè)備的影響是導(dǎo)致設(shè)備故障的主要原因之一。

②來自內(nèi)部產(chǎn)生的異物:如系統(tǒng)工作過程中產(chǎn)生的污染,元件磨損金屬顆粒和密封件磨損顆粒碎片、液壓油氧化生成物、沉淀的油泥、冷卻器漏的水、雨水和空氣中水氣凝結(jié)的水分、換油時(shí)夾帶的污物、負(fù)壓吸進(jìn)系統(tǒng)的空氣及環(huán)境腐蝕氣體等。

顯然,系統(tǒng)制作、安裝過程中潛伏的污染物多為切屑、毛刺、型砂、涂料、焊渣、磨料、銹片、綿紗纖維斷頭和灰塵等固體顆粒,它們對(duì)系統(tǒng)的危害比較大,必須在這一階段加強(qiáng)管理,控制污染,確保安裝后的液壓系統(tǒng)能夠安全可靠地運(yùn)行。

1.2 污染物的危害:污染物混入系統(tǒng)后會(huì)加速液壓零件的磨損、研損、燒傷甚至破壞或者引起閥的動(dòng)作失靈或者引起噪聲。污染物進(jìn)入泵內(nèi)會(huì)加快泵的磨損嚴(yán)重時(shí)造成泵的卡死,使油泵報(bào)廢。污染物會(huì)堵塞液壓元件的節(jié)流孔或節(jié)流縫隙,改變液壓系統(tǒng)的工作性能,引起動(dòng)作失調(diào)甚至完全失靈。灰塵顆粒在液壓缸內(nèi)會(huì)加速密封件的損壞,缸筒內(nèi)表面的拉傷,使泄漏增大,推力不足或者動(dòng)作不穩(wěn)定,產(chǎn)生異常的聲響與振動(dòng)。還可能引起濾網(wǎng)堵塞,液壓泵吸油困難,回油不暢而產(chǎn)生氣蝕、振動(dòng)和噪聲,堵塞嚴(yán)重時(shí)會(huì)因阻力過大而將濾網(wǎng)擊穿,完全喪失過濾作用,造成液壓系統(tǒng)的惡性循環(huán)。

2 液壓系統(tǒng)在使用中的污染控制

2.1 前期管理中污染的控制

2.1.1 加強(qiáng)對(duì)管理人員、駕駛員(操作人員)和維修工的技術(shù)培訓(xùn)工作,提高他們的素質(zhì)和質(zhì)量意識(shí),使他們掌握液壓污染控制的基本知識(shí)。

2.1.2 抓好液壓油的購、管、用。其具體內(nèi)容包括以下幾項(xiàng):

①正確選購液壓油:液壓油在液壓系統(tǒng)中起著傳遞壓力、潤滑、冷卻、密封的作用,液壓油選擇不恰當(dāng)是液壓系統(tǒng)早期故障和耐久性下降的主要原因。應(yīng)按隨機(jī)《使用說明書》中規(guī)定的牌號(hào)選擇液壓油,特殊情況需要使用代用油時(shí),應(yīng)力求其性能與主要技術(shù)指標(biāo)必須與原液壓油的一致或相近原牌號(hào)性能相同。不同牌號(hào)的液壓油不能混合使用,以防液壓油產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)、性能發(fā)生變化。深褐色、乳白色、有異味的液壓油是變質(zhì)油,不能使用。盡量選購與原廠規(guī)定品牌和等級(jí)的液壓油,以保證所用油液與密封圈材質(zhì)的相容性。

②液壓油入庫前應(yīng)抽樣化驗(yàn),合格者方準(zhǔn)入庫;對(duì)庫存的液壓油也應(yīng)定期抽樣化驗(yàn),分析其污染度,若不符合要求則不得使用;進(jìn)庫油應(yīng)按各自的品牌存儲(chǔ),嚴(yán)禁混放;油品不得露天存放,如無法避免應(yīng)搭好防雨和防曬的設(shè)施。

③新油加注前,液壓用油、油桶要設(shè)置在干凈安全的地方,加強(qiáng)管理。所用的油桶,濾油機(jī),油漏斗、油管等都應(yīng)保持干凈。裝運(yùn)液壓油的油桶必須事先清洗干凈,油桶需專用,不要與其他油桶混雜。

④更換新油時(shí),應(yīng)將油箱中的殘留油液排放干凈,清除沉積物,并用適量的待加油認(rèn)真沖洗油箱內(nèi)部。元件內(nèi)殘留的舊油可用點(diǎn)動(dòng)方法排除。

⑤設(shè)備臺(tái)賬中應(yīng)建立用油卡片,明確該機(jī)型的用油品牌、用油定額和換油記錄。

2.1.3 對(duì)新購的液壓元件驗(yàn)收時(shí)要從嚴(yán)把關(guān),按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐項(xiàng)檢驗(yàn)。有效地控制系統(tǒng)及元件在加工、裝配、包裝、儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)冗^程中殘留的污染物,如金屬切屑、焊渣、型砂、灰塵和清洗液等。

2.1.4 從制造工廠的設(shè)計(jì)因素考慮,提高元件耐污染能力可采取以下措施:保證合理的運(yùn)動(dòng)副間隙和潤滑狀況;合理選擇材料和表面處理工藝,提高摩擦表面的抗磨性與抗腐蝕性等。

2.2 使用中防污染的措施:

2.2.1 應(yīng)定期清潔、更換濾油器或?yàn)V芯,防止液壓油二次污染,并嚴(yán)格把好濾油器的質(zhì)量關(guān)。維修經(jīng)驗(yàn)證明,采用質(zhì)量好的濾油器可使液壓泵、液壓馬達(dá)和液壓閥的壽命延長4-6倍,還可顯著延長液壓油的使用期限。油箱中的油液應(yīng)根據(jù)工作情況定期更換。在換油時(shí),應(yīng)先更換系統(tǒng)所有的進(jìn)油管路及回油管路的濾芯。然后將油箱底部積存的污物雜質(zhì)去掉,將油箱清洗干凈。油液污染度的簡(jiǎn)易鑒別方法有:(1)目力視察。人的正常視力極限一般為40μm左右。因此,油液中污物雜質(zhì)的顆粒尺寸大于40μm時(shí),人的眼力即能看到,當(dāng)目力能直接觀察到污物質(zhì)時(shí),說明工作油已經(jīng)很臟了,必須更換。(2)試管相比。用試管把新油和使用油加以比較,如發(fā)現(xiàn)使用的油顏色呈現(xiàn)黑色并有惡臭時(shí),必須更換。如顏色沒有變化而混濁時(shí),說明油液中含有水分,如透明色變淺而沒有惡臭時(shí),可能混入了異種油,必須更換。(3)取一滴使用油加熱后放在試驗(yàn)用濾紙當(dāng)中,并使之往下滴,如存在固態(tài)雜質(zhì)時(shí),在濾紙上將殘留薄黑色斑點(diǎn),這說明油液所含雜質(zhì)較多,不宜繼續(xù)使用。(4)要查明油液是否含用水分,可將一鐵板加熱至250℃左右,往鐵板上滴一滴使用油,如有爆裂聲,說明含有水分。沒有水分的油液是無聲燃燒的。

2.2.2 選用滿足壓力和溫度要求的優(yōu)質(zhì)油管和密封圈,減少其老化龜裂、膨脹變形產(chǎn)生的橡膠粉末。

2.2.3 油箱呼吸孔上應(yīng)裝配高效的空氣濾清器,向油箱內(nèi)注入新油時(shí)一定要通過濾油器,液壓缸活塞桿端要裝有防塵裝置。

2.2.4 定期清洗油箱和液壓管道,定期更換或清潔空氣濾清器。

2.2.5 避免工程機(jī)械帶病作業(yè)和超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),這樣可防止液壓元件非正常磨損產(chǎn)生較大的固體顆粒,以及避免油溫超高加速氧化變質(zhì),產(chǎn)生各種生成物。

2.2.6 明確駕駛員的監(jiān)測(cè)責(zé)任,做到按時(shí)按量加油,按質(zhì)換油,按需濾油。

2.3 維修保養(yǎng)時(shí)的污染控制:

液壓系統(tǒng)進(jìn)行維修保養(yǎng)時(shí),加強(qiáng)管理防止污染物從各個(gè)環(huán)節(jié)中進(jìn)入系統(tǒng)。元件在維修組裝過程中每一工序必須采取凈化措施,以清除元件中殘留的污染物。防止固體雜質(zhì)混入液壓系統(tǒng)。清潔的液壓油是液壓系統(tǒng)的生命。液壓系統(tǒng)中有許多精密偶件,有的有阻尼小孔、有的有縫隙等。若固體雜質(zhì)入侵將造成精密偶件拉傷、發(fā)卡、油道堵塞等,危及液壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行。一般固體雜質(zhì)入侵液壓系統(tǒng)的途徑有:液壓油不潔;加油工具不潔;加油和維修、保養(yǎng)不慎;液壓元件脫屑等。可以從以下幾個(gè)方面防止固體雜質(zhì)入侵液壓系統(tǒng)。

2.3.1 保養(yǎng)時(shí):拆卸液壓油箱加油蓋、濾清器蓋、檢測(cè)孔、液壓油管等部位,造成系統(tǒng)油道暴露時(shí)要避開揚(yáng)塵,拆卸部位要先徹底清潔后才能打開。如拆卸液壓油箱加油蓋時(shí),先除去油箱蓋四周的泥土,擰松油箱蓋后,清除殘留在接合部位的雜物(不能用水沖洗以免水滲入油箱),確認(rèn)清潔后才能打開油箱蓋。如需使用擦拭材料和鐵錘時(shí),應(yīng)選擇不掉纖維雜質(zhì)的擦拭材料和擊打面附著橡膠的專用鐵錘。液壓元件、液壓膠管要認(rèn)真清洗,用高壓風(fēng)吹干后組裝。選用包裝完好的正品濾芯(若包裝損壞,雖然濾芯完好,也可能不潔)。換油時(shí)同時(shí)清洗濾清器,安裝濾芯前應(yīng)用擦拭材料認(rèn)真清潔濾清器殼內(nèi)底部污物。

2.3.2 大修后應(yīng)清洗整個(gè)液壓系統(tǒng),更換全部液壓油,保證機(jī)器使用時(shí)液壓系統(tǒng)的潔凈。液壓系統(tǒng)的清洗:清洗油必須使用與系統(tǒng)所用牌號(hào)相同的液壓油,油溫在45～80℃之間,用大流量盡可能將系統(tǒng)中雜質(zhì)帶走。液壓系統(tǒng)要反復(fù)清洗三次以上,每次清洗完后,趁油熱時(shí)將其全部放出系統(tǒng)。清洗完畢再清洗濾清器、更換新濾芯后加注新油。

2.3.3加油時(shí):液壓油必須過濾加注,加油工具應(yīng)可靠清潔。不能為了提高加油速度而去掉油箱加油口處的過濾器。加油人員應(yīng)使用干凈的手套和工作服,以防固體雜質(zhì)和纖維雜質(zhì)掉入油中。

2.3.4 液壓元件、零件的清洗

維修液壓件在組裝前,舊的液壓件受到污染后都必須經(jīng)過清洗方可使用,清洗過程中應(yīng)做到以下幾點(diǎn)。

①拆裝液壓件時(shí),操作人員應(yīng)穿戴纖維不易脫落的工作服、工作帽,以防纖維、灰塵、頭發(fā)、皮屑等散落入液壓系統(tǒng)造成人為污染。

②液壓件清洗應(yīng)在專用清洗臺(tái)上進(jìn)行,若受條件限制,也要確保臨時(shí)工作臺(tái)的清潔度。

③所有的液壓元件、管路包括油箱,加油設(shè)備等在清洗時(shí)嚴(yán)禁用汽油清洗,一般用煤油清洗。

④液壓管道安裝的污染控制:液壓油管是液壓系統(tǒng)的重要組成部分,因此,液壓管道污染控制是液壓系統(tǒng)保潔的一個(gè)重要內(nèi)容。油管安裝前要清理頭部蓋帽、絕對(duì)禁止管內(nèi)沾染破布等雜物。油管安裝過程中若有較長時(shí)間的中斷,須及時(shí)封好管口防止雜物侵入。油管安裝完畢后,必須經(jīng)過系統(tǒng)試運(yùn)行,將油管中的氣體排除后方可正式運(yùn)轉(zhuǎn)。在運(yùn)行中要檢查過濾器內(nèi)的情況。

2.4 防止空氣和水入侵液壓系統(tǒng)

2.4.1 防止空氣入侵液壓系統(tǒng)

在常壓常溫下液壓油中含有容積比為6～8%的空氣,當(dāng)壓力降低時(shí)空氣會(huì)從油中游離出來,氣泡破裂使液壓元件“氣蝕”,產(chǎn)生噪聲。大量的空氣進(jìn)入油中將使“氣蝕”現(xiàn)象加劇,液壓油壓縮性增大,工作不穩(wěn)定,降低工作效率,執(zhí)行元件出現(xiàn)工作“爬行”等不良后果。另外,空氣還會(huì)使液壓油氧化,加速油的變質(zhì)。為防止空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng),在使用和維護(hù)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

①經(jīng)常檢查油箱中油面高度,保持有足夠的油量。

②在工作過程中,油液會(huì)損耗,必須及時(shí)補(bǔ)充新的同規(guī)格油液。

③即使在最低油面時(shí),吸油管1:3和回油管口也應(yīng)保持在油面以下。

④使用性能良好的密封件,失效的密封裝置應(yīng)及時(shí)更換,管接頭及各接合面處的螺釘都要擰緊。

⑤在使用中盡量防止系統(tǒng)中各處的壓力低于大氣壓力或形成局部真空。

⑥在更換油箱中的油液后,應(yīng)開動(dòng)機(jī)器循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)幾次,以排除系統(tǒng)中的空氣。

⑦油泵驅(qū)動(dòng)軸的密封應(yīng)良好,要注意更換該處油封時(shí)應(yīng)使用“雙唇”正品油封,不能用“單唇”油封代替,因?yàn)椤皢未健庇头庵荒軉蜗蚍庥?不具備封氣的功能。

2.4.2 防止水入侵液壓系統(tǒng)

油中含有過量水分,會(huì)使液壓元件銹蝕、油液乳化變質(zhì)、潤滑油膜強(qiáng)度降低,加速機(jī)械磨損。除了維修保養(yǎng)時(shí)要防止水分入侵外,還要注意儲(chǔ)油桶不用時(shí),要擰緊蓋子,最好倒置放置;含水量大的油要經(jīng)多次過濾,每過濾一次要更換一次烘干的濾紙,在沒有專用儀器檢測(cè)時(shí),可將油滴到燒熱的鐵板上,沒有蒸氣冒出并立即燃燒方能加注。

3 總結(jié)

液壓系統(tǒng)污染控制貫穿于整個(gè)日常維護(hù)、保養(yǎng)過程,特別是在環(huán)衛(wèi)設(shè)備方面污染尤其突出,要求操作者和修理人員在每一步都要考慮到保潔措施,最大限度降低系統(tǒng)污染對(duì)液壓設(shè)備的危害,確保液壓系統(tǒng)能夠安全、可靠地運(yùn)行。