李懷遠(yuǎn) 左紅穩(wěn) 趙天翔 曹新玉

摘 要：液壓機(jī)械在現(xiàn)代船舶上應(yīng)用日益廣泛，液壓油作為液壓系統(tǒng)的血液至關(guān)重要。在液壓裝置中，液壓油不僅用來傳遞液壓能，也起潤滑、散熱和防銹作用。其性能對(duì)液壓裝置的工作性能和使用壽命有重要影響。液壓油系統(tǒng)是否能正常工作也取決于液壓油的粘度、溫度，其防銹性和抗氧化性都有相當(dāng)嚴(yán)的要求。該文從對(duì)液壓油的污染、危害和管理等幾個(gè)方面進(jìn)行了分析探討。合理地使用與管理，有效預(yù)防在液壓油儲(chǔ)存、搬運(yùn)、加注過程中的污染，對(duì)增長液壓油的使用壽命都起著關(guān)鍵的作用。

關(guān)鍵詞：液壓油 污染 管理

中圖分類號(hào)：TH13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）01（c）-0044-02

在現(xiàn)代船舶上，船舶機(jī)械所用動(dòng)力可分為氣動(dòng)、蒸汽、電動(dòng)和液壓等多種。氣動(dòng)機(jī)械雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無污染，但因漏泄多且效率低，僅用于小功率機(jī)械；蒸汽機(jī)械因散熱損失大和管理不便已基本不用。由于液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)多，在現(xiàn)代船舶上液壓機(jī)械作為電動(dòng)機(jī)械的主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，應(yīng)用廣泛。例如舵機(jī)、減搖鰭、吊車、可調(diào)距螺旋槳和水密門啟閉裝置等等。然而，在液壓系統(tǒng)中，液壓油不僅起液壓動(dòng)力傳遞作用，也起潤滑、冷卻作用，同時(shí)還起抑制腐蝕和防銹蝕作用。如果說液壓泵是整個(gè)液壓系統(tǒng)的心臟的話，那么液壓油就是整個(gè)液壓系統(tǒng)的血液，它不僅影響液壓系統(tǒng)的工作性能和液壓元件的使用壽命，而且直接關(guān)系到液壓系統(tǒng)能否正常工作。因此，船舶機(jī)械液壓油在粘度、防銹性和抗氧化性上有著相當(dāng)嚴(yán)格的要求，并且在液壓油的選用和管理方面也必須遵循相關(guān)的原則。只有選用合適的液壓油，進(jìn)行嚴(yán)格的管理，這樣才能保證液壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定，從而才能保證船舶液壓機(jī)械的正常工作，保證船舶的使用安全。

1 液壓油污染的主要形式

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，液壓系統(tǒng)的故障約有70%是由于液壓油的污染引起的。因此，要管理好液壓油，分析液壓油污染的原因，有效地控制液壓油的污染是十分重要的。在使用初期故障率高可能是由于設(shè)計(jì)、制造、安裝問題和初始污染等造成，而進(jìn)入穩(wěn)定工作后則故障率降低并維持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值，但進(jìn)入磨損極限區(qū)后，故障率曲線又顯著上升。而對(duì)液壓油污染的嚴(yán)格控制，將能顯著地延長它的穩(wěn)定工作期并使后期故障率降低，大大延長液壓裝置的使用壽命和降低維修費(fèi)用，減少突發(fā)事件造成的危險(xiǎn)和重大的損失。但我們?cè)S多的管理人員，對(duì)液壓油的污染控制根本不重視，更沒有什么正規(guī)的檢驗(yàn)和更換制度，所有的管理工作僅僅是在油箱油少時(shí)補(bǔ)一些油而已，幾乎沒有什么其他的管理措施。

1.1 固體污染

液壓元件（如：泵、馬達(dá)和閥）大都是由鑄件或其他毛坯件經(jīng)過機(jī)械加工而成的，因此在這些元件內(nèi)就必然會(huì)積有鑄造砂、金屬切屑和淬火鹽等臟物，還有在裝配液壓系統(tǒng)時(shí)各個(gè)元件是用管道連接起來的，一般需要進(jìn)行焊接加工，而焊接后會(huì)產(chǎn)生焊瘤和焊渣；油箱通常也是焊接構(gòu)件，由于長時(shí)間的存放這些構(gòu)件也會(huì)生銹；新的液壓油也并不是十分潔凈的，在制造、儲(chǔ)藏、輸送和灌裝等環(huán)節(jié)中，多少會(huì)含有或混入一些故態(tài)雜質(zhì)；在液壓系統(tǒng)內(nèi)潔凈的油液也不能永遠(yuǎn)保持潔凈，這是因?yàn)樵谝簤焊字\(yùn)動(dòng)或溫度變化時(shí)會(huì)引起油的膨脹和油的漏失，并因此而造成油箱中的油面晃動(dòng)產(chǎn)生空氣交換，于是，塵埃會(huì)進(jìn)入油箱和油液中；另外，在允許使用條件下，泵工作會(huì)出現(xiàn)金屬接觸，在正常運(yùn)行時(shí)相互滑移的零件將會(huì)產(chǎn)生磨損，磨損產(chǎn)物會(huì)使磨損進(jìn)一步加劇，使油液中的污染物越來越多。當(dāng)液壓油污染嚴(yán)重時(shí)，將會(huì)使液壓系統(tǒng)的工作性能變壞，故障頻繁，液壓元件磨損加劇，壽命縮短，甚至損壞。這些危害主要是由污垢顆粒造成的。對(duì)于泵類元件來說，污垢顆粒會(huì)使泵的滑動(dòng)部分（如葉片泵中的葉片槽、轉(zhuǎn)子端面和配流盤；齒輪泵中的齒輪端面、側(cè)板和殼體；柱塞泵中的柱塞和缸孔、缸體和配流盤、滑履和斜盤等）磨損加劇，縮短泵的壽命；對(duì)于閥類元件來說，污垢顆粒會(huì)加速磨損，引起震動(dòng)，使閥芯卡緊，把節(jié)流孔或阻尼孔堵塞，從而使閥的性能變壞或動(dòng)作失靈；對(duì)于液壓缸來說，污垢顆粒會(huì)加速密封件的磨損，使泄漏量增大。根據(jù)有關(guān)資料表明：5～15 μm的固體雜質(zhì)就會(huì)造成閥件卡緊和小孔堵塞；10～30 μm的顆粒會(huì)造成動(dòng)力元件（泵、馬達(dá)）磨損，其中軸向柱塞泵因平面配油、油膜較薄，10～15 μm的顆粒就會(huì)造成磨損；造成徑向柱塞泵或葉片泵磨損的分別是15～25 μm和20～30 μm的固體顆粒。固體雜質(zhì)還會(huì)引起密封元件的磨損和堵塞濾器引起吸空。另外，機(jī)械雜質(zhì)在油溫過高還能表現(xiàn)出對(duì)油液的強(qiáng)烈的催化作用，使油液氧化變質(zhì)。

1.2 水污染

水混入液壓油的來源可能是油箱內(nèi)結(jié)露，或者是補(bǔ)油和檢修時(shí)不慎帶入。有的系統(tǒng)設(shè)有水冷卻器，萬一泄漏會(huì)使大量的水進(jìn)入液壓油中。當(dāng)液壓油中含有水份時(shí)，因?yàn)橐簤河偷奈柡投葍H為200～300 ppm，所以系統(tǒng)侵入的水份很容易以游離狀態(tài)存在，這種游離狀態(tài)的水經(jīng)過泵時(shí)，被激烈的攪動(dòng)，形成乳化狀，降低了油液的潤滑性能。此外，油液中的氧化物和固體顆粒以及某些添加劑有促進(jìn)乳化液穩(wěn)定的作用。水還與添加劑中的金屬硫化物和氧化物作用產(chǎn)生酸性物質(zhì)，對(duì)元件產(chǎn)生腐蝕作用。經(jīng)驗(yàn)表明：當(dāng)油液中同時(shí)存在固體顆粒污染物和水時(shí)，水對(duì)元件的腐蝕作用比水單獨(dú)存在時(shí)要嚴(yán)重得多，水還能夠加速油液的氧化。在低溫工作的條件下，水還可以凝結(jié)成冰粒，堵塞元件間隙小孔，引起系統(tǒng)故障。

1.3 空氣污染

在液壓系統(tǒng)中有過量的空氣也是一種污染。液壓油若長期暴露在空氣中，空氣融解量可達(dá)8%～10%。空氣在液壓油中的溶解度根據(jù)油種、系統(tǒng)的工作壓力、油溫的不同而不同，它與壓力成正比，與油溫成反比。當(dāng)系統(tǒng)工作壓力下降或溫度升高時(shí)，溶解在油液中的空氣就會(huì)分離出來成氣泡并被裹在油液中，運(yùn)行到壓力較高的地方就會(huì)爆破產(chǎn)生氣蝕和液體噪音，嚴(yán)重時(shí)損壞管路、閥體和油泵。當(dāng)油中混有空氣，會(huì)使油液的可壓縮性增大，在壓縮的過程中消耗能量。另外，空氣中的氧促使油液氧化變質(zhì)，使油液的潤滑性下降，酸質(zhì)和沉淀物增加。氣泡還會(huì)破壞運(yùn)動(dòng)件之間的油膜，加劇元件的磨損等。

2 液壓油氧化和污染主要危害

2.1 液壓油氧化的危害

液壓油的氧化會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸和污渣沉淀物，使油的黏度增加，潤滑性和抗蝕性變差；氧化產(chǎn)物可能造成通道堵塞和閥件卡阻，還會(huì)對(duì)氧化起催化作用。

2.2 液壓油污染的危害

液壓油的污染容易使閥件卡緊或孔徑淤塞，發(fā)生故障。大多液壓閥件的間隙比較小，油中的雜質(zhì)最容易使其卡緊；污染的油會(huì)使液壓泵、液壓缸和密封件磨損、擦傷，泄露增加，性能下降；堵塞濾器，使系統(tǒng)壓力下降，還會(huì)使系統(tǒng)發(fā)生“氣穴現(xiàn)象”。

3 關(guān)于液壓油管理的幾點(diǎn)建議

3.1 防止機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入液壓油

（1）按照說明書的要求正確選用合適的液壓油。

（2）選用合適的密封材料。

（3）盛油的容器要專桶專用，對(duì)油桶底部有油泥的需及時(shí)清潔晾干后再用，油液從系統(tǒng)中抽出更應(yīng)注意專桶專用。

（4）建立新油不干凈的概念，用前要檢測(cè)，確認(rèn)油液合格后方可充入系統(tǒng)使用。

（5）油箱最好做成封閉型，透氣孔要加裝空氣過濾器。

（6）新系統(tǒng)和修復(fù)后的初次充油的系統(tǒng)，清洗一定要徹底，并用新油循環(huán)沖洗2～3次，沖洗時(shí)應(yīng)采用流量較大的耐污染的泵，并且要將系統(tǒng)中的泵、馬達(dá)、油缸旁通繞過，沖洗的過程中要敲震管路。盡管如此，系統(tǒng)中還是不可避免地留下一定量的殘留物而污染液壓油，因此，初次充入的油樣要盡快更換，一般為使用期的一半時(shí)間。

（7）根據(jù)濾器前后的壓差及時(shí)清洗濾器。

（8）定期取樣化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

3.2 防止水分進(jìn)入系統(tǒng)

（1）油桶不能露天存放和放在相對(duì)濕度較大的地方，防止在溫度下降時(shí)濕空氣凝結(jié)成水滴漏入油桶，從而進(jìn)入系統(tǒng)。

（2）經(jīng)常檢查冷卻水系統(tǒng)，要經(jīng)常注意油箱油位的變化情況。

（3）注意油缸活塞桿處的密封，防止水分由此進(jìn)入。

3.3 防止氣體進(jìn)入油系統(tǒng)

（1）注意檢查吸油管路的密封，防止螺栓松動(dòng)使空氣被吸入。

（2）油箱的油位應(yīng)保持在規(guī)定的位置，防止油位過低使吸入管的油產(chǎn)生旋渦效應(yīng)攜帶空氣進(jìn)入泵內(nèi)。

（3）經(jīng)常檢查，杜絕管接頭、閥件出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，以免當(dāng)內(nèi)部管道出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，抽吸外部空氣進(jìn)入液壓油；泵的軸封的密封也應(yīng)加以注意。

3.4 嚴(yán)格控制工作油溫

將油溫控制在30 ℃～50 ℃之間。當(dāng)環(huán)境溫度低于5 ℃時(shí)，應(yīng)先啟動(dòng)電機(jī)一段時(shí)間后，等油溫升至15 ℃以上后才能讓系統(tǒng)投入工作。如環(huán)境溫度高于40 ℃，應(yīng)打開冷卻水系統(tǒng)，注意油箱油位的變化：油位增高則表明冷卻水漏入油箱，油位降低過快則表明系統(tǒng)有漏，要盡快排除。

3.5 避免長時(shí)間大負(fù)荷工作

防止運(yùn)動(dòng)因負(fù)荷過大而加劇磨損，導(dǎo)致污染滑油。另外，負(fù)荷過大也會(huì)引起壓力增大而使油液過熱現(xiàn)象，從而加劇油液的氧化作用。

4 結(jié)語

液壓油的選用應(yīng)遵循相關(guān)的原則，液壓油的污染對(duì)液壓系統(tǒng)的危害相當(dāng)嚴(yán)重，特別是船上的液壓裝置較多，例如像可調(diào)距槳、舵機(jī)、減搖鰭等設(shè)備操縱船舶的航速、航向，保證船舶安全航行，給船上的測(cè)量設(shè)備提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)，為船員創(chuàng)造良好的工作條件和生活條件。倘若液壓油受污染，后果不堪設(shè)想。因此，正確選用液壓油，提高管理人員對(duì)液壓油的管理水平是很值得重視的。

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