船舶液压系统的污染控制
2010年3月19日

摘要：液压油在船舶液压系统中具有重要的作用，液压油污染会给液压系统带来严重后果。文章介绍了液压系统污染的种类和危害，提出了几种污染的控制方法。

关键词：液压油 液压系统 污染控制

以液体作为介质，传递和转换能量的液压传动的诸多优点现已被各行业认可和采用。随着液压传动设备在船舶上的广泛应用，液压系统的液压油污染控制问题也日益突出。在实践中由于液压系统的液压油污染而出现的故障占总故障的70%左右。液压系统的液压油污染将会导致系统动作失灵，使用寿命下降，管路泄露，甚至引发严重的船损事故。为此，分析液压油的污染原因，寻求解决控制措施，对保护设备完好率，提高系统运行可靠性，降低设备故障率等具有十分重要的意义。

1液压油污染的原因及途径

1.1外部原因

所谓外部原因就是外部物质(灰尘、固体颗粒等)进入液压油而造成系统污染的原因。

1.1.1固体污染

1)油液在储存运输过程中，经过多次转换驳运，一些金属和橡胶颗粒进入油液而造成固体颗粒污染；

2)液压系统设备在制造、组装过程中不可避免的会有部分固体残留物留在液压系统内部。如液压元件加工成型后，这些元件内部就会积有铸造沙，金属切削和淬火盐等脏物；

3)液压系统需要用管道连接起来的，管道连接一般需要焊接加工，焊接加工所产生的焊瘤和焊渣等。

1.1.2液体污染

液体污染源主要是水。另外还有储运过程中容器内不同型号的液压油残留油液及液压油更换过程中留在液压系统内变质的油液等。水污染的主要来源有：

1)油液在炼制过程中脱水不彻底；

2)油箱内壁结露；

3)检修时带入的水；

4)对于设有冷却器的系统，冷却器漏泄等。

1.1.3气体污染

气体污染主要是指空气污染。造成空气侵入液压系统的原因主要有以下几方面：

1)吸油管密封不良，或系统在吸油阶段由于漏泄造成油箱液面下降，滤油部分外露，泵在吸油过程中吸入大量空气；

2)由于吸油高度大、吸油管路细、阻力大、泵转速高、油箱透气性差、油泵补油不足、油液粘度大或滤网堵塞等原因，使油液不能充满泵的吸油空间，原溶于油中的空气分离；

3)当系统停止运行时，局部漏油形成真空，外部气体从密封不严处渗入；

4)液压油常温下一般溶有8%-9%(体积)的空气，当液压油通过节流阀时，油压突然下降，溶在油中的空气很快的释放，形成泡沫进入油箱，再进入循环。

此外，导致空气进入的原因还有蓄能器气动系统串气，漏气；油涡流强，油流冲击油箱油液，使空气混入；另外还有油液本身理化指标不合格，抗泡沫性和空气释放性不达标，使溶入的空气不能及时释放等。

1.1.4无形物质污染

如辐射、静电、磁性、热能等将形成无形物质污染，但此种污染对液压系统的污染并不十分明显，但也应适当加以防止。

1.2内部原因

所谓内部原因就是指液压油本身劣化而造成污染的原因；此种原因多在液压系统长时间工作后出现。具体原因有：

1.2.1液压油高温造成油液氧化变质

液压油使用过程中高温氧化，氧化产生的酸性物质会破坏液压油中的各种添加剂，从而使液压油的理化指标下降，而劣化变质造成污染。造成液压油高温的主要原因有：

1.2.1.1功率过大：

1)内漏泄严重；

2)机械磨损严重。如泵、马达磨损或损坏，安装、制造精度差，联轴节对中不良，轴承损坏或负荷过大等；

3)流阻损失过大。油压流动过程中的摩擦也会导致油温升高；

4)溢流阀定值太高；

5)发生气穴现象。

1.2.1.2散热不良：

1)冷却器效能差；

2)油箱太小或油少；

3)半闭式系统换油量太少。

1.2.2生物化学和机械原因使油液乳化变质

液压油中难免有微生物存在，在适宜的环境中，微生物活动将加剧。微生物的活动将使液压油分解为水、酸、盐等。水溶于基础油中而造成乳化，酸将破坏抗乳化剂，加速乳化。此外，微生物残骸之类的沉淀物质也将污染液压油。

系统中的化学物质，在水、空气、铜、铁等的媒介作用下，使油液变质生成氧化物和树脂油垢等污染物。

机械运动也将加速油液的乳化。如工作过程中，油液的搅拌，油流过液压元件的摩擦和挤压，不断破坏优质的油基因，都将加速乳化。

2污染对系统的危害

2.1对整个系统的危害

由于液压油中的污染物会部分或全部堵塞液压元件的节流孔或节流缝隙，从而会改变液压系统的工作性能，引起动作失控，甚至xx失灵。当污染颗粒嵌入阀的滑动面之间就会造成阀芯与阀体之间的摩擦力增大，反应迟钝，运动响应变差，甚至阀芯被卡住。

在污染物中，金属颗粒约占75%，尘埃约占15%，其他杂质如氧化物、纤维、树脂质等约占10%。固体颗粒危害{zd0}，1毫克的污染物可能有100万个10微米以上的颗粒，这些固体颗粒会加速液压元件的磨损，因而可称为“磨损催化剂”，并且这类颗粒造成的磨损碎屑又会产生新的碎屑物，产生典型的“磨损链式反应”。

磨损使液压元件的漏泄增加，造成控制阀流量放大系数增大及控制灵敏度下降，使液压泵、液压马达、液压缸的容积效率降低，控制系统刚性减少。

2.2对液压元件的危害

2.2.1固体污染物的危害

1)使泵的运动卡死或异常磨损，拉伤活塞杆，造成元件内泄增大，使用性能下降，甚至不能运行；

2)阻塞阀的间隙及阻尼小孔、节流口等，使阀芯卡死，造成阀工作不稳定，系统工作失灵；

3)过滤器的堵塞，导致异常振动和噪音，系统的工作不正常；

4)导致元件表面逐渐持续磨损，产生新磨损，混入油液中造成“磨损链式反应”，产生恶性循环，加速元件磨损，使用寿命下降。

2.2.2液体污染物的危害

液体污染物主要是水。液压油中的游离水能引起油中某些添加剂水解。水与液压油混合将使油乳化。此时，油的粘度降低，润滑性和抗磨性下降，油劣化变质。这将加速金属元件表面腐蚀磨损，降低使用寿命；油液的氧化与乳化将生成粘性胶质，引起阀芯迟滞和滤油器堵塞。

2.2.3气体污染物的危害

混在液压油中的空气在系统工作时，以气泡形式存在，并占据一定空间，改变油的压缩性，使其变为富有弹性的流体，从而使系统失去刚性和响应特性，并且促使油液氧化变质，降低润滑性。对液压元件的危害主要有以下几方面：

1)使阀、马达类元件产生气蚀，异常噪音，使元件效率及寿命降低；

2)使阀类元件的高流速部位发生气蚀，使金属腐蚀、元件振动；

3)使执行元件的控制位置不准确，响应性降低、产生爬行等。

2.2.4液压油劣化变质对液压元件造成的危害

液压油劣化变质后，将不能保持其原有的特性，粘度与防锈性能降低，油液乳化，消泡性降低，低温流动性变差，降低有效使用时间。变质后的液压油对元件的机械效率、容积效率、磨损、压力损失等性能及寿命都有很大的影响。氧化变质后产生的褐色胶状悬浮物，会把节流孔堵死或使阀芯胶着，使元件动作失灵，系统发生故障。

2.3液压系统油污染会造成严重的经济损失

液压油污染会使液压元件产生故障，造成停机，降低生产能力，增加维修费用，使元件报废，液压油大量损耗，从而造成严重的经济损失。

3液压系统液压油污染的控制

3.1控制工作油的温度

液压系统油温过高会给系统带来不利影晌，因此，对不同用途的不同工作条件的机器应有不同的允许工作油温(见表)。

液压设备名称
正常工作温度(℃)
{zg}允许温度(℃)

金属切屑精加工机床
35-50
55

数控机床电液伺服系统
35-50
55

金属切削粗加工机床
35-50
60

普通液压设备
35-60
65

采煤机
30-60
70

船用液压设备
35-65
95


3.2加强现场管理

加强现场管理是防止外界污染物侵入系统和滤除系统污染物的有效措施。

3.2.1检查油液的清洁度

轮机管理人员在检查设备的清洁度的同时，应检查液压系统油液的清洁度、油箱和过滤器的清洁度。若检查发现油液污染度超过了同类设备液压系统污染标准，应及时过滤或更换油液。

3.2.2定期对油液取样化验

应定期对油液提取油样，检查单位体积油样中颗粒的大小和数量或称重量。对正在工作的油液也应作定性定量的分析，以便确定油液是否需要更换。

3.2.2.1取样时间

1)对已经规定了换油周期的液压设备，可在换油前一周对该设备正在使用的油液进行取样化验；

2)对新更换的油液，经过1000h连续工作后，应对油液进行取样化验；

3.2.2.2取样方法：取样时，首先要把装油容器清洁干净，以确保化验数据准确。具体取样方法如下：

1)液压系统不工作时，可分别在油箱的上、中、下部各取相同数量的油样混合搅拌后进行化验；

2)液压系统正在工作状态时，可在系统的总回路管口取油样；

3)化验时所需要的油样数量，一般为300-500ml/次；

4)按油料化验规程操作，把化验结果填入油料化验单并存根。

3.2.3定期清洁滤芯、油箱和管道。

控制油液污染的另一个有效方法是定期xx附在滤网﹑滤芯﹑油箱及元件内部的污染物。在拆装元件﹑管子时注意清洁，对所有油口都要加堵头或塑料布密封防止污染物侵入系统。

3.2.4油液过滤与使用

油液使用寿命或更换周期取决于很多因素，其中包括设备周围的环境和设备的维修保养。液压系统对油液的过滤精度和对油液允许的污染度等因素，过滤是控制油液污染的重要手段，它能强迫滤出油料中杂质颗粒，以保证油液的清洁度。

控制液压油污染涉及面很大，首先是主管轮机员要高度重视这项工作，且需要将控制油液污染列入日常管理工作中去.在实际工作中应根据现场的具体情况，通过实践积累经验以决定用哪种方法去处理液压油的污染。

4结束语

船舶液压系统液压油污染控制越来越显得重要，污染控制以预防为主，即尽可能的切断污染途径，来减少污染可能性，降低液压系统故障，这就需要轮机管理人员做好各方面的日常管理工作。



作者：姜世勋 孟相全  来源：天津航海