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浅谈液压油进水的原因、危害及处理办法

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在工业飞速发展的现今,液压系统作为驱动或润滑装置在工业领域广泛被运用;但液压系统工作介质进水问题,往往不易被发现或者说最容易被广大用户忽视。此现象在运行与巡检中也具有很大的隐蔽性。现就液压油进水的原因、危害及处理办法浅谈如下。

一、我国工业领域内液压现状

比如立磨磨辊加载系统、篦冷机液压系统:

1、当液压系统保压性能降低或者润滑效果不好以后,维护人员往往习惯性的找泵、阀的问题。多数情况下认为阀或泵被研磨后,间隙变大后造成保压能力下降。更换新阀或泵备件后,发现保压能力提高,润滑效果暂时恢复。由此更加误认为是泵阀的问题;

2、过一段时间后发现液压系统保压又差了,液压系统的泵组又频发补压造成油温升高;甚至液压控制系统油温报警停机,耽误生产持续进行。

用户一般又重复购买新阀或泵更换来维持保压情况。那么问题来了,比如油缸活塞和轴端压盖部分密封的研磨情况却没有改善,直到油缸外漏明显了或者内漏保压不好后才提出更换备件、维修油缸等改善措施。这样情况下的维护费用比较高、时间周期比较长。很少有用户定期抽样检测油液的黏度和清洁度,即含杂质和水分程度,是否在国标允许的范围。

二、水是如何进入液压系统的

液压系统必须是一个开式系统。泵组要吸油,必然跟大气压保持通畅。此时的空气滤清器就类似人的“鼻子”一样。液压系统为了维持液压黏度及流动性,需加热器和继电器控制来保持工作介质在适宜的工作温度。一般都装有自动启停加热的加热器。维持液压油的工作温度一般是35~45°左右。

在雨季比较长的南方的地区,气温高且气压低、空气湿度大的天数比较多。如果外界的空气温度低于这个范围的时候,油面上空间的空气就会因为存在温差而液化成水珠、挂在油箱侧壁和顶部。当水珠的重力大到无法克服表面张力的时候开始滑落或者往下滴,进入工作液压油里面。北方冬天空气比较干燥,但是夏秋天雨水多的时候,空气也会出现湿度大的时候,也一样有上述问题。空气里面的水分液化也有正向和逆向的情况。示意图如下所示:


三、水在液压油里面的存在状态

液压系统进水分的现象,很具有隐蔽性和难以发现而被维护人员忽略。原因如下:

1、水在烃内的溶解度很低。因烃类分子比水分子大得多,偶极矩特别低、极化性很弱。水与烃分子之间没有氢键,它们之间的吸引力仅靠诱导力和分散力(芳香烃和不饱和烃例外)。它们的分子能在一定限度内与水分子缔合。溶解在烃内的水分并不离解为离子,而是位于烃分子之间、处于单个分子状态。在大多数烃内并不缔合,一直到达到饱和度为止。水在液压油中的溶解度主要受外部因素温度、湿度以及压力等的影响。水的溶解度一般与以上参数成递增关系。

2、游离水在液压油中呈现第二相。游离水与油品中的溶解水呈平衡状态。水滴呈不同粒度大小,状态很不稳定,在各种力的作用下,表现为悬浮、互相缔合或逐渐沉降以及沉淀水等状态。液压泵打出液压油时候,油水充分的混和后,游离水珠被乳化膜包围时就形成了乳化水。乳化水会相对稳定地存在。但是从油箱侧壁的油标里面,往往会发现下层是透明的水层,上层是微黄亮的液压油。


四、水分对液压系统的危害

当液压油的水分含量超标后,有如下几个方面的危害:

1、液压油的黏度逐渐降低,造成液压系统不保压;保压性能降低后,系统会出现频繁补压会造成油温升高,当达到报警临界值后系统故障停机;影响液压系统和整个系统持续稳定正常工作,进而影响液压系统驱动的设备工作稳定性降低,产量降低;

2、黏度降低到超标值后的液压油,对泵阀的润滑效果降低;造成泵阀研磨加剧,研磨下来的颗粒物进入液压油造成污染后,继续加剧泵阀、油缸等液压工作组件的研磨;极大的缩短液压件的工作寿命,提高了备件更换频率,增加了更换的人力和备件费用成本;

3、黏度降低到一定程度的润滑油的润滑效果逐渐变差。例如减速机表现为油温升高,表现出来水冷却器冷却效果达不到的假象。例如立磨的行星齿轮、推力瓦研磨加剧。润滑油的颜色由无色明透亮逐渐变黄、逐渐变深、浑浊到变黑。再如磨辊轴承的温升升高,可能出现轴承局部因为温度过高,轴承掉皮、掉块或者炸裂的现象出现。极大的缩短了减速机或者磨辊轴承的正常使用寿命。耽误设备正常生产。加大了人力和备件费用成本、损失了产品生产产量;

4、随着液压系统进入水分量的增加,在泵入口处或者其它低压部位造成腐蚀,严重影响工作装置的液压压力,造成局部无力、废油等故障;大量的水分进入液压系统,还会锈蚀金属部件;产生的浮锈溶解于油里面,进一步污染液压油,进一步威胁液压系统的安全。这就是为什么检修液压阀或油缸分解时候,发现阀体腔内壁,油箱底部或油缸活塞底部有锈蚀的根本原因。

5、液压油随着金属颗粒物(四氧化三铁形式)增加,油液颜色变黄到黑,也有因为锈(三氧化二铁)引起的变化黄或者铁红色等。

五、解决办法

液压油进水的问题解决办法,大致有如下几种:

1、停机静置液压油,让分层。从油箱的底部排污阀,放出水层;其它位置的液压油,采用拆解端口后吹扫排除,再烘干后除去。

2、少许进水的液压油还可以使用带有除水剂的过滤器清除。

3、最经济和实用的办法是使用高真空滤油机,采用真空的办法彻底出除水分到国标范围内,同时高真空滤油机还具有精过滤液压油里面的颗粒物到液压系统规定的范围内功能。比如NAS1638-5、9、10级等确保液压系统的工作介质的清洁度,在允许的范围内。

(作者:tim302 飞翔的云)