［摘 要］液壓系統(tǒng)的污染與控制是一個(gè)復(fù)雜的工程，任務(wù)重，技術(shù)難度大，為保證冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行，應(yīng)合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)和安裝，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都要加大檢測(cè)力度，盡可能地控制污染物的產(chǎn)生，降低液壓系統(tǒng)的污染，提高機(jī)械設(shè)備的服務(wù)年限，降低維護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

［關(guān)鍵詞］污染 液壓系統(tǒng) 控制 冶金機(jī)械

中圖分類號(hào)： TF3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

1.冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)污染的主要原因及危害

1.1 污染的主要原因

在液壓系統(tǒng)中，液壓油是主要的傳遞能量的工作介質(zhì)，同時(shí)還具備潤滑、密封和防銹等功能。液壓系統(tǒng)的污染也主要是指液壓油中混雜了各類固體顆粒、水、質(zhì)變化學(xué)成分、微生物等。其主要原因來自于以下三個(gè)方面：

（1）外界污染物的侵入

整個(gè)液壓系統(tǒng)在使用過程中，外界的粉塵顆粒會(huì)隨著往復(fù)伸縮的活塞桿、注入系統(tǒng)的油液或油箱的通氣孔等進(jìn)入液壓油中，或者因某些密封圈密封不嚴(yán)導(dǎo)致水等物質(zhì)進(jìn)入油液中。此外，在日常的維護(hù)和保養(yǎng)中，由于操作人員的疏忽，會(huì)將拆裝密封件、閥體等帶入的棉紗、橡膠等污染物掉入油液系統(tǒng)中，這也是引起污染的一個(gè)原因所在。

（2）系統(tǒng)制造污染物

液壓系統(tǒng)及其元件在制造、裝配、存儲(chǔ)、運(yùn)輸過程中,系統(tǒng)本身就存在的原始污染物, 如毛刺、切屑、飛邊、沙粒、磨料、焊渣、銹片、油漆、密封膠、纖維、沖洗液等。冶金機(jī)械當(dāng)中對(duì)于單個(gè)零、部件組成的液壓系統(tǒng), 則是由于零部件不潔而帶入的污染物。

（3）系統(tǒng)生成污染物

冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)大部分都是在高溫、高壓、重載的條件工作, 致使液壓油液高溫下產(chǎn)生化學(xué)質(zhì)變, 腐蝕金屬表面, 產(chǎn)生金屬顆粒、銹滓,潤滑不良, 產(chǎn)生部分磨料。而高壓、重載使得液壓油剝落金屬表面顆粒, 加速密封元件的老化, 產(chǎn)生金屬和非金屬顆粒污染。

1.2 危害的主要表現(xiàn)

通過以上分析，對(duì)液壓系統(tǒng)污染的原因有了初步的了解。這些污染在實(shí)際生產(chǎn)過程中會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生非常大的危害，直接影響到液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備的損壞。其危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）固體顆粒

固體顆粒通常為金屬和硅、鋁等氧化物，硬度較高，一般二氧化硅和三氧化二鋁的莫氏硬度可達(dá)7~9，對(duì)系統(tǒng)和元件的危害較大。據(jù)了解，液壓油液污染當(dāng)中, 金屬顆粒約占75%, 塵埃占15%, 其他雜質(zhì)占10%。在各種污染物中,固體顆粒分布最廣、危害最大, 是引發(fā)系統(tǒng)故障、降低可靠性和降低元器件使用壽命的最主要原因。因此, 污染控制的重點(diǎn)就是減少固體顆粒。固體顆粒污染物造成磨料磨損、淤積、堵塞、卡滯和加速油液變質(zhì)等。其中，磨料磨損是冶金機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)中的一個(gè)嚴(yán)重問題, 是液壓和潤滑系統(tǒng)元件失效的主要原因,顆粒淤積是導(dǎo)致液壓系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的主要因素，油液中小顆粒濃度越高, 淤積現(xiàn)象就越容易發(fā)生,堵塞主要是指固體顆粒將節(jié)流孔、阻尼孔、噴嘴、過濾器等堵死, 造成流量減小甚至斷流, 危害很大?？饕侵篙^大的顆粒進(jìn)入運(yùn)動(dòng)副間隙并附在間隙入口附近, 造成上下間隙產(chǎn)生徑向不平衡力, 把閥芯壓向顆粒濃度高的一邊, 產(chǎn)生液壓卡緊現(xiàn)象。

（2）水和空氣

液壓系統(tǒng)油液中的水主要來自潮濕的空氣和水循環(huán)冷卻的工作環(huán)境。水污染的主要危害包括引起腐蝕、加速油液變質(zhì)和低溫結(jié)冰等三個(gè)方面。在液壓系統(tǒng)中，空氣的存在形式有兩種：溶解狀態(tài)和游離狀態(tài)。處于溶解狀態(tài)的空氣通常不會(huì)影響系統(tǒng)工作?？諝鈱?duì)液壓系統(tǒng)的危害主要來自于游離狀態(tài)的空氣，產(chǎn)生的主要危害包括：①產(chǎn)生氣蝕，破壞元件材料表面，并引起系統(tǒng)振動(dòng)和噪音,②降低液壓油液的體積彈性模量和剛性, 使系統(tǒng)響應(yīng)特性變差,③產(chǎn)生氣阻。液壓泵工作時(shí), 吸油腔是低壓區(qū), 處于游離狀態(tài)的小氣泡體積會(huì)急劇膨脹, 處于溶解狀態(tài)的空氣也會(huì)析出來, 把吸油腔充滿, 造成氣阻。

2.液壓系統(tǒng)的污染控制

液壓系統(tǒng)的污染有內(nèi)外因兩種因素造成。內(nèi)因是系統(tǒng)使用過程中的正常損耗，只能通過技術(shù)改進(jìn)等方法進(jìn)行降低，但不可能完全消除。

（1）合理選用過濾器

在液壓系統(tǒng)中，合理選用過濾器是控制油液污染的主要措施，對(duì)于頻率響應(yīng)快、系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性好的液壓系統(tǒng)，需要有一個(gè)好的污染度控制系統(tǒng)。不但要選用精度高、流量大的過濾器，而且在過濾器的安裝過程中，其安裝位置是否合理，采取哪種接入方式等都會(huì)影響到液壓系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。通常，過濾器安裝在吸油回路，以清除進(jìn)入泵以前的污染物。對(duì)高精度要求的液壓系統(tǒng)，可在吸油回路安裝一個(gè)粗濾器，在液壓管路上設(shè)置一個(gè)精濾器，關(guān)鍵性元件還要在進(jìn)油口前設(shè)置過濾器。過濾器并聯(lián)比串聯(lián)的使用效果要好，因?yàn)椴⒙?lián)后流經(jīng)每個(gè)過濾器的流量就相應(yīng)減少，從而能提高系統(tǒng)的清潔度。

（2）制造安裝過程污染控制

①電液伺服系統(tǒng)一般多采用不銹鋼無縫鋼管，管子之間的連接盡量避免螺紋連接，不銹鋼管及不銹鋼彎頭等附件要用硝酸與氫氟酸的混合酸洗，以清除管道內(nèi)壁的污染物。管道分段采用鋸割，不準(zhǔn)采用砂輪切割機(jī)，以防止砂輪粉末殘留在管道內(nèi)。焊接將不銹鋼管端打好坡口，銼去毛刺并吹干凈，并采用氬弧焊，防止焊縫熔渣。②液壓油管拆裝時(shí)，應(yīng)將管接頭開口朝上，用堵頭堵住以防止液壓油流失和污染物的侵入。

（3）液壓油的維護(hù)與保養(yǎng)

經(jīng)過一段時(shí)間的使用，液壓油必然會(huì)劣化變質(zhì)，主要表現(xiàn)在：密度增加、閃點(diǎn)下降、顏色變深、渾濁、粘度變化、殘?zhí)荚黾印⑺嶂翟黾拥?。這時(shí)必須更換液壓油以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。目前確定液壓油更換周期有以下三種方法：①根據(jù)經(jīng)驗(yàn)換油。由于操作者經(jīng)驗(yàn)不同，得出的結(jié)論不夠科學(xué)。②定期更換。避免了人為因素干擾，但成本過高。③定期取油樣化驗(yàn)，監(jiān)測(cè)相應(yīng)指標(biāo)以確定是否更換，目前應(yīng)用的分析方法主要有：光譜分析、鐵譜分析、紅外光譜分析等。這種方法科學(xué)、簡便，是當(dāng)今檢測(cè)液壓油質(zhì)量的主要方法。對(duì)新油液的污染控制。在加入新的油液之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，并且經(jīng)過三級(jí)過濾，使油液的污染物符合電液伺服閥NAS6級(jí)的要求。對(duì)新油液的污染控制，能夠有效地降低電液伺服閥更換和清洗的頻率，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性。對(duì)設(shè)備進(jìn)行循環(huán)沖洗，一般有離線和在線兩種狀態(tài)。離線沖洗時(shí)，要將電液伺服閥與其他的液壓部件進(jìn)行斷開，同時(shí)連接軟管和硬管，利用過濾器對(duì)管路進(jìn)行循環(huán)沖洗。在線沖洗則是當(dāng)液壓系統(tǒng)滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以將電液伺服閥和其他的液壓部件接入到系統(tǒng)中，進(jìn)行循環(huán)沖洗。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，注意做好降溫工作，避免油溫過高。如果液壓油液的溫度過高，容易造成金屬磨損程度的增加，導(dǎo)致部件老化速度的加快，同時(shí)也容易產(chǎn)生液壓系統(tǒng)的泄漏和污染。通常情況下，工作油溫保持在55℃以下為宜。對(duì)于發(fā)生磨損的元件要及時(shí)更換，避免元件與活塞之間存在縫隙，造成污染物的侵入和油液的外泄。定期對(duì)油箱進(jìn)行清洗，并且更換濾油器，將油箱內(nèi)的油污清除，防止外部的污染物進(jìn)入到油箱中。

結(jié)論

液壓系統(tǒng)污染是液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定運(yùn)行的主要原因，本文通過對(duì)液壓系統(tǒng)污染的原因及危害進(jìn)行分析，介紹了液壓系統(tǒng)污染的主要原因，同時(shí)提出了控制液壓系統(tǒng)污染的具體措施，對(duì)確保今后冶金機(jī)械設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行具有一定的參考價(jià)值。

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