冶金机械液压系统的污染与控制研究

冶金机械液压系统的污染与控制研究

液压系统污染会导致系统运行不稳定，实践证明，70%～80% 的液压系统故障都是由液压系统污染造成的，它对整个系统会造成极大的危害。本文针对冶金机械液压系统的污染，着重分析了污染原因及危害，提出了具体控制措施，以确保液压系统的正常运行，希望对今后冶金机械液压系统的稳定运行有着一定的借鉴作用。

标签：液压系统冶金机械液压油污染控制

1引言

冶金机械液压系统设备的运行周期长，工作环境复杂，因此其日常维护和保养工作任务艰巨、技术难度大。冶金机械系统一般都是在户外进行作业，环境状况较差，而且冶金机械常年保持高速运转状态，超高的负荷较易引起高压、高温。同时户外作业也会使得冶金机械处于高粉尘的环境下。所以在对冶金机械液压系统进行安装、运行、调试和保养时，系统中的油液物质很容易被污染，发生化学变化，导致质变。液压系统污染物的产生主要存在于制造和安装过程。在该过程中，产生的污染物主要包括隐藏在液压系统内部的一些污染物和液压系统在工作过程中产生的污染物。其中，隐藏在液压系统内部的污染物主要包括切屑、氧化皮、焊渣、锈渣以及纤维等残留物，对系统危害很大。在实际的生产过程中，对冶金机械设备及其液压系统的维护，都停留在重使用轻保养的层面上。因此，在对污染物进行控制的时候，对污染物的检测和控制要贯穿到全过程中。

2液压系统污染的原因

液压系统中的污染物主要是指混杂在油液当中的各类固体颗粒、水、空气、质变化学成分和微生物等。主要原因有以下三个方面：

（1）系统生产过程中产生的污染物

冶金机械的最重要组成部分是冶金机械液压系统，其工作环境复杂，绝多数都是在重载、高压、高温的条件下运行，高压、重载使得液压油剥落金属表面颗粒，密封元件的老化加速，产生金属与非金属颗粒污染。而高温致使液压油液产生化学质变，腐蚀金属表面，产生金属颗粒、锈滓。润滑不良，产生部分磨料。

（2）系统自身制造过程中遗留的污染物

对于冶金机械液压系统来说，它的生产过程也是一个及其复杂的过程，先后要经历生产、组装、运输、仓储以及销售等阶段。在这些阶段中，系统本身就会产生一些污染物。这些污染物包括毛刺、碎屑子、沙粒、废料、棉布纱料布以及冲洗液体等等。对于冶金机械而言，在整个机械的构件中经常性的会因为某些零部件的不干净，造成整个液压系统的污染，进而造成整个冶金机械的系统性故障，

影响整体机械的运行效率。

（3）来自外界的污染物

对于冶金机械来说，在其液压系统的使用过程中，例如我们在进行活塞的往复运动、向系统注入系统油液等的过程中，经常性的会有很多微小的粉尘粉粒颗粒随之进入机械中的液压油中。此外还有一点，我们在对冶金机械的系统的保养和日常维护中，经常性的也会因为相关机械操作人员的在操作过程中的不规范以及疏忽等原因，将阀体以及密封件等带进去的棉纱等各类污染物掉进油液系统中。这也是导致污染的一个重要原因。

3液压污染的主要危害

3.1固体颗粒

固体颗粒污染物主要有橡胶颗粒、金属颗粒、沙粒、积碳和纤维等物质。这些颗粒大部分是硅、铝等氧化物和金属，具有很高的硬度，由于固体颗粒危害性最大、分布范围最广，所以在所有的污染物中它是降低元器件使用寿命和可靠性以及引发系统故障的最主要原因。固体颗粒污染物会加速油液变质、造成磨料磨损、堵塞、淤积和卡滞等危害。

3.2水

液压系统油液中的水主要来自水循环冷却的工作环境和潮湿的空气。水污染的危害主要表现在：（1）水使油液乳化和氧化，还与添加剂发生化学反应，产生胶质和沉淀物，导致油膜强度下降，使润滑性能受损。同时也给微生物繁衍创造条件，致使油液氧化变质的速度加快（2）油液当中的金属氯化物、硫化物与水作用产生各类酸性介质，将元件表面腐蚀（3）游离水遇低温物理结冰会阻塞间隙、小孔、油滤器。

3.3空气

相比较如水，空气更加容易进入到液压系统中，它在液压系统主要以游离状态、溶解状态两种方式存在。溶解状态下的空气对系统的影响一般不大，产生危害的主要是游离状态的空气。它会降低系统液压油液的体积弹性模量与刚性；会产生气蚀和气阻等。

4液压系统的污染控制

4.1对过滤器进行科学的选择与使用

在机械的设计阶段，综合机械的工作环境，选用的过滤器精度需恰当。不要过高避免浪费，也不能过低达不到使用要求。若想液压系统的工作效率高、稳定性好并切实可靠，就必须有一个良好的控制污染度的系统。

（1）在设计的时候，对于一般的液压系统，它的过滤器采用的过滤精度应为20μm。而电液伺服系统，过滤精度则是10μm ；

（2）对于液压系统，选用性能较高的过滤器是很有必要的，过滤的过程中，可以采取分级过滤。同时，为了防止过滤器因堵塞而变形，还需要进行定期的更换；

（3）过滤器选好之后，接下来就是按照要求在机械上正确的安装过滤器。把过滤器安装在吸油回路上是最常规的方式。因为这样可以较大程度地清除即将进入但还未进入到泵中的污染物。液压系统如果有较高的精度要求，还可以采用在吸油回路预装一个粗滤器并在机械液压管路上面再设置一个精滤器的方法来实现。

（4）将液压系统并联使用效果更好。将液压系统并联后，经过每一个过滤器的液体流量就会变小，这样，液压系统的清洁程度就会得到提高。

4.2液压系统制造和安装阶段的污染控制

（1）在现代液压系统中，电液伺服绝大部分采用的材料都是不锈钢材质的无缝式钢管，它最独特的一点就是钢管之间的连接不能够使用螺纹。为了除去管道内壁上的赃物，弯头和钢管等均要放在氢氟酸和硝酸的混合液中进行清洗。管道不用砂轮切割，而是采用锯割的方式，目的是为了减少砂轮粉末的产生。在焊接的时候，最好可以使用氩弧旱接，这样可以减少熔渣，还有要在不锈钢管端处打好坡口，毛刺要去掉并且需处理干净。

（2）在液压油管拆除时，接头的开口必须保持朝上。同时还要用堵头将接头堵住，这样可以有效地防止液压系统中的油液流失。

4.3加强对液压系统使用的护理与保养

（1）对新油液的污染加以控制。对新油的检测表明，一般的污染度都会不会超过NAS10 级，而电液伺服系统的硬性要求则是不能低于NAS6 级。所以，在注加油液之前，首先要使用精细的过滤车对所用燃油进行三层过滤，使其标准能够达到电液伺服阀NAS6 级。这不但可以最大程度的降低电液伺服阀清洗和更换的频率，还能使设备稳定的运行。

（2）控制液压油液的工作温度。液压油液的工作温度过高会加速其氧化变质产生各种生成物，导致金属的磨损加剧，同时也会使密封件发生物理变化，产生变形以及老化，引起泄漏和污染，缩短它的使用期限。所以一般情况下油液的最高使用温度不得以超过55℃。

（3）在对系统进行清洗的时候，可以采用离线循环冲洗的方式。在循环冲洗离线的时候，首先要断开电液伺服阀等部件，直接连通硬管和软管。再打开泵，