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船舶液压油污染的预防

  在船舶液压系统中,液压油不仅起着传递能量和信息的功能,也起着润滑、冷却的作用,同时还对机械的腐蚀和锈蚀起到抑制作用。液压油的品质和清洁度直接影响液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命。据有关资料表明,约有70%一80%的液压系统故障是由于液压油的被污染引起的。因此,东莞市捷承净化设备有限公司分析液压系统液压油被污染的原因及由此污染引起的后果是十分重要的。

  液压油污染主要来自于以下几个方面:

  (l)空气污染

  在液压油中,空气有两种存在方式,一种是空气溶解于液压油中,另一种则以气泡形式夹杂于液压油中。如空气溶解于液压油中,不会影响液压机械系统的工作,但如空气以气泡或气穴形式夹杂于液压油中,则液压机械就会发出噪声,液压系统功率降低,产生气蚀,引起液压油氧化、混浊、润滑性能降低等不良作用。

  “振华2”号是上海振华港口机械有限公司的特种叉装船,是由65000吨级的散装船改装而成的。船上配置有4台液压锚机、2台液压绞缆机。使用者在使用前均需从液压油箱中泵油至整个液压系统以驱赶空气,在油马达的最高处设有多个放气螺栓,一边以手摇泵泵油,一边从放气螺栓处拧松螺栓放气,直到放气螺栓处无空气放出时为止。如不泵油放气,则必然会在使用过程中出现上述不良现象,尤以噪声和振动最为突出,有时甚至会出现液压系统输出功率下降,因而引起不起锚,绞不动缆等严重后果,直接影响船舶的安全。所以防止空气侵人液压系统是液压设备管理人员应予高度重视的。

  在实际使用中,空气进人液压系统的途径主要有以下几点:

  ①吸油管路密封不好造成空气侵人;

  ②油泵轴封失效,使空气进人;

  ③油箱油位过低,在吸入管处油面上产生旋涡效应而携带空气进入泵内;

  ④油液中混有易挥发的物质,如汽油、乙醇、苯等,这些物质流动到低压区时挥发出来而形成气泡。

  (2)水污染

  正常的液压油几乎不含水,若进人水会起破坏作用。因为水的蒸汽压比矿物油的蒸汽压在同温度下大几千倍,所以水进人液压系统后在低压区很容易蒸发变成气泡,产生气蚀。液压油中混有水后,破坏了油膜形成的连续性,使油品的润滑保护作用能力下降,水还能与油中残存的酸和氧气一起作用,使油品变质,生成油泥,污染油品。混人油箱中的水蒸发变成水蒸汽,易在油箱顶部产生气相锈蚀,当系统被水和固体颗粒同时污染时,就会产生一种复合作用,由于颗粒的磨损作用,使元件露出新的清洁的金属表面,水就会进一步加速对这些新露出表面的腐蚀作用。另外,当系统中的水的温度低于凝固点时,水就会形成冰的结晶体,使阀和伺服机构发生故障,阻塞滤器,使整个液压设备的控制变得不稳定和产生故障。

  解决水污染的根本方法是防止水分进人油液中。在船舶液压装置中,通常有以下几种情况使水分进入油液中:

  ①存放液压油的油桶露天放置,致使雨水侵人;

  ②油桶存放处相对湿度过大,当温度降低时,桶内湿空气在桶壁上凝结成水滴进人油液;

  ③液压油氧化除了生成胶质酸性物质外,还会生成少量水;

  ④采用水冷却的液压系统,因为水冷却器的不严密而造成水渗人或漏人油液中;

  ⑤液压系统中活塞杆在运行中也有可能携带水进人油液中。此外,在液压起货机的液压系统中,应特别注意雨水或凝水顺着管路进人油箱中。

  (3)固体污染

  液压系统对液压油清洁度要求很高,这是由于液压系统的大部分液压元件都是高精度加工的产品,表面光洁度和形位公差的要求很高。如果在液压系统中油品不洁净,含有机械杂质、粘稠物,必然会阻碍液压元件的正常工作,由此会引发下列故障:

  ①由于杂质的侵人,使液压系统的滤器堵塞,产生空穴和噪声,若堵塞高压管路中的精细滤器,则造成压力损失,如无保护装置或保护失灵,严重时则有可能会击穿滤芯。

  ②杂质会损坏液压系统中的密封元件,如油封等,使泄漏增加。

  ③杂质会堵塞安全阀的阻尾孔及影响节流阀的开度,致使这些狭窄通道不能正常地通过液压油,从而使这些阀的作用失效,严重时,可能会造成液压系统压力升高,导致油管爆裂。

  ④由于液压元件动静部件间的间隙很小,固体污染物轻则划伤或磨损部件表面,重则使动静部件之间的运动停止(即“卡死”),使整个液压装置控制失灵。

  为了防止和减少固体物质对液压油的污染,我们就应了解固体污染物质侵人液压油的途径:液压油在装载运输过程中,油桶不干净;新油在注人液压油油箱时,不经过滤器直接注人;液压元件动静部件运动过程中,磨损后产生金属微粒;系统中许多油封经过长期使用变质,致使不断有细小微粒进人油中,它的大量出现会使液压油油液发黑变质;敞开的油箱必然有空气中的灰尘进人,即使是有盖子密封的油箱,因“呼吸”作用,空气尘埃也可以从透气孔进人油箱等。

  为了确保液压系统工作的可靠性,减少故障,延长寿命,船舶液压系统管理人员在日常保养过程中需采取下列必要的有效措施,以防止液压油被固体污染:

  首先,必须选用合理的过滤器,液压油的过滤是为了提高和保持液压油的清洁度,根据系统和元件的不同要求,在油泵的吸油口、吸油管路、高低压管路、各控制阀进油口等处,安装合理必需的滤油器,阻止油液中微粒或杂质进人系统,使液压系统能安全可靠地工作。在日常保养中,应经常检查液压油的清洁度。船用液压油的清洁度希望能控制在NA7S级左右,而据了解,新液压油的清洁度一般在NAS10一NAS14级,所以在向液压系统中加注新液压油时,也必须通过必要的过滤。

  其次,必须定期对被使用的液压油进行取样化验,检查单位体积油样中颗粒的大小和数量,确定油液是否需要更换或仍可继续使用。取样化验时,应注意不准使用脏的容器,必须把取样容器清洗干净,以确保化验数据的准确性。

  第三,必须定期清除附在滤网、滤芯、油箱、油管及元件内部的污垢,并且应注意在拆装时的清洁工作,管子、油口等应加堵头或用塑料布密封,防止污染物进人液压系统。

  加强液压油的油料管理是控制油料被污染和保证液压系统正常工作的又一重要环节。除了定期取样化验及定期清洗滤网、滤芯等外,必须建立使用液压油的各种制度,包括液压油保管制度、人库化验制度等。不合格的油品不准人库,液压油按牌号专桶储存保管,严禁乱放,同时切勿放在露天任其日晒雨淋,更不应该靠近水源。还应防止不同牌号的油掺合使用。

  最后,在实际工作中,合理地更换系统中的液压油也是防止油污染的有效措施,现时船上一般采用定期换油或鉴定换油两种方法。定期换油就是规定液压油使用到一定时间就应换油。有的以运转时间为准,有的根据不同的设备、工况以及不同的油品定半年或1年换油。鉴定换油就是被鉴定液压油和新油通过一定容器作外观检查,判断其污染程度,或者用pH试纸进行硝酸浸蚀试验,以决定是否需要更换液压油。

  液压系统的故障具有一定的隐蔽性和可变性,故障原因的判断较之其他传动机械要困难得多,所以做好液压油污染的预防工作至关重要,是保证液压机械使用性能完好的一项重要环节。

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