维修中液压油污染的危害与控制概要

中国兵工学会第二届维修专业学术年会论文集 维修中液压油污染的危害与控制 王士钊,付洪瑞

摘要:本文考察了液压油颗粒污染对装备液压系统的危害, 分析了污染产生的原因, 提出了装备液压系 统颗粒污染控制方案。

关键词:武器装备,油液保障,颗粒污染 1 前言

液压油在液压系统中主要作用是传递动力, 同时还对液压系统中的运动部位进行润滑与防护。 装备 的液压控制系统非常精密, 有些液压控制是通过节流小孔来实现的, 间隙很小, 对液压油的清洁度要求 很高。根据国内外资料统计,高新武器装备液压系统的故障 70%是由于液压系统污染引起的,其中固体 颗粒污染物引起的液压系统故障占总污染故障的 60%~70%。对军械装备而言,大都采用精密的伺服系 统,对液压油质量提出了更高的要求。液压油颗粒污染所造成的危害更为严重。目前,已经发生多起高 新武器装备的精密液压控制系统控制失灵、 无法工作的故障, 这种故障的发生率在高新武器装备中有逐 步上升的趋势。 经过多方研究, 确认液压系统故障是由于液压油颗粒污染严重, 颗粒杂质堵塞油路造成 的。由于高精度的液压伺服系统,对液压油颗粒污染度有着严格的要求,液压油颗粒污染过于严重,会 使液压系统管路、阀门堵塞,造成武器装备雷达失效,不能及时发现目标,致使整个武器装备处于瘫痪 状态, 并且这种由颗粒污染物堵塞引起的故障目前还无法修复。 由此可见, 装备液压系统目前面临的问 题是如何有效的克服、 降低和控制系统污染, 以确保各种液压元件以及整个液压系统的可靠性和使用寿 命。因此,如何控制液压系统中液压油颗粒污染成为装备维修亟待解决的问题。

2 液压系统颗粒污染的原因

液压系统污染物常以颗粒的形式存在于液压系统中,是系统中原有污染物(这里包含生成污染物 和侵入系统的污染物的总和。 系统中原有污染物主要是指液压系统在加注液压油之前系统中存在的污染 物,主要有铸件的型砂芯砂、焊渣、切屑、铁片、棉纱头、涂料油漆剥落片、密封碎片、尘土尘埃等。 液压设备一运转,这些污染物将随液压油遍及整个系统; 而侵入系统的污染物主要有:(1环境中的污染, 如灰尘、 棉绒纤维等。 通过运动着的活塞杆、 柱塞或是油箱中的透气管口(未按规定使用的空气滤清器 侵入液压油; (2加油器不干净,加油时,污染物随液压油一起进入系统; (3油液因温升变质而生成的焦 油、 沥青等胶质、 渣滓及含着腐蚀后的锈片; (4使用过程中不断产生金属和密封材料的磨屑颗粒,过滤

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材料脱落的颗粒或纤维,油箱中剥落的油漆、渣片等;(5检修时不慎混入的棉绒、尘埃等。

在用的液压系统中,颗粒污染物大多是人为因素造成的,其产生的主要原因有以下三个方面: 2.1 生产过程中对颗粒污染度等级要求不高

一方面,生产过程中颗粒污染控制措施不严格,只经过简单、粗糙的过滤,造成液压油颗粒污染度 严重超标,是引起液压系统阻塞的重要原因;另一方面,液压油颗粒污染检测手段落后,目前普遍采用 “机械杂质” (GB/T 511来评定,该指标只能反映出大于滤芯孔径的机械杂质的总重量,其指标粗 放, 不能准确反映出液压油中存在的各种固体颗粒杂质的大小与数量, 不适应精密液压伺服系统对固体 颗粒污染度的要求。 再加上在液压油运输和储存过程中, 由于转换容器或油液变质引起的污染, 致使液 压油品质恶化,加速了装备液压系统的污染。

2.2 加注、检修过程中二次污染严重

加注工具没有经过清洁处理,造成加注、换油或维修过程中,容器、管路、工具本身的污染物随液 压油一起进入整个液压系统, 另外, 换油时液压系统清洗不彻底, 也是造成液压油二次污染的重要原因。 2.3 缺乏准确的质量监测

随着使用时间的增长, 液压油会老化变质, 系统颗粒污染物不断增加, 会降低液压系统的效率和性 能, 严重时导致元件和系统的损坏。 由于缺乏对在用油液的质量监控, 不能及时了解在用油液颗粒污染 度的变化, 在固体颗粒大小和数量超出液压系统所能承担的极限时, 往往引起系统阻塞, 造成装备故障。 3 液压系统颗粒污染的危害

液压系统污染物的存在会使厚度小于固体颗粒尺寸 0.6倍的润滑油膜破坏而失效, 从而加剧元件磨 损, 导致系统油液急剧温升, 由于阀口等关键部位的磨损及油液温度过高, 造成了系统或元件特性的改 变,引起精度和性能的下降,污染严重则会使管路、阀门卡死,导致整个液压系统瘫痪;颗粒污染物还 会加速密封件磨损,造成液压油泄漏,液压泵的压力及工作负荷增大,影响泵的工作稳定性。由于液压 泵的压力和流量的脉动增加,噪音增大。此外,外泄漏污染了设备工作周围的工作环境,如果外泄漏严 重,会使油箱油液不足,出现液压泵吸空现象(指液压泵吸进的油液中混有空气 ,易产生气蚀,增大 噪音;另外,固体颗粒中的金属和金属化合物粒子会对油液的氧化、变质起到催化作用,油液的氧化将 劣质油液的质量, 降低油液的性能。 因此, 液压油的颗粒污染度是影响液压系统工作可靠性和使用寿命 的重要因素。

4 液压系统颗粒污染控制措施

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液压油是液压系统的 “血液” , 其颗粒污染物的存在对装备液压系统产生巨大的危害, 如何有效的 控制液压系统颗粒污染物的大小和数量,避免装备液压系统故障,是保证液压系统可靠性的一大难题。 4.1生产中严格控制颗粒污染度

美军 MIL-H-5606E 对航空液压油颗粒污染有着严格的限制, 规定每百毫升液压油固体颗粒杂质数: 5μm ~15μm 不大于 10000、 16μm ~25μm 不大于 1000、 26μm ~50μm 不大于 150、 51μm ~100μm 不大于 20、 >100μm 不大于 5。目前我军陆军装备用液压油还没有引入此标准。因此,制定相应 的颗粒污染度控制指标,并以此为依据,改善生产环境,做到产品出厂时严格把关,是液压油颗粒污染 控制的依据。

4.2 避免加注、换油过程中二次污染严重

在空军,从打开液压油包装到液压油注入装备,中间所有与液压油接触的容器、管道、工具都有着 严格的要求,其颗粒度污染等级比液压油的至少要低一级,而且制定了飞机地面液压油泵车通用规范 (GJB 1691-1993 ,规范加油车的生产和使用。但是陆军装备用液压油在加注前还没有采取类似措施, 来防止人为因素造成的颗粒污染,因此,加强液压油污染的防范措施,减少二次污染,是解决液压系统 污染的重要手段。

对于密封液压系统的液压油, 与外界的任何接触都可能引起液压油的二次污染, 此时应采取严格的 防范措施,如:系统补油或更换新油时,必须按系统油液的等级进行过滤;保持容器、管道、注油口、 工具清洁,使用前、后都要进行清洗,密封保存,以防杂质进入液压系统;一旦液压系统发生故障,解体 或检修时要做好防范工作,注意不要使周围环境中所含杂质进入液压油中; 采用性能可靠的液压密封件, 防止二次污染; 液压元件检修装配时,应尽可能在干净无灰尘场所进行。 采用清洗液清洗完毕零件,装配 前要用干燥的压缩空气吹干零件再装配;不要用布条棉纱等纤维物揩擦零件。

4.3 建立在用液压油的质量监测

建立在用液压油颗粒污染监测体系, 配备合适的油液质量检测仪器, 对装备在用液压油的质量指标 进行实时检测,实施按需检测、按质换油。油液达不到标准时及时对装备进行清洗,更换新油品,不具 备检测条件的地区,应按规定定期换油,消除事故隐患,避免造成更大的损失。

5 结束语

参考空军液压油使用中颗粒污染控制的经验, 结合陆军装备特点, 完善装备液压系统固体颗粒污染 控制方案;制定液压油生产和使用规范,严格控制颗粒污染度指标;使用前严格把关,杜绝在加注过程 中新增加颗粒污染的现象;随时监测在用液压油的质量指标,发现问题提早解决。

综合以上各个环节, 对液压油的质量指标严格把关, 可有效的控制液压系统的颗粒污染, 避免出现 大的装备故障,对于保证装备战斗力,延长使用寿命,具有十分重大的意义。

中国兵工学会第二届维修专业学术年会论文集 参考文献

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