6.润滑油的清洁度

主要介绍润滑油的清洁度定义产生的原因

润滑油的清洁度

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如何解读液压油的清洁性

评价油品的清洁程度可以选用多种方法测 定，如“目测法”、“重量法”、“电镜 颗粒计数法”等等。 关于“目测法”

“目测法”简单易行，可以凭借眼睛观察到油品 “ 清洁程度，定性地用油中杂质是否“有、无、多、 寡”名词表述，但不能定量地给出污染物的精确 数量。尽管对“目测法”的观察条件做了严格的 规定，对观察现象进行详细描述，但得出的结果 常常引起争议，因此，“目测法”不能成为一项 标准测定方法。

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关于“重量法”

目前普遍采用《石油产品和添加剂机械杂 质测定法（重量法）》来评价油品的污染 程度。所谓“机械杂质”是指“存在于润 滑油中不溶于汽油等溶剂的沉淀物或胶状 悬浮物” 。 该方法的标准号是GB/T 511-88，本文中简 称为“重量法”。测定结果规定“油品的 机械杂质的含量0.005%以下时，认为无”。

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如何辨别润滑油重的杂质

人的眼睛的分辨率有限，视力好的也只能看见 0.2mm以上的物体，看不到油中更细小的微粒，只 能借助先进仪器设备来辨别，光学显微镜可将微 小的颗粒放大1000多倍，最新式的电子显微镜能 够把物体放大几十万倍，在微观世界里不仅看到 杂质，甚至辨别颗粒的大小和数目。 世上没有绝对纯净的物质，‘有’是绝对的， ‘无’是相对的。我们不否认油中有杂质，但机 械杂质含量合格与否，以“重量法”测定的结果 来界定。

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如何解读液压油的清洁性

随着液压技术的迅速发展，现代化液压设备具有 结构紧凑、压力高、功率大、操作灵活、液压元 件精密、配合精确等特点。 研究人员发现油液中最具磨损的粒子是与元件的 动力膜厚相当或稍大的粒子，一般粒径在5～ 25μm之间对磨损影响最大。 清洁度已成为液压油使用过程中的一个关键指标， 其重要性已受到液压设备制造商（OEM）和液压设 备用户的广泛重视，并制定相应的清洁度指标。

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油液污染的形式及危害

液压系统故障70%～80%来自油液污染，引 起油液污染最严重的为颗粒污染，它占油 液污染的80%。

颗粒主要来源于四个方面： ◇ 来自于元件、流体、软管的内部污染； ◇ 系统装配、磨合、操作发生故障时产生的污染； ◇ 通过储槽放气、轴承密封等进入系统的外部污染； ◇ 装卸装置及加入补给油时带入的杂质。

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2.提高液压油清洁度的意义

近二十年来，其液压设备的平均清洁度等 级提高了约5级（ISO4406），相当于油液 中的污染物含量减小到原值的1/32 ，延长 设备使用寿命10倍以上。 国内对高清洁油品认识较晚，目前国

内液 压设备的油液污染度要比国外高3～4级,因 此亟待提高国内用油水平。

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3. 颗粒直径对磨损影响

颗粒大小不同对油液污染的作用不同。最具磨损的粒子是 与元件的动力膜厚相当或稍大的粒子，一般粒径在5～ 25μm之间对磨损影响最大。使元件寿命最大化的粒子临 界大小需控制为1～5μm。 磨损一般为冲蚀磨损、粘着磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、 磨擦磨损等，其中磨粒磨损及疲劳磨损占退化失效的90%， 每种磨损都会产生新的污染颗粒，从而加剧油液污染。

颗粒直径 1～5μm ～10μm ＞15μm 对磨损的贡献 对附件磨损影响最大，直接关系到附件寿命 引起流体系统淤积和堵塞 对元件的污染磨损起主导作用

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不同粒径颗粒对磨损的贡献

各类机械的工作环境不同，其颗粒污染物有别， 它们对污染的贡献相异，当颗粒尺寸及污染浓度 相同时，钢粉对油液的污染影响最严重。即磨粒 硬度越高，材料磨损越严重。

颗粒污染物 煤矿机械 工程机械 电力机械 冶金机械 煤粉 ○ 岩石灰 ○ ○ 钢粉 ○ 铁粉 ○ ○ ○ ○ 三氧化二铁粉 ○ ○ ○ ○

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汽轮机油清洁度的影响

汽轮发电机组容量不断增大，蒸汽参数不断提高， 对机组的安全运行提出了更高的要求。 较小容量机组而言， 300MW以上大容量机组, 其 轴系几何参数、力学特性等发生了变化，表面线 速度增大了，颗粒更易使轴颈拉毛；转子重量大， 油膜薄；油膜对油质的清洁度更加敏感， 美国液压系统清洁度等级规范中规定：发电厂汽 轮机润滑油系统清洁度应达到ISO4406标准中 14/11(NAS 5级)。

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国内对汽轮机油现状

国内对汽轮机组润滑系统的污染控制仍停留在 200MW以下的管理水平上，油品清洁度普遍较差， 造成多起汽轮发电机组轴颈拉毛磨损，被迫停机 并造成一定的经济损失。 近10年来，已有10多台机组因油质污染造成转子 轴颈划伤，转子返厂处理，一次处理费为百万元 以上，且延误数月工期。 因此高清洁度汽轮机油的使用应引起关注。

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液压油清洁度的影响

随着液压系统向高温、高压、大流量方向发展， 液压件精度要求愈高，零件配合间隙要求愈小； 并且对液压元件寿命要求越来越长，20世纪八十 年代后期液压元件寿命目标为20000h。 对液压油的清洁度提出更高要求。据报道[5]：将 轴承油的清洁度由20/17提到13/10，可延长减摩轴 承寿命4倍；将液压油清洁度由20/17提到13/11， 可延长液压系统寿命6倍。 国内曾有文献报道，目标清洁度与寿命延长系数 之间的关系，从中可见高清洁度油品的应用可延 长设备使用寿命。

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工程机械对润滑用油清洁度的要求

工程机械多属野外作业，环境差，污染来源广， 因液压系统污染引起液压元件卡住、刮伤、腐蚀、 振动等故障频有发生。 国内建筑行业对液压挖掘机制定了污染度等级行 72% 业标准，但国产建筑机械所用液压油有72%为 NAS12或12级以上等级油品，只有16%为NAS 9 ～10级油品，大部分用油未达到行业标准。 国外建筑机械液压系统用油一般都在NAS 9～10, 虽然国内行规与国外大致相同，但实际用油要比 国外油的污染度高3级以上。因此，为避免污染引 起事故，延误工期，合理用油至关重要。

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4.油品清洁度的测定方法及标准

4.1 测定方法

油品清洁度常用的测试方法主要为重力分 析法及粒子计数法 近年来发展了铁谱监测技术及比色分析法， 目前液压系统污染控制主要以颗粒计数为 基本手段

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自动颗粒计数法

用标准颗粒物进行校准，确定阚值电压与 颗粒尺寸的对应关系。 测定规定尺寸大小范围的粒子数，检测油 液中颗粒污染物的尺寸分布及浓度。 适用于新油检测。计数速度快，精确度高， 操作简单。 测试有氧化产物的油污染有一定困难。

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4.2 油液污染控制标准

油品清洁度的测试方法有多种，它们分别有不 同的评价准则。我国等同采用ISO 4406:1999标 准GB/T14039《液压传动 油液 固体颗粒污染等 级代号 》

测试方法 粒子计数法 重力分析法 评 价

NAS1638（1964）； ISO4406（1987,1999）； SAE AS4059（1990）； JIS B9930（2000） ASTM D4898（1995）； JIS B9931（2000）

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准

则

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ISO4406与NAS1638的对照表

ISO4406，级 NAS1638，级 颗粒数* 21/18 12 4500 20/17 11 2300 19/16 10 1200 18/15 9 580 17/14 8 280 16/13 7 140 15/12 6 70

ISO4406，级 NAS1638，级 颗粒数*

14/11 5 35

13/10 4 14

12/9 3 9

11/8 2 5

10/7 1 2.3

9/6 0 1.2

8/5 0 0.6

注：颗粒数是指每毫升油液中大于10μ颗粒数。

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清洁度级别举例

NAS1638－1964 － 某100ml油样的颗粒数分 析结果为： ISO4406:1999 代号为“22/18/13”表示如下：

结论：该油样清洁度为NAS 8级。

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液压系统对清洁度的要求

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各种元件压力等级及对应油液清净度要求

泵 类 定量齿轮泵 定量叶片泵 定量柱塞泵 变量叶片泵 变量柱塞泵 伐 类 方向伐 (电磁伐 ) 压力控制伐 (调节伐 ) 流量控制伐 (标准伐 ) 单向伐 标准伐 螺纹插装伐 冲液伐 负载传感伐 液压遥控伐 比例方向伐 (节流伐 ) 比例压力控制伐 比例插装伐 比例螺纹插装伐 比例螺纹伐 伺服伐 ＜ 13.8 18/15 18/15 17/15 16/14 16/14 ＜ 13.8 压力 （ MPa ） 13.8～ 20.7 17/15 17/14 17/15 15/13 15/13 压力 （ MPa ） 13.8～ 20.7 18/15 17/14 18/15 17/14 18/15 18/15 16/14 16/13 16/13 16/13 16/13 16/13 16/13 16/13 14/11 ＞ 20.7 16/13 16/13 15/13 15/13 14/12 ＞ 20.7 17/14

17/14 17/14 18/15 17/14 15/12 17/14 15/13 15/12 15/12 15/12 15/12 15/12 15/12 13/10

执行器 齿轮马达 叶片马达 轴向柱塞马达 径向柱塞马达 斜盘结构马达 轴承 球轴承系统 滚柱轴承系统 滑动轴承 (高速 ) 滑动轴承 (低速 ) 一般工业减速机

＜ 13.8 18/15 18/15 17/14 18/14 16/14 ＜ 13.8 13/11 14/12 15/13 16/14 15/13

压力 （ MPa ） 13.8～ 20.7 18/15 17/14 16/13 17/13 15/13 压力 （ MPa ） 13.8～ 20.7 18/15

＞ 20.7 17/14 16/13 15/12 16/13 15/13 ＞ 20.7 17/14

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6. 润滑油的净化

现场一般采用过滤、粘附、磁选等方法去除颗粒物。过滤为 常用的方式。

6.1 颗粒物的去除

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/o204.html