液壓系統(tǒng)70%-80%的故障來源于污染,尤其在液壓伺服系統(tǒng)中,污染對伺服閥的可靠運行影響極為關(guān)鍵,通常認(rèn)為,只要油液清潔度達(dá)到NAS 6級以內(nèi)就可以保證伺服閥穩(wěn)定運行,實際情況并非完全如此,除清潔度以外,油液酸值、體積電阻率、漆膜也可及危及伺服閥的安全可靠運行。
磨損因素
磨損在設(shè)備運行當(dāng)中不可避免的存在,有磨料磨損、沖蝕磨損、疲勞磨損、粘著磨損、腐蝕磨損等,產(chǎn)生了大量的固體污染物,起初為微米級的,隨設(shè)備運轉(zhuǎn),會逐漸形成二次亞微米污染物。
化學(xué)類污染
實際情況表明:油液受到污染的侵害遠(yuǎn)不止固體污染物這一種原因,由于油液對水有一定的溶解度,會導(dǎo)致其內(nèi)部添加劑與金屬類污染物、水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),這個化學(xué)反應(yīng)會受到熱量的進(jìn)一步催化,最終導(dǎo)致油液亞微米(小于1μm)污染物急劇增加、酸值升高、體積電阻率下降、油泥和漆膜增多。
亞微米污染物的危害
通常油液內(nèi)的亞微米污染物會分為游離類和溶解類,當(dāng)溶解在油液內(nèi)的軟性顆粒達(dá)到一定的飽和度后會變?yōu)槲龀鲇坞x狀態(tài),析出的這些亞微米污染物會附著在整個系統(tǒng)內(nèi)流速較低的區(qū)域,如油箱壁、管路死區(qū)、液壓閥閥芯口部等部位如圖所示:
這些附著在系統(tǒng)內(nèi)部的污染物會導(dǎo)致伺服閥無法實現(xiàn)其高頻響性能(有些伺服閥可達(dá)到200赫茲),給設(shè)備安全帶來極大隱患。
水的危害
由于液壓油對水有溶解性,油液內(nèi)不同程度會含有一定水份,水會對油液會起到水解反應(yīng),形成一定的高分子酸、低分子酸、鹽類物質(zhì),這些酸性和鹽類物質(zhì)會腐蝕整個液壓系統(tǒng),導(dǎo)致伺服閥內(nèi)精密配合的閥芯、閥孔間隙加大,從而導(dǎo)致內(nèi)泄量加大,影響設(shè)備性能。
金屬離子的危害
由于各類磨損會產(chǎn)生不同尺寸的金屬污染物,隨著這些污染物在系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)往復(fù)的研磨,會變成極細(xì)致的金屬類離子,如果使用低端的吸附類濾芯,也會產(chǎn)生Ca、Mg、Na、Fe等污染物,這些污染物會導(dǎo)致油液體積電阻率增加。
污染解決方案
亞微米游離類污染物、漆膜解決方案
通常依靠機(jī)械濾芯只能解決掉大于1μm顆粒,對亞微米污染物和漆膜是無能為力的。亞微米污染物可以通過電荷混流技術(shù)予以徹底解決。
流體流經(jīng)若干組電極,電極分別向流體中的顆粒加載正 (+) 負(fù) (-)電荷,即使是0.1微米的超細(xì)顆粒物此時也被帶上了電荷 ,讓帶上電荷的流體充分混合,流體中帶上正、負(fù)電荷的顆粒物相互吸引集聚成微米級的大顆粒物, 通過多次循環(huán),微米級顆粒物可能成長為多倍微米級顆粒物,“長大”后的顆粒物很容易地被過濾器捕捉、去除 ,更為重要的是未被過濾器捕獲的帶電顆粒能將系統(tǒng)內(nèi)附著的漆膜、膠質(zhì)物逐漸“拔除”,起到“清道夫”作用,徹底解決系統(tǒng)內(nèi)附著的污染物。
油液內(nèi)酸性物質(zhì)、金屬離子過濾解決方案
通常情況下使用硅藻土、活性氧化鋁、改性氧化鋁、離子交換樹脂也可去除酸性物質(zhì),但是同時會釋放出金屬離子、水等二次污染物,我們使用了干性離子阱交換樹脂濾芯后,取得了非常好的效果。
油液內(nèi)溶解水的解決方案
通常情況下使用真空濾油機(jī)可以脫水,由于油液在加熱狀態(tài)下氧化形成二次污染,同時油液在真空條件下會造成油液分子鏈的斷裂,會加速油液的劣化,我們使用了干燥脫水技術(shù),取得了非常好的效果。
輸出潔凈、干燥的空氣至液壓系統(tǒng)油箱的頂部空間,以產(chǎn)生正壓防止外部潮濕空氣侵入系統(tǒng),同時最為重要的是輸入的干燥空氣能有效吸收油液中的溶解水,從而達(dá)到脫水目的。
通過以上新技術(shù)的應(yīng)用,液壓油在清潔度、含水量、酸值、體積電阻率方面均取得了不錯的效果,提高了液壓伺服閥的安全運行條件,同時大大延長了液壓油使用壽命,資源不可再生,在減少環(huán)境污染方面也具有積極意義,實現(xiàn)更清潔,更綠色的鋼鐵生產(chǎn)。