煤矿机械液压油的污染原因分析及控制

摘要：通过对液压油的污染原因、控制方法以及煤矿井下实际应用情况的阐述，有助于液压油的正确使用及液压设备的管理。

关键词:液压油;污染；控制

Abstract: On the hydraulic oil pollution, control method and practical application of the underground coal mine, contribute to the proper usage of hydraulic oil and hydraulic equipment management.

Key words: Hydraulic oil; pollution; control

中图分类号：V317.2文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1.液压油的污染原因

影响液压系统的有效使用寿命和可靠性的主要因素之一是所有污染物的进入率。要想降低污染物的进入率就必须控制所有污染物的来源。因此，了解所有各种污染物的来源，知道液压油的污染原因，就成为了达到控制液压系统污染的必要条件。

1.1污染原因的分类

按照不同的角度，液压油的污染原因常用的分类方法如下。

1.1.1按物理状态分类

液压油的污染原因按其污染物的物理状态可分为固态污染、气态污染和液态污染三种。固态污染通常是指固体污染物以微粒状态在液压油中出现；气态污染通常是指气体污染物溶解于液压油中，或以气泡的形式夹杂在液压油中；液态污染通常是指液态污染物混入液压油中，根据它的重度和它与主液体的可溶性，可以是游离水态溶解于主液体或使主液体成为乳状液。

1.1.2按污染来源分类

液压油的污染原因按其污染物的来源不同可分为：零部件带入的污染；人为的原因产生的污染；来源于液压油中微生物的污染；从外界环境中吸入的污染；由过滤器或其它聚集污染物的元件中逸出的已经捕获的污染和由于磨损产生的污染。零部件带入的污染通常是指零部件在整个制造过程中，所产生和保留在零部件中的工艺残渣和多余物；人为的原因所产生的污染通常是指在装配、维修、试验的过程中，由于操作者的恶劣操作和粗心大意而引起产生的污染；来源于液压油中微生物的污染是指包括所有死亡的和存活着的微生物有机体进入液压油中；从外界环境中吸入的污染是指工作环境中的微尘、碎末、水分、蒸汽、烟雾等进入液压油中。

1.1.3按存在原因分类

液压油的污染原因按其污染物是液压系统中原有的、新产生的和环境带来的因素，分为固有的污染物、新产生的污染和环境带来的污染。固有污染通常是指型砂、切屑、磨料、焊渣、锈片、漆皮、纤维末等污染物在开始工作之前进入系统中；新产生的污染通常是指液压设备在装配、试验、维修工作过程中污染物侵入液压系统内；环境带来的污染通常是指环境中的灰尘、水分、蒸汽、烟雾等进入液压系统内。

1.1.4按性质分类

液压油的污染原因还可按污染物是属于物质类型的还是能量类型的分为物质污染和能量污染。物质污染通常是指粒子、气体、液态、化学制品和微生物等溶于液压油中；能量污染通常是指辐射、静电、磨损、磁性和热能等对液压油的影响。

2.液压油的过滤

对液压油进行过滤是控制液压油中颗粒性污染的有效办法。过滤介质有两种基本类型：表面型和深度型，但是也有一些过滤介质同时具有这两种基本类型的特性。

表面型过滤介质也就是通常所说的绝对式或筛网式过滤器，其特点是过滤介质具有均匀的标定小孔。这种过滤器可以绝对地滤出除那些长纤维以外的所有大于其小孔尺寸的污染物。

由于污染物是积聚在过滤介质的表面上的，因此称为表面型过滤器。这种滤油器很容易被污染物塞满，因此容纳污染物的能力较低。但机械强度一般都很好。脱落可能性较小，并且可以进行清洗反复使用。一般是金属丝编成。

深度型过滤器的介质是由随意排列的金属丝，纤维或颗粒状物构成的一种具有相对深度的物质。因此，污染物的油液必须流过很多长而曲折的不同截面的通道，无论是颗粒型的还是纤维型的污物都会被吸收或挤入过滤介质的缝隙中。它具有滤除细小污物颗粒的能力和较大的容纳污物的能力，可以把纤维留阻在它的长长的迷宫似的通道中，压力降较低而且价格不高，但是这种过滤介质不能清洗，振动和压力脉动都可能迫使污物穿过过滤器，在大的压差下可能毁坏或破裂，这种过滤器的尺寸往往都大而笨重，而且过滤介质有脱落的倾向，这将影响到污染问题。它一般用烧结金属，树脂浸渍过的纸张，编织的纤维等材料制成。

在理想情况下，应同时采用两种过滤装置，特别是在重要系统中更应这样。先用一个深度型前置过滤器除大量污物，随后再用一个表面型过滤器滤除全部有害尺寸的颗粒，如果没有深度型前置过滤器，则表面过滤器将会很快堵塞，但是由于成本和空间方面的原因，一般都只使用一种过滤器，此时往往采用深度型的。

滤油器的安装位置对于整个系统的过滤好坏也有着直接关系。滤油器的安装位置取决于液压系统中最敏感的元件，它的敏感程度如何，它在什么位置以及通过此元件油路的流量。例如，回油路中的某个阀对污垢特别敏感；而其它阀的敏感程度一般，则应直接在此阀前方装一滤油器。如流经此油路的流量不够多，对油泵来说不足以保持油液的清洁，则应在回油路上再装一个过滤精度较低的滤油器。如所有的敏感程度都差不多，而各工作元件产生的屑末又不太多，在压力油路上的油泵之后装一个滤油器也就够了。滤油器安装位置一般情况下有三种。即安装在吸油管路、压油管路、回油管路上。滤油器安装在吸油管路上，可以防止所有液压元件被堵塞，但增大了吸油管路的阻力并使泵工况变坏。若装在泵的压油管路中，滤油器经受到高压油的作用，要求滤油器的强度和刚度都比较大，这将引起滤油器重量增加。若将滤油器装在回油管路中，则所有液压元件都有被堵塞的危险。因此，滤油器安装的位置要按具体条件而定。

保证较好的过滤效果需要做到以下几点：

（1）采用适当过滤，滤芯能保持的清净度应是系统的可靠性与费用的最佳关系所要求的；

（2）采用优质液压油；

（3）尽量降低污垢侵入率；

（4）对滤油器及系统进行合理维护。

3.液压油的污染控制

为了适应液压系统的使用要求，保证液压系统的正常工作，提高工作可靠性，延长使用寿命，必须采取有效的措施，对液压油进行污染控制。

（1）应用多种检测污物的方法和仪器。如称重法、显微镜粒子计算法、筛选法、电子屏幕显微镜计算法以及专门研制的检测仪器；自动颗粒计算器、铁谱分析仪等。有了这些仪器，就可定量地掌握液压系统的污染程度，为控制污染提供了可靠的数据。

（2）加强了油料及液压元件的清洁度管理。

（3）应用高性能的过滤器，确保液压系统在运转中有效的使清洁度保持在一定水平上。建立了过滤器性能评价指标及其试验方法。

（4）系统地研究了污物对液压元件的影响，建立了液压元件耐污染度理论，确定了液压元件污染寿命的实验方法。

（5）建立污染控制标准。

对液压油的污染控制工作，主要从两个方面着手：一是防止污垢侵入液压系统，二是把已经侵入的污垢从系统中清除出去。污染控制贯穿于液压装置的设计、制造、安装、使用、维护、修理等各个阶段。控制污染主要是做以下几点：

（1）装配液压元件前要认真清洗零件，装配后要采取措施防止液压元件在储存、运输过程中被污染；

（2）装配液压系统时对油箱、管子、接头等要仔细清洗。一般在管路试装后全部拆除彻底清洗，去掉毛刺。管子要经酸洗中和及防锈处理；

（3）合理选择滤油器的类型和安装位置，对加入油箱中的油液必须按照规定进行过滤；

（4）油箱要合理密封以防止污垢通过油箱侵入系统；

（5）系统漏出来的油液未经过滤不得返回油箱，不能把油箱当成垃圾箱。只有保持油箱清洁，才能保证系统正常工作；

（6）维修时严格执行清洁操作规程，绝不能乱拆乱放，拆修液压系统时不注意清洁会把液压系统毁掉；

（7）发现油液污染时，应立即查明原因，及时消除。异常污染的原因可能是外界污垢大量侵入，也可能是系统内部出现异常污染源，此时要采取相应的措施；

（8）单靠系统的“在线”滤油器无法净化污染严重的系统时，可用过滤机对系统中的油液进行加压循环过滤；

（9）定期的把已经变质的液压油放出也是控制液压油污染的一种有效方法。例如：对于工程机械的液压系统来说，在发动机每使用1000h后至少要放油一次，舍不得放油的代价将是整个系统的损坏。

4.实际应用

掘进机的液压系统中根据实际情况增设了多级过滤装置，通过改进，保证了工作液体的清洁度，液压故障率明显降低。在工作面整个的生产过程中仅发生了阀组中的四个单片阀泄漏，其余的千斤顶、阀件无一出现问题。