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润滑油的三大污染及其危害

在现代工业领域,润滑油大量使用于各个生产企业诸多生产环节当中。对于机械设备而言,润滑油(剂)就好比血液对于人体,现代设计观点是把润滑剂作为一个重要机械元件来对待,其质量的好坏直接影响着整台设备的正常运转和使用寿命。

如果我们认为新生产出的润滑油是一个合格的“元件”,其在灌装、运输、贮存、灌注过程中会不断与外界空气、各种管路容器接触而侵入环境中的空气、水汽和尘埃等污染物,它们分别以气态、液态、固态三种形态存在于润滑油中,影响了这个“机械元件”的质量,亦即这个“重要机械元件”开始使用前通常就已变成不合格元件。

润滑油在使用过程中,也会因油箱的呼吸作用、暴露在空气中的摩擦副等原因而侵入环境中的空气、水汽和尘埃,机器磨损下来的各种粉末及因锈蚀产生的金属锈,都会进入润滑油中。

润滑油中这三大形态污染物如不及时清除,会加大机器的摩擦、磨损,进而进一步加重润滑油污染度,增加了设备故障率和维护成本,降低设备及润滑油的使用寿命。

一、气态污染物

最常见的是空气污染,及、N、O、CH、CO、CO等,其在油液中存在的形式有游离态和溶解态。

油液中溶解空气是难免的,因无论是在生产过程和应用过程中都无法做到与空气绝对隔绝。油液中空气溶解量是依压力和温度的不同而不同,在液压及润滑系统中,不同位置的压力是不同的,所以空气在系统中呈现出有时溶解有时逸出的特征,空气逸出的速度远远大于溶解的速度,这就是气蚀所以发生的根本原因。

气蚀在摩擦副表面爆炸性的反应,除了会损坏摩擦副表面外,还会产生大量的热,加速了油中氧气与碳氢化合物的氧化反应,而产生二氧化碳、水和更多的热量。氧化反应生成的热量足以导致碳氢化合物发生无氧参加的聚合和缩聚反应,从而导致大量胶质和沥青质及纤维物的生成。二氧化碳自身聚结后成为气体向外挥发,这是油液损耗的原因之一。

气态污染物还会降低油液弹性模量、引起电液伺服阀工作失灵、引起密封失效等等,所以应将润滑油中的空气含量降低到系统最低压力处的饱和溶解度以下才是理想的。

二、液态污染物

主要是水,如环境中侵入的水、汽、冷却剂、清洗剂和氧化反应产生的水,它们以游离态、乳化态或溶解态存在于润滑油中,主要产生以下危害:

1、 降低润滑油性能,加剧温升,造成摩擦副表面烧蚀。

 2、 可生成微生物,阻塞滤网油路。

    3、油中金属微粒和水共同作用,对润滑油的氧化起着重要的催化作用,如铁和铜的催化作用使油液氧化速度分别增加10和30倍以上,大幅缩短润滑油使用寿命。

   4、为降低水对润滑油及设备产生的危害,应控制润滑油含水量在饱和溶解度以下。同时,如继续对油液中溶解水进行深度净化,仍将产生巨大效益:将油中含水量由200PPM下降到100PPM,润滑油寿命将延长一倍,轴承寿命也将提高至2倍(美国Timken Bearing 公司试验结果)。所以,应尽可能减少油液中游离水和溶解水的含量。

三、固态污染物

   主要有金属和非金属屑、粉尘、胶质物、各种氧化物以及各种微生物。固体颗粒是引起机械磨损的主要因素,存在于油中的大小固体颗粒都能对系统产生很大的破坏作用,大颗粒可以造成工作元件卡死,小颗粒导致摩擦副间隙扩大,引起材料疲劳从而造成表面剥蚀。在美国,每年由于磨损造成的材料消耗约占材料产量的7%。在英国机械工业领域,每年由于摩擦、磨损造成的损失达机械工业总产值的19%。

目前国际上润滑油污染度标准等级就是按照润滑油单位体积内不同大小固体颗粒物含量来划分的。

根据英国液压研究协会(BHRA)关于“系统元件寿命的延长与油液清洁度的关系”的研究,设备的使用寿命与油液的污染度密切相关。在其它条件不变的情况下,将油液污染度降低2~3级,可以延长液压系统使用寿命一倍;将润滑油污染度从ISO4406等级“22/20/17”降至“17/15/12”,液压系统寿命延长至4倍,轴承延长至3倍,齿轮箱延长至2倍,效果非常显著。

润滑油中污染物除了有以上常见的三种物质形式存在外,还有以能量形式存在的污染,如声波、静电、热、磁和辐射等。

综上,润滑油的三大污染是润滑油的常见污染形式,危害巨大,应对其进行严格管控。首先要从思想上认识到润滑油污染控制的重要性,从产品技术设计开始充分重视,合理润滑结构,油路密封可靠,在润滑油贮存与使用过程中严格遵守规章制度,密切监测和控制外来污染物的侵入与系统内污染物的生成;其次发现润滑油污染度等级升高时,及时进行油品净化处理,保证设备中润滑油污染度维持在较低的等级上。这些措施将对企业的节能、环保、降本、增效发挥重要作用。润滑油污染控制及净化同润滑管理一样,是现代设备管理的重要组成部分,是设备正常润滑与正常运行的重要保证,也是企业提高经济效益和社会效益的重要途径。

日期:2017-8-1 阅读:36次
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