液壓油水分含量超標的危害與防范措施

在目前的潤滑管理中，越來越多的人已經深刻意識到只有有效的控制液壓油的污染水平，才能保障液壓設備減少磨損，從而達到提高設備可靠性和可利用率的目的。

一、水污染對液壓油的危害

在各種液壓油的污染物中，除了空氣和各種固體顆粒外，最主要的就是水。水污染會給液壓系統帶來嚴重影響。這些影響包括：

潤滑油粘度上升或油膜變薄（使得液壓油的流動性變差或流動性太好，導致油品不適宜該部位的潤滑）

增加了液壓油的可被壓縮性（即液壓油可提供的壓力不穩定，導致工作的不穩定）

添加劑被溶解在水里導致損耗（降低了液壓油的性能）

使油氧化變質（減少了油品的使用壽命）

降低油品的潤滑性（使得設備工作不穩定）

加速金屬表面疲勞（對金屬部件的保護不夠，容易生銹或受到腐蝕，降低了金屬部件的使用壽命）

在低溫時凝結成冰，降低液壓油的流動性，淤塞運動部件

容易使系統內滋生細菌（降低了油品的使用壽命，增加了換油成本）

堵塞過濾器，降低精濾效果（直接增加了過濾器成本，還間接的影響著設備部件的使用壽命）。

 

水的進入，特別是大量的游離水，在液壓系統內破壞了潤滑油膜的形成，油品潤滑性能急劇下降，使運動表面產生磨損、粘著和金屬疲勞，產生了一些金屬磨粒。另外，液壓油里的水會在較高的工作溫度下與油產生氧化反應。而這些金屬小顆粒，尤其是銅或鐵顆粒的存在，又會成為水與油品產生氧化分解反應的催化劑，使反應速度加快。反應將生成酸性腐蝕性產物，不溶性污染物等有害物質，使得零部件受到腐蝕，閥門卡滯或形成油泥等。

水對液壓的危害，我們可以從一下的幾個圖表中得到分析。

在有銅或鐵催化的情況下，受到水污染的液壓油壽命會縮短到只有原來的數十分之一。

由于含水油液可被壓縮性增加，導致齒輪泵的容積效率下降；而潤滑油膜的變薄，使得葉片泵的磨損增加。可以看到，由于水的存在，不論是游離水還是溶解水，都會使滾動軸承的壽命大大縮短。 

在研究所做的試驗中，選用SAE20（大約為46厘斯）的礦物油，溫度為65.6℃，軸承工作壓力2.03GPa，以2700轉/分鐘的速度旋轉。試驗含水量分別為25PPM、100PPM和400PPM的情況。

如果以100PPM含水量時所作的軸承壽命作為標準1，那么在油中含水量降到25PPM時，油品的壽命可延長到2.3倍；含水量增加到400PPM時，軸承壽命縮短到0.43倍的壽命。

還可以看到，水污染導致過濾器的堵塞。

 

 

二、水污染的來源

液壓油的水污染主要來自：

l 水冷卻器的泄漏，這是最常出現的漏水原因

l 空氣中的冷凝水，在潮濕的環境下，加上晝夜的溫差，如果油箱呼吸器沒有干燥或防潮措施，會導致油箱里有較多的冷凝水。

l 由于溫度降低，從油里析出來的溶解水。

 

三、水存在的形式

水在油中存在的形式有3種：

1、溶解水

在我們的印象中，水和油是不能混在一起。但實際上，潤滑油中總是含有少量以分子水平存在的水分，這種水被成為溶解水。溶解水存在數量的多少，與基礎油的類型，添加劑配方，以及油的溫度有關。在一定的溫度下，調配好的油品只能溶解一定數量的水。油里不能溶解更多的水時，我們稱之為飽和。當溫度下降時，油溶解水的能力下降，溶解水會從油里析出，形成游離水。

在達到油品的溶解水飽和度之前，油的外觀是清亮透明的。

2、游離水

由于溫度降低，溶解水從油里析出，或是外界有水侵入液壓系統，就會形成一些小水滴懸浮在油里，并隨著水的增多逐漸形成大水滴。通常，液壓油的密度<1，因此水滴會沉入油箱底部。

3、乳化液

但如果游離水收到油泵的劇烈攪拌或是閥件剪切作用，而形成微小的懸浮在油里，無法沉淀到油箱底部，就會形成油的乳化。液壓油的顏色也因此變得模糊或是渾濁發白。乳化液會使液壓系統受到嚴重的危害。

 

四、如何檢驗水含量

在線監測：通過安裝智火柴公司的油液水分含量傳感器，可以實時連續在線監測潤滑油、液壓油、齒輪箱油、透平油等各類油品油中溶解水分含量，水活性及油溫，通常水分含量檢測精度達到10%以內。通過對重要設備的油中水分含量實時監測，用戶可以有效了解、掌握液壓設備等重要設備的運行情況，對于企業安全運營、設備增效起到關鍵作用。

 

五、控制與去除超標水量指導方法

可選擇專用真空濾油機快速脫除油液中的水分、氣體、雜質和揮發物（少量汽油、煤油等），提高油液品質，恢復潤滑油粘度、閃點及使用性能。保證液壓系統、動力系統、潤滑系統的正常運行。

 

油液相關知識：

機械設備在使用過程中，由于環境以及內部運行產生的各種磨粒會對潤滑油的質量、性能產生影響，從而加速機械設備的磨損，導致機械設備性能下降，使用壽命縮短等。在工業實踐中，通過控制機械設備潤滑油的清潔度，及時處理潤滑油中的污染物或者換油，保持機械設備潤滑油的清潔可以有效延長設備使用壽命、保持設備高效率運行。因此，對潤滑油清潔度的檢測成為油液狀態監測的一項重要內容。

 

 

通用工業油液ISO清潔度指引：油液清潔度標準

 

關于油液清潔度標準，目前世界上已被廣泛采用的是國際標準委員會制定的ISO 4406標準，其它標準如美國航天學會制定的NAS 1638，汽車工程師學會制定的SAE AS4059。NAS1638標準雖然在近海工業及航空工業有應用，但實際上已被廢除。SAE AS4059雖然在特定行業有應用，但沒有獲得廣泛認同。綜上所述，一般談到油液清潔度標準，還是以ISO 4406來做參考。

 

ISO清潔度等級標準引用的是1mL樣品液中大于4、6和14μm的顆粒數量，因此ISO標準的污染等級代號由三個代碼組成，如 ISO 4406:19/16/11, ISO 4406: 21/19/16等。

 

以ISO 4406: 21/19/16為例，

 

第一個代碼21，表示油液中大于4μm的顆粒數量其區間范圍所在的污染等級為21；

 

第二個代碼19，表示油液中大于6μm的顆粒數量其區間范圍所在的污染等級為19；

 

第三個代碼16，表示油液中大于14μm的顆粒數量其區間范圍所在的污染等級為16。

 

由于大于6μm、14μm的顆粒都大于4μm的顆粒，因此對大于4μm的顆粒計數是包括6μm、14μm的顆粒。

 

 

ISO 4406油液清潔度標準

 

油液清潔度的判定隨著光譜、能譜、射線分析技術的應用，油液清潔度等級測試技術不斷提高，其科學性、準確性也得到認可，在煤礦機械設備，以及工業制造、國防、航天領域應用廣泛。目前常用的在線式或者便攜式油液清潔度設備一般采用顆粒計數法來判定油液清潔度，是目前最精確的實驗室測定方法之一，但儀器價格稍微偏昂貴一些。

 

自動顆粒計數器可分為遮光性、光散射性和電阻性3類，其中遮光型顆粒計數法是最常用的。它的原理是利用光電傳感器采集信號，直接測定油液中顆粒污染物的大小和數目，繼而判定油液的清潔度等級，精度高，但同時容易受油中氣、水珠的影響。對于污染嚴重的油液必須對顆粒密度過大、透光差的油液進行稀釋。隨著技術的進步以及過濾性能的提高，顆粒計數器的測試精度都逐步提高，對油液清潔度的判定精度也更精準。

 

此外，分析鐵譜技術也是非常有效的手段，它不只是單純的油液檢測技術，同時能對污染物顆粒的形狀、顆粒物濃度、粒度進行分析，反映磨損程度及趨勢，但儀器價格較昂貴。目前最新的顯微數字圖像處理技術已經應用于油液磨損分析，油液清潔度判定，從而提供了全新的、方便快捷、精確度高的檢測手段。