李 立，張 京(中交一航局第一工程有限公司，天津 300456)

液壓系統(tǒng)油乳化故障處理新工藝探索

李 立，張 京
(中交一航局第一工程有限公司，天津 300456)

液壓系統(tǒng)油乳化故障對相關(guān)設(shè)備的影響非常大，常規(guī)換油、沖洗的處理方法存在費(fèi)用高、周期長等問題。文章利用真空濾油機(jī)工作原理，開發(fā)出液壓系統(tǒng)在線狀態(tài)下去除乳化油中水分的新工藝。

液壓油；乳化；真空濾油機(jī)

液壓技術(shù)因其傳動(dòng)力量大且易于傳遞及配置，在工業(yè)、民用行業(yè)應(yīng)用廣泛。在液壓系統(tǒng)中，液壓油即作為工作介質(zhì)傳遞流體動(dòng)力，又兼潤滑液壓元件內(nèi)相對運(yùn)動(dòng)部件的作用，并且還具備防止銹蝕、沖洗元件和管路內(nèi)污染物以及帶走熱量進(jìn)行冷卻的作用。因此液壓油的合理選取及科學(xué)使用管理是保證液壓設(shè)備正常和高效運(yùn)轉(zhuǎn)的前提和保障。

液壓設(shè)備的故障除了與液壓元件、機(jī)械、電氣等方面有關(guān)外，與液壓油的關(guān)系也極大。常有“80%的故障來自液壓油”的說法。作為液壓故障的一項(xiàng)重要原因，液壓油污染是我們工作中經(jīng)常遇到的問題。下面針對一起液壓油進(jìn)水乳化的實(shí)際案例，提出一種操作簡單和成本較低的破乳化新工藝。

1 問題的提出

在對一艘起重船錨機(jī)液壓系統(tǒng)的例行檢查時(shí)，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)液壓油已經(jīng)嚴(yán)重乳化無法繼續(xù)使用。經(jīng)過排查確定故障原因是液壓油熱交換器滲漏損壞，冷卻水進(jìn)入到液壓油系統(tǒng)中導(dǎo)致液壓油乳化。

液壓油乳化會(huì)對液壓系統(tǒng)產(chǎn)生較大的危害。

1)油液變質(zhì)，減小潤滑油膜厚度，降低潤滑作用。

2)油液變性聚合而形成大分子，使液體黏度改變。

3)形成有機(jī)酸，腐蝕金屬表面，導(dǎo)致系統(tǒng)元件磨損產(chǎn)生故障。

針對液壓油乳化問題，采取如下常規(guī)處理工藝。

第一步：將液壓系統(tǒng)放油清潔，打開各油柜、主要管路接頭、閥件放油并吹氣清潔。

第二步：將液壓系統(tǒng)管路串油并反復(fù)沖洗2～3次，取油樣進(jìn)行檢測。

第三步：油樣檢測合格后，將系統(tǒng)內(nèi)的液壓油全部換新并補(bǔ)充至規(guī)定油位，使系統(tǒng)恢復(fù)正常使用狀態(tài)。

經(jīng)過初步估算，系統(tǒng)沖洗和油換新工作所需的液壓油將達(dá)到12 000 L。整個(gè)處理過程還將產(chǎn)生大量的人工成本和材料消耗。同時(shí)該工藝還存在工藝復(fù)雜、存在二次污染、周期長影響船舶生產(chǎn)等不利因素。

針對常規(guī)工藝存在的上述問題，提出利用一種新技術(shù)實(shí)現(xiàn)乳化液壓油在線工作時(shí)破乳化的工藝思路。這樣既能節(jié)省采購液壓油的費(fèi)用，又能夠避免系統(tǒng)放油、沖洗產(chǎn)生的費(fèi)用和船舶停滯等問題。

2 工藝思路及方案比選

通常水分在液壓油中以溶解水和游離水的形式存在。常溫下，油中會(huì)含有0.003%～0.006%的溶解水。通常油的含水量大于0.1%時(shí)，油開始呈現(xiàn)白濁色(乳化)。可見游離水是液壓油乳化的主要原因。

乳化油去除水分的主要原理和適用性如下。

1))吸水性凍膠/吸附劑法。效率較低，對于嚴(yán)重乳化的油液需要頻繁更換吸水元件，且含水率很難達(dá)到0.01%以下。

2)真空法。效率較高，可以去除100%的游離水和80%左右的溶解水，不需要更換耗材。

3)聚結(jié)分離法。對黏度較低的油液具備較好的除水效果，對高黏度和含有各種添加劑的油液效果差。

經(jīng)過分析比選，最終確定采用真空法為此次工藝的基本原理。選定一種兼具過濾機(jī)械雜質(zhì)功能的真空濾油設(shè)備作為實(shí)施方案的設(shè)備。具體實(shí)施方案是先利用真空濾油機(jī)分離液壓油柜中乳化油的水分，待油柜中液壓油的含水量較小后運(yùn)轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)。使殘存在系統(tǒng)中的乳化油回流到油柜中，通過真空濾油機(jī)繼續(xù)分離油中的水分，直至整個(gè)系統(tǒng)中的油含水量均達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。

經(jīng)過經(jīng)濟(jì)可行性分析后認(rèn)為，采購真空濾油機(jī)及系統(tǒng)過濾過程中所產(chǎn)生的總費(fèi)用要比更換液壓油及系統(tǒng)沖洗所需要的費(fèi)用更經(jīng)濟(jì)。同時(shí)真空濾油機(jī)還能夠重復(fù)使用，因此最終確定采用該工藝方案。

3 真空濾油機(jī)工作原理及操作注意事項(xiàng)

真空濾油機(jī)的工作原理[1]：反應(yīng)釜中上端由真空泵抽成局部真空，油液從吸入口流入，在真空腔內(nèi)通過噴頭噴淋而下。由于反應(yīng)釜中處于真空狀態(tài)，油中水分在50～60 ℃時(shí)就氣化，并被真空泵抽走，油液實(shí)現(xiàn)脫水。脫水后的油液經(jīng)齒輪泵和細(xì)濾器從釜底排油管駁回油柜。如此不斷重復(fù)排除油液中的水分，并最終實(shí)現(xiàn)破乳化。

真空濾油機(jī)進(jìn)行液壓油破乳化操作時(shí)需注意以下幾點(diǎn)。

1)真空濾油機(jī)真空度的設(shè)定。真空度是真空濾油機(jī)的一個(gè)非常重要的技術(shù)指標(biāo)。針對油液乳化程度的不同和要求處理效果的不同，真空度的設(shè)定原則是：含水量大時(shí)，真空度低一些，這樣有利于快速去除乳化油中的水分；當(dāng)含水量明顯降低后，真空度調(diào)大一些，這樣有利于徹底清除油中的游離水分。

2)真空濾油機(jī)溫度控制的設(shè)定。真空濾油機(jī)在工作的過程中，會(huì)使用到加熱的功能。加熱是真空濾油機(jī)實(shí)現(xiàn)脫水的基本條件之一。溫度的控制原則是：溫度偏低時(shí)脫水效率會(huì)降低。溫度過高時(shí)會(huì)給濾油機(jī)帶來損害，加快濾油機(jī)密封件的老化，同時(shí)加速油液的氧化。因此正確的溫度控制原則應(yīng)根據(jù)不同的油品和含水率，調(diào)整不同的溫度。保證真空濾油機(jī)能夠高效運(yùn)轉(zhuǎn)又不損傷油液質(zhì)量。

4 結(jié)束語

通過對乳化液壓油進(jìn)行破乳化處理，證明選型的真空濾油機(jī)能夠有效和快速的解決液壓油乳化問題。通過對過濾處理后的液壓油油樣進(jìn)行檢測，相關(guān)報(bào)告的數(shù)據(jù)證明各項(xiàng)參數(shù)均能夠滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)液壓系統(tǒng)經(jīng)過1個(gè)月的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)也再次證明真空濾油機(jī)的處理效果是令人滿意的。該工藝與常規(guī)做法相比存在費(fèi)用低、能夠持續(xù)在線作業(yè)、不會(huì)導(dǎo)致停機(jī)、沒有二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

同時(shí)也應(yīng)該認(rèn)識到，液壓油的污染通常是一個(gè)長期慢慢積累的過程。當(dāng)計(jì)劃更換液壓油時(shí)，設(shè)備的磨損已經(jīng)產(chǎn)生。因此選取一種在線運(yùn)行的濾油機(jī)對液壓油系統(tǒng)定期進(jìn)行過濾保養(yǎng)是非常必要的。通過使液壓油一直處于超潔凈狀態(tài)，能夠有效延長液壓油使用壽命節(jié)省購油成本，同時(shí)對設(shè)備的保養(yǎng)也可以起到不可估量的作用。

[1] 陸望龍.實(shí)用液壓機(jī)械故障排除與修理大全[M].長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2006.

Hydraulic oil emulsification is a great harm to equipment system. High cost and long cycle exist in conventional processing oil and washing systems. A new technique is developed ,which can remove the water from the emulsified oil on-line, with the working principle of vacuum oil filter.

hydraulic oil ; emulsification ; vacuum oil filter

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.05.008

李立(1982-)，男，天津人，工程師，學(xué)士，主要從事船舶設(shè)備管理工作。

2015-06-18