船舶液壓系統(tǒng)液壓油固體顆粒的污染與控制

1、第26卷 第6期 世界海運(yùn) Vol.26 No.6 2003年12月 World Shipping Dec. 2003收稿日期2003-03-07作者簡介劉永生,(1954-,男,山東招遠(yuǎn)人,高級工程師,從事船舶輔機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與研究。 船舶液壓系統(tǒng)液壓油固體顆粒的污染與控制&劉永生,&蔣福偉,&溫守毅(大連海事大學(xué),遼寧 大連 116026【關(guān)鍵詞】船舶液壓系統(tǒng);固體顆粒雜質(zhì);污染控制【摘 要】對船舶液壓系統(tǒng)液壓油固體顆粒污染的種類、產(chǎn)生的途徑及其危害進(jìn)行了闡述,并提出了控制液壓油污染的具體方法?！局袌D分類號】U664.81 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】1006-772

2、8(200306-0042-020 引 言液壓傳動在船舶甲板機(jī)械中的應(yīng)用日益廣泛,現(xiàn)代較大船舶的舵機(jī)、起貨機(jī)、錨機(jī)、絞纜機(jī)、艙蓋機(jī)等大都采用液壓傳動。而液壓油質(zhì)量的好壞對液壓系統(tǒng)的工作可靠性及其壽命起著至關(guān)重要的作用。液壓系統(tǒng)中的污染物是指液壓油中含有的對液壓系統(tǒng)及其元件有危害作用的物質(zhì),這些物質(zhì)按其物理狀態(tài)可分為固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)3種類型。固態(tài)污染物以顆粒狀態(tài)存在于液壓油中。液態(tài)污染物主要是外界侵入系統(tǒng)中的水及其他與液壓油不相容的油類。氣態(tài)污染物主要是空氣。其中固體顆粒是液壓系統(tǒng)中最普遍、危害最大的污染物。據(jù)統(tǒng)計(jì),在船舶甲板機(jī)械液壓系統(tǒng)中,由固體顆粒污染物引起的故障占總污染故障的80%以上,因

3、而,弄清固體顆粒污染物的種類、產(chǎn)生的途徑、對液壓系統(tǒng)的危害,從而采取措施,控制其對液壓系統(tǒng)的危害,以減少故障的發(fā)生是十分必要的。1 固體顆粒污染物的種類及其產(chǎn)生的原因液壓油中的固體顆粒污染物主要有焊接后未清除干凈的焊渣、機(jī)械加工產(chǎn)生的鐵屑,運(yùn)動零件磨損產(chǎn)生的金屬末,密封材料磨耗及破碎后產(chǎn)生的粉末及碎屑,剝落的油漆碎片、油泥,安裝及維修過程中帶進(jìn)的纖維絲、型砂、磨料、銹片,以及空氣中的灰塵等。這些固體顆粒污染物產(chǎn)生的原因有3種:(1潛在污染,即液壓系統(tǒng)及元件中原來殘留的污染物;(2再生污染,即液壓系統(tǒng)工作時因零件磨損產(chǎn)生的污染物;(3侵入污染,即使用、維修、加油時帶入的污染物。2 固體顆粒污染物

4、對液壓系統(tǒng)及其元件的危害液壓系統(tǒng)在運(yùn)行時,從外部進(jìn)入和內(nèi)部產(chǎn)生的固體顆粒便會懸浮在液壓油中,隨液壓油在系統(tǒng)中循環(huán),或沉積在小間隙處及設(shè)備的底部,從而使液壓系統(tǒng)產(chǎn)生種種故障。(1固體顆粒雜質(zhì)對油泵及油馬達(dá)的危害固體顆粒會使油泵和油馬達(dá)有相對滑動零件表面的磨損加劇,例如,葉片泵和葉片馬達(dá)中的葉片和葉片槽、轉(zhuǎn)子端面和配油盤;齒輪泵和齒輪馬達(dá)中的齒輪端面和側(cè)板、齒頂和泵殼內(nèi)壁、齒輪輪齒的嚙合面;柱塞泵和柱塞馬達(dá)中的柱塞和缸孔、轉(zhuǎn)子端面和配油盤、滑靴和斜盤都會因固體顆粒的存在而使磨損加劇,加劇的磨損產(chǎn)生更多的固體顆粒,這些固體顆粒又使磨損加劇,造成惡性循環(huán),影響了油泵和油馬達(dá)的性能,降低了其使用壽命,嚴(yán)

5、重時會產(chǎn)生卡死現(xiàn)象,造成破壞性損壞。(2固體顆粒對液壓閥的危害固體顆粒會使閥芯和閥體之間的滑動表面產(chǎn)生磨損,使其配合間隙增大,導(dǎo)致泄漏量增大;若固體顆粒嵌入滑動表面之間,會使閥芯卡死;若固體顆粒堵塞液壓閥的節(jié)流孔和阻尼孔,會使液壓閥的性能變壞,甚至動作失靈,發(fā)生事故。此外,當(dāng)液壓油中的污染顆粒堵塞吸入濾器時,會使油泵吸油困難,產(chǎn)生振動和躁音;排出濾器嚴(yán)重堵塞時,會因壓力過大擊穿濾網(wǎng)使濾器喪失過濾能力,造成污染的惡性循環(huán)。3 固體顆粒污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)的途徑如前所述,固體顆粒進(jìn)入液壓系統(tǒng)的方式有3種:潛在污染、再生污染和侵入污染。其中侵入污染所占比重最大,也是輪機(jī)管理人員和液壓設(shè)備維修人員應(yīng)該而

6、且能夠減少和預(yù)防的。固體顆粒侵入液壓系統(tǒng)有以下幾個主要途徑:(1油箱油箱一般都設(shè)有油箱蓋、呼吸孔,若油箱蓋密封不嚴(yán)或呼吸孔無空氣濾清器,當(dāng)液壓油溫度升降產(chǎn)生呼吸作用時,空氣中的雜質(zhì)就會隨空氣進(jìn)入油箱;另外,向油箱加油時,若加油孔或加油用具不清潔,或不經(jīng)過濾,也會使雜質(zhì)進(jìn)入油箱。(2油缸油缸的活塞桿伸出端是污染物侵入油缸的主要途徑,目前,普遍在活塞桿壓力密封件外部設(shè)置防塵圈以防外界污染第6期劉永生等:船舶液壓系統(tǒng)液壓油固體顆粒的污染與控制43物侵入油缸。(3快速接頭船舶甲板機(jī)械液壓系統(tǒng)常設(shè)有測量油壓用的快速接頭,若操作前對其清潔不充分,會使雜質(zhì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)。(4維修時帶進(jìn)雜質(zhì)船舶甲板機(jī)械液壓系統(tǒng)

7、在維修時,由于時間緊、條件差及維修人員的責(zé)任心差或技術(shù)素質(zhì)不高,常會帶入大量的固體顆粒雜質(zhì),這是導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障頻繁發(fā)生的重要原因。例如,某船一段液壓鋼管破裂,采取焊接方法修復(fù)后,沒有對所焊鋼管進(jìn)行清洗,設(shè)備運(yùn)行后,發(fā)生葉片泵故障,經(jīng)解體油泵發(fā)現(xiàn),焊渣進(jìn)入油泵后,嵌在葉片的尼龍條內(nèi),并將轉(zhuǎn)子的葉片槽擠壓變形,使葉片卡死在葉片槽內(nèi),造成油泵損壞;甚至有堵塞油管的抹布,在安裝時沒有取出,設(shè)備運(yùn)行后,抹布被油液帶進(jìn)換向閥入口處,堵塞油路,使液壓系統(tǒng)失靈,在維修時使固體顆粒進(jìn)入液壓系統(tǒng)而引起新故障的例子不勝枚舉。4 液壓油固體顆粒污染的控制措施(1定期清洗過濾器船舶甲板機(jī)械液壓系統(tǒng)大都設(shè)有吸入濾器、排

8、出濾器和回油濾器。液壓系統(tǒng)中的雜質(zhì)在隨油液流過濾器時,會被濾器濾出,故應(yīng)根據(jù)濾器的污染程度,定期對濾器進(jìn)行清洗,以去除濾器中的污染物。此外,根據(jù)濾器的污染程度和濾器中雜質(zhì)的種類,還可以判斷液壓元件的磨損情況,例如,某液壓系統(tǒng)油泵出口濾器發(fā)現(xiàn)大量銅末,經(jīng)解體檢修,發(fā)現(xiàn)該柱塞泵的配油盤和缸體磨損嚴(yán)重,經(jīng)修復(fù)油泵并濾油,避免了油泵進(jìn)一步磨損。(2定期清洗油箱液壓設(shè)備運(yùn)行時,系統(tǒng)中的污染物除被濾器濾出外,還有的會沉積在油箱的底部,若油箱底部污垢過多,會在油液的擾動下懸浮于油液中,故應(yīng)定期對油箱進(jìn)行清洗。清洗油箱時,應(yīng)先將油箱內(nèi)的液壓油放至干凈的容器中,然后用鐵鏟等工具鏟除油箱底部沉積的油垢,再用尼龍刷

9、配合與系統(tǒng)油液有相容性的清洗劑(不可用煤油、柴油等溶劑刷洗,最后用乙烯樹脂海綿將油箱內(nèi)壁擦干凈。注意,不得用棉布或棉紗擦洗,以免纖維粘到油箱內(nèi)壁上。經(jīng)驗(yàn)證明,對纖維類污染物,用面團(tuán)清洗,方法簡便,清洗效果好。因?yàn)槔w維類污染物很難清除,但卻很容易粘附到面團(tuán)上。(3防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入油箱為了防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入油箱,應(yīng)保證油箱蓋的密封件完好無損,油箱的呼吸孔應(yīng)設(shè)置空氣濾清器。(4防止加油時帶入雜質(zhì)加油時應(yīng)保證加油孔和加油用具清潔,并采用濾油車(或用150200目的濾器將油過濾后加入油箱。(5密切關(guān)注設(shè)備運(yùn)行情況經(jīng)常檢查油泵、油馬達(dá)有無躁聲和過熱現(xiàn)象,濾器有無過度污染,若有,說明元件的磨損較嚴(yán)重或

10、有損壞,應(yīng)立即檢修。(6防止檢修過程中帶入污染物在檢修過程中,不能因時間緊、條件差而對污染物的進(jìn)入掉以輕心或不負(fù)責(zé)任。對解體修理的元件,一定要清洗干凈并用壓縮空氣吹凈后再裝配,不可用抹布擦拭零件,檢修場地要潔凈,手、工具要保持清潔,以免帶入污染物;維修、更換管路后,一定要將所修復(fù)的管路通油清洗,根據(jù)具體情況,可采用專用的清洗裝置清洗,也可利用系統(tǒng)本身的油泵和油箱進(jìn)行清洗,為了使污染物不隨液壓油循環(huán)而重新進(jìn)入回路,應(yīng)在回油口設(shè)置臨時回油濾器。清洗管路時,應(yīng)將系統(tǒng)中對污染敏感的元件和對液流速度有限制的元件應(yīng)用相應(yīng)的管件旁通。清洗液可采用液壓系統(tǒng)工作時所用的液壓油,也可采用與系統(tǒng)油液有相容性的清洗劑

11、,不可采用煤油、柴油等溶劑,以免腐蝕液壓系統(tǒng)及其元件。2Pollution and Its Control on Solid Particle Polluter of the Hydraulic Oilin the Marine Hydraulic SystemLIU Yongsheng, JIANG Fuwei, WEN Shouyi(Dalian Maritime University, Dalian 116026, ChinaAbstract This paper describes the causes and harms of solid particle pollution for hydraulic oil system, and points out the certainmeasurement to control the hydraulic oil pollution.Keywords marine hydraulic system; solid p