液压油水分含量超标的危害与防范措施

液压油水分含量超标的危害与防范措施

在目前的润滑管理中，越来越多的人已经深刻意识到只有有效的控制液压油的污染水平，才能保障液压设备减少磨损，从而达到提高设备可靠性和可利用率的目的。

一、水污染对液压油的危害

在各种液压油的污染物中，除了空气和各种固体颗粒外，最主要的就是水。水污染会给液压系统带来严重影响。这些影响包括：

润滑油粘度上升或油膜变薄（使得液压油的流动性变差或流动性太好，导致油品不适宜该部位的润滑）

增加了液压油的可被压缩性（即液压油可提供的压力不稳定，导致工作的不稳定）

添加剂被溶解在水里导致损耗（降低了液压油的性能）

使油氧化变质（减少了油品的使用寿命）

降低油品的润滑性（使得设备工作不稳定）

加速金属表面疲劳（对金属部件的保护不够，容易生锈或受到腐蚀，降低了金属部件的使用寿命）

在低温时凝结成冰，降低液压油的流动性，淤塞运动部件

容易使系统内滋生细菌（降低了油品的使用寿命，增加了换油成本）

堵塞过滤器，降低精滤效果（直接增加了过滤器成本，还间接的影响着设备部件的使用寿命）。

 

水的进入，特别是大量的游离水，在液压系统内破坏了润滑油膜的形成，油品润滑性能急剧下降，使运动表面产生磨损、粘着和金属疲劳，产生了一些金属磨粒。另外，液压油里的水会在较高的工作温度下与油产生氧化反应。而这些金属小颗粒，尤其是铜或铁颗粒的存在，又会成为水与油品产生氧化分解反应的催化剂，使反应速度加快。反应将生成酸性腐蚀性产物，不溶性污染物等有害物质，使得零部件受到腐蚀，阀门卡滞或形成油泥等。

水对液压的危害，我们可以从一下的几个图表中得到分析。

在有铜或铁催化的情况下，受到水污染的液压油寿命会缩短到只有原来的数十分之一。

由于含水油液可被压缩性增加，导致齿轮泵的容积效率下降；而润滑油膜的变薄，使得叶片泵的磨损增加。可以看到，由于水的存在，不论是游离水还是溶解水，都会使滚动轴承的寿命大大缩短。 

在研究所做的试验中，选用SAE20（大约为46厘斯）的矿物油，温度为65.6℃，轴承工作压力2.03GPa，以2700转/分钟的速度旋转。试验含水量分别为25PPM、100PPM和400PPM的情况。

如果以100PPM含水量时所作的轴承寿命作为标准1，那么在油中含水量降到25PPM时，油品的寿命可延长到2.3倍；含水量增加到400PPM时，轴承寿命缩短到0.43倍的寿命。

还可以看到，水污染导致过滤器的堵塞。

 

 

二、水污染的来源

液压油的水污染主要来自：

l 水冷却器的泄漏，这是最常出现的漏水原因

l 空气中的冷凝水，在潮湿的环境下，加上昼夜的温差，如果油箱呼吸器没有干燥或防潮措施，会导致油箱里有较多的冷凝水。

l 由于温度降低，从油里析出来的溶解水。

 

三、水存在的形式

水在油中存在的形式有3种：

1、溶解水

在我们的印象中，水和油是不能混在一起。但实际上，润滑油中总是含有少量以分子水平存在的水分，这种水被成为溶解水。溶解水存在数量的多少，与基础油的类型，添加剂配方，以及油的温度有关。在一定的温度下，调配好的油品只能溶解一定数量的水。油里不能溶解更多的水时，我们称之为饱和。当温度下降时，油溶解水的能力下降，溶解水会从油里析出，形成游离水。

在达到油品的溶解水饱和度之前，油的外观是清亮透明的。

2、游离水

由于温度降低，溶解水从油里析出，或是外界有水侵入液压系统，就会形成一些小水滴悬浮在油里，并随着水的增多逐渐形成大水滴。通常，液压油的密度<1，因此水滴会沉入油箱底部。

3、乳化液

但如果游离水收到油泵的剧烈搅拌或是阀件剪切作用，而形成微小的悬浮在油里，无法沉淀到油箱底部，就会形成油的乳化。液压油的颜色也因此变得模糊或是浑浊发白。乳化液会使液压系统受到严重的危害。

 

四、如何检验水含量

在线监测：通过安装智火柴公司的油液水分含量传感器，可以实时连续在线监测润滑油、液压油、齿轮箱油、透平油等各类油品油中溶解水分含量，水活性及油温，通常水分含量检测精度达到10%以内。通过对重要设备的油中水分含量实时监测，用户可以有效了解、掌握液压设备等重要设备的运行情况，对于企业安全运营、设备增效起到关键作用。

 

五、控制与去除超标水量指导方法

可选择专用真空滤油机快速脱除油液中的水分、气体、杂质和挥发物（少量汽油、煤油等），提高油液品质，恢复润滑油粘度、闪点及使用性能。保证液压系统、动力系统、润滑系统的正常运行。

 

油液相关知识：

机械设备在使用过程中，由于环境以及内部运行产生的各种磨粒会对润滑油的质量、性能产生影响，从而加速机械设备的磨损，导致机械设备性能下降，使用寿命缩短等。在工业实践中，通过控制机械设备润滑油的清洁度，及时处理润滑油中的污染物或者换油，保持机械设备润滑油的清洁可以有效延长设备使用寿命、保持设备高效率运行。因此，对润滑油清洁度的检测成为油液状态监测的一项重要内容。

 

 

通用工业油液ISO清洁度指引：油液清洁度标准

 

关于油液清洁度标准，目前世界上已被广泛采用的是国际标准委员会制定的ISO 4406标准，其它标准如美国航天学会制定的NAS 1638，汽车工程师学会制定的SAE AS4059。NAS1638标准虽然在近海工业及航空工业有应用，但实际上已被废除。SAE AS4059虽然在特定行业有应用，但没有获得广泛认同。综上所述，一般谈到油液清洁度标准，还是以ISO 4406来做参考。

 

ISO清洁度等级标准引用的是1mL样品液中大于4、6和14μm的颗粒数量，因此ISO标准的污染等级代号由三个代码组成，如 ISO 4406:19/16/11, ISO 4406: 21/19/16等。

 

以ISO 4406: 21/19/16为例，

 

第一个代码21，表示油液中大于4μm的颗粒数量其区间范围所在的污染等级为21；

 

第二个代码19，表示油液中大于6μm的颗粒数量其区间范围所在的污染等级为19；

 

第三个代码16，表示油液中大于14μm的颗粒数量其区间范围所在的污染等级为16。

 

由于大于6μm、14μm的颗粒都大于4μm的颗粒，因此对大于4μm的颗粒计数是包括6μm、14μm的颗粒。

 

 

ISO 4406油液清洁度标准

 

油液清洁度的判定随着光谱、能谱、射线分析技术的应用，油液清洁度等级测试技术不断提高，其科学性、准确性也得到认可，在煤矿机械设备，以及工业制造、国防、航天领域应用广泛。目前常用的在线式或者便携式油液清洁度设备一般采用颗粒计数法来判定油液清洁度，是目前最精确的实验室测定方法之一，但仪器价格稍微偏昂贵一些。

 

自动颗粒计数器可分为遮光性、光散射性和电阻性3类，其中遮光型颗粒计数法是最常用的。它的原理是利用光电传感器采集信号，直接测定油液中颗粒污染物的大小和数目，继而判定油液的清洁度等级，精度高，但同时容易受油中气、水珠的影响。对于污染严重的油液必须对颗粒密度过大、透光差的油液进行稀释。随着技术的进步以及过滤性能的提高，颗粒计数器的测试精度都逐步提高，对油液清洁度的判定精度也更精准。

 

此外，分析铁谱技术也是非常有效的手段，它不只是单纯的油液检测技术，同时能对污染物颗粒的形状、颗粒物浓度、粒度进行分析，反映磨损程度及趋势，但仪器价格较昂贵。目前最新的显微数字图像处理技术已经应用于油液磨损分析，油液清洁度判定，从而提供了全新的、方便快捷、精确度高的检测手段。