液压油污染控制及再生利用研究

赵文华

摘 要:介绍了液压油污染的原因及控制液压油污染的方法和措施,以及废旧液压油的再利用。

关键词:液压油;污染;再生利用

中图分类号:V317.2文献标识码:A文章编号:1672-3198(2009)18-0278-01

1 造成液压介质污染的原因

1.1 残留污染物

主要指液压元件以及管道、油箱在制造、储存、运输、安装、维修过程中,带入的砂粒、铁屑、磨料、焊渣、锈片、油垢、棉纱和灰尘等,虽然经过清洗,但未清洗干净而残留下来的残留物所造成的液压油污染。

1.2 生成污染物

(1)液压油氧化变质析出物。

液压系统工作时,因压力损失而消耗的能量,使系统油温升高。当液压油处于高温时,一方面油中的高压空气与油分子直接接触,空气中的氧分子引起油液氧化,生成有机酸,对金属表面起腐蚀作用;另一方面,油液氧化析出粘滞物和浸漆物。

(2)液压油中混入水分和空气。

多数液压油中含有微量(小于0.1%)的水分,过多的含水量会使液压油乳浊化,使其润滑性能下降,对液压油的氧化起触煤作用,加剧污垢集积。同时,混入液压油中的空气还会增加油液的氧化作用,并引起液压系统的振动、爬行和气蚀。

(3) 元件磨损、损坏生成污染物。

液压元件工作时,运动件之间的金属与金属、金属与密封材料的磨损颗粒以及液流冲刷下的软管胶料、过滤材料脱落的颗粒和纤维、剥落的油漆皮等。它们会腐蚀机件,并使元件表面的污物分散到油液中去而难以清除,还降低过滤网附着污物的能力,常常使节流小孔堵塞。使液压元件失效造成事故故障。

1.3 侵入污染物

主要指周围环境中的污染物,例如空气、尘埃、水滴等通过一切可能的侵入点,如外露的往复运动活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统所造成的液压油液污染;还如维修过程中不注意清洁,将环境周围的污染物带入,以粗代细,甚至不用过滤器,过滤器常年不清洗、滤网不经常清洗、换油或补油时不注意油的过滤、脏的油桶未经过严格的清洗就拿来用,从而把污染物带入。

1.4 生物污染物

微生物也可能像其它微小颗粒一样侵入液压介质,如果不加以阻止,微生物将繁殖生长并表现为粘质物,污染介质。一般加杀菌剂或去除微生物繁殖的条件——水或营养物,以阻止生物污染的增长。

1.5 逃脱污染物

逃脱污染物来自过滤器附近的潜在的液流通道(如不密封的溢流阀或旁通及滤材的裂口等),以及使被截留颗粒上的拖曳力大于过滤器纤维表面的吸附力的流量脉动。

1.6 液压油中混入的其它油品

不同品种、不同牌号的液压油其化学成分是不相同的,当液压油中混入其它油品后,就改变了其化学组成,从而使用其性质也发生变化。

2 控制液压介质污染的方法和措施

由于液压油液被污染的原因比较复杂,液压传动系统在工作过程中液压油液又在不断地产生污染物,因此,要彻底地防止污染是很困难的。为了延长液压元件的使用寿命,保证液压传动系统的正常工作,应将液压油液的污染程度控制在一定的范围内。通常情况下,采取如下措施来控制污染:

2.1 消除残留物污染

液压系统组装前后,必须对零件进行严格的清洗。

2.2 避免生成污染物污染

(1)防止油温过高,液压油温度要控制在一定范围内,一般液压油使用温度为50℃—70℃,最高不超过80℃;在设计中,可采用扩大油箱容量和通风自然冷却来缓解油温的升高;对于发热量大而结构又不允许有较大的油箱容量的情况下,可采用冷却器进行强制冷却。

(2)控制水分与空气进入液压油。

2.3 减少外来的污染

为了减少液压系统的污染源,改善设备的运转环境,加强粉尘治理,减少工作现场的粉尘。油箱通大气处要加空气滤清器,向油箱加油应通过过滤器,维修拆卸元件应在无尘区进行。

2.4 滤除系统产生的杂质

为了控制油液的污染度,要根据系统和元件的不同要求,分别在吸油口、压力管路、伺服阀的进油口等处,按照要求的过滤精度设置滤油器,以控制油液中的颗粒污染物,使液压系统性能可靠、工作稳定。滤油器过滤精度一般按系统中对过滤精度敏感性最大的元件来选择。在需要时,还可以增设外循环过滤系统,从而使系统的污染物控制等级得到提高;应定期检查过滤器的滤网有无破裂,若有破裂要及时更换,对变质油和清洁度超标油禁止使用,油箱内壁一般不要涂刷油漆,以免油中产生沉淀物质,为防止空气进入系统,回油管口应在油箱液面以下,液压泵和吸油管应严格密封。应根据需要,在系统的有关部位设置适当精度的过滤器,并且要定期检查、清洗或更换滤芯。

2.5 加强液压系统的维护保养和管理

(1)选择合适的液压油。要根据液压系统的特点和使用环境,选择合适的液压油,首先要求具备合适的粘度、合适的固体颗粒污染等级,其次,要考虑液压油的抗氧化性、抗乳化性及是否有耐磨添加剂等,此外,还需考虑液压工作介质与元件金属材料及其密封材料的相容性。

(2)加强油品管理。为保证出库油品的质量,必须定期对库存油料进行取样化验。新油入库时应化验,不合格的油品不准入库;油应妥善保管;油液转筒或注入时应过滤;并注意油筒、注油口、漏斗口等容器的清洁。

(3)定期清除滤网、滤芯、油箱、油管及元件内部的污垢。在拆装元件、油管时也要注意清洁,对所有油口都要加堵头或塑料布密封,防止脏物侵入系统。

(4)通过检查和更换液压油。油液的使用寿命或更换周期取决于很多因素,其中包括设备的环境条件与维修保养、液压系统油液的过滤精度和允许污染等级等因素。由于油液使用时间过长,油、水、灰尘、金属磨损物等会使油液变成含有多种污染物的混合液,若不及时更换,将会影响系统正常工作,并导致事故。

3 废旧液压油的再利用

与所有产品一样,液压油也有它的使用寿命,超过使用寿命的液压油,不得再进行正常使用,必须进行有效处理。有关数据显示,全世界每年消费大量的液压油,仅2007年全球液压油消耗量就超过5000万吨,如此大量的废旧油品不进行有效处理,其对环境破坏之大,可想而知。有消耗就必然有生产,全球每年均有与消耗数量相应的液压油产生。众所周知,石油资源并非用之不竭,对废旧液压油进行再生利用,不仅保护了环境,而且节约了资源。

目前我国对废旧油品的回收再利用已开始重视,大中型厂矿一般都有配套的废旧油品回收设施,废旧液压油的回收率在80%左右。就现有废旧油品处理技术,变质的液压油再生利用率一般可达70%左右,每年将可减少55%以上的新油生产。我国2007年液压油年产量在350万吨以上(约占石油产品总量的2%),其中有近180万吨为再生油品。但是,仍有上百万吨的废旧油品未得到有效处理,被随意排放,造成大量的环境污染。

随着社会的进步,新型电液比例控制技术和液压伺服控制技术广泛应用在各种型式的机械设备上,给油液的污染控制提出了更高的要求。液压油的质量直接影响设备的可靠性和寿命,所以液压油的污染控制不容忽视。而未来大量的液压设备的广泛使用,液压油品的需求量将会更大,而相对石油资源则越来越少。因此需要我们更加重视液压油的合理使用,并不断提高液压油品的再生利用率,更大程度减少新油生产,从而节约大量石油资源,减少对环境的污染。

参考文献

[1]@金梅玉.浅谈液压传动的应用及其发展[J].内蒙古电大学刊,2002,(4).

[2]@刘涛,严莹.液压油污染在线监测研究[J].硅谷,2008,(11).

[3]@姜美贞,徐晓峰.浅谈液压油的污染与控制[J].机床和液压,1999,(9).

[4]@凌勇坚.废液压油,润滑油再生利用工艺与效益[J].中国资源综合利用,2003,(6).

[5]@谷庆宝,王禹等.废润滑油再生利用的现状与面临的问题[J].中国资源综合利用,2003,(7).