船舶液压油的使用管理

李怀远 左红稳 赵天翔 曹新玉

摘 要：液压机械在现代船舶上应用日益广泛，液压油作为液压系统的血液至关重要。在液压装置中，液压油不仅用来传递液压能，也起润滑、散热和防锈作用。其性能对液压装置的工作性能和使用寿命有重要影响。液压油系统是否能正常工作也取决于液压油的粘度、温度，其防锈性和抗氧化性都有相当严的要求。该文从对液压油的污染、危害和管理等几个方面进行了分析探讨。合理地使用与管理，有效预防在液压油储存、搬运、加注过程中的污染，对增长液压油的使用寿命都起着关键的作用。

关键词：液压油 污染 管理

中图分类号：TH13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）01（c）-0044-02

在现代船舶上，船舶机械所用动力可分为气动、蒸汽、电动和液压等多种。气动机械虽然结构简单、无污染，但因漏泄多且效率低，仅用于小功率机械；蒸汽机械因散热损失大和管理不便已基本不用。由于液压传动的优点多，在现代船舶上液压机械作为电动机械的主要竞争对手，应用广泛。例如舵机、减摇鳍、吊车、可调距螺旋桨和水密门启闭装置等等。然而，在液压系统中，液压油不仅起液压动力传递作用，也起润滑、冷却作用，同时还起抑制腐蚀和防锈蚀作用。如果说液压泵是整个液压系统的心脏的话，那么液压油就是整个液压系统的血液，它不仅影响液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命，而且直接关系到液压系统能否正常工作。因此，船舶机械液压油在粘度、防锈性和抗氧化性上有着相当严格的要求，并且在液压油的选用和管理方面也必须遵循相关的原则。只有选用合适的液压油，进行严格的管理，这样才能保证液压系统的工作稳定，从而才能保证船舶液压机械的正常工作，保证船舶的使用安全。

1 液压油污染的主要形式

据资料统计，液压系统的故障约有70%是由于液压油的污染引起的。因此，要管理好液压油，分析液压油污染的原因，有效地控制液压油的污染是十分重要的。在使用初期故障率高可能是由于设计、制造、安装问题和初始污染等造成，而进入稳定工作后则故障率降低并维持一个相对稳定的数值，但进入磨损极限区后，故障率曲线又显著上升。而对液压油污染的严格控制，将能显著地延长它的稳定工作期并使后期故障率降低，大大延长液压装置的使用寿命和降低维修费用，减少突发事件造成的危险和重大的损失。但我们许多的管理人员，对液压油的污染控制根本不重视，更没有什么正规的检验和更换制度，所有的管理工作仅仅是在油箱油少时补一些油而已，几乎没有什么其他的管理措施。

1.1 固体污染

液压元件（如：泵、马达和阀）大都是由铸件或其他毛坯件经过机械加工而成的，因此在这些元件内就必然会积有铸造砂、金属切屑和淬火盐等脏物，还有在装配液压系统时各个元件是用管道连接起来的，一般需要进行焊接加工，而焊接后会产生焊瘤和焊渣；油箱通常也是焊接构件，由于长时间的存放这些构件也会生锈；新的液压油也并不是十分洁净的，在制造、储藏、输送和灌装等环节中，多少会含有或混入一些故态杂质；在液压系统内洁净的油液也不能永远保持洁净，这是因为在液压缸柱塞运动或温度变化时会引起油的膨胀和油的漏失，并因此而造成油箱中的油面晃动产生空气交换，于是，尘埃会进入油箱和油液中；另外，在允许使用条件下，泵工作会出现金属接触，在正常运行时相互滑移的零件将会产生磨损，磨损产物会使磨损进一步加剧，使油液中的污染物越来越多。当液压油污染严重时，将会使液压系统的工作性能变坏，故障频繁，液压元件磨损加剧，寿命缩短，甚至损坏。这些危害主要是由污垢颗粒造成的。对于泵类元件来说，污垢颗粒会使泵的滑动部分（如叶片泵中的叶片槽、转子端面和配流盘；齿轮泵中的齿轮端面、侧板和壳体；柱塞泵中的柱塞和缸孔、缸体和配流盘、滑履和斜盘等）磨损加剧，缩短泵的寿命；对于阀类元件来说，污垢颗粒会加速磨损，引起震动，使阀芯卡紧，把节流孔或阻尼孔堵塞，从而使阀的性能变坏或动作失灵；对于液压缸来说，污垢颗粒会加速密封件的磨损，使泄漏量增大。根据有关资料表明：5～15 μm的固体杂质就会造成阀件卡紧和小孔堵塞；10～30 μm的颗粒会造成动力元件（泵、马达）磨损，其中轴向柱塞泵因平面配油、油膜较薄，10～15 μm的颗粒就会造成磨损；造成径向柱塞泵或叶片泵磨损的分别是15～25 μm和20～30 μm的固体颗粒。固体杂质还会引起密封元件的磨损和堵塞滤器引起吸空。另外，机械杂质在油温过高还能表现出对油液的强烈的催化作用，使油液氧化变质。

1.2 水污染

水混入液压油的来源可能是油箱内结露，或者是补油和检修时不慎带入。有的系统设有水冷却器，万一泄漏会使大量的水进入液压油中。当液压油中含有水份时，因为液压油的吸水饱和度仅为200～300 ppm，所以系统侵入的水份很容易以游离状态存在，这种游离状态的水经过泵时，被激烈的搅动，形成乳化状，降低了油液的润滑性能。此外，油液中的氧化物和固体颗粒以及某些添加剂有促进乳化液稳定的作用。水还与添加剂中的金属硫化物和氧化物作用产生酸性物质，对元件产生腐蚀作用。经验表明：当油液中同时存在固体颗粒污染物和水时，水对元件的腐蚀作用比水单独存在时要严重得多，水还能够加速油液的氧化。在低温工作的条件下，水还可以凝结成冰粒，堵塞元件间隙小孔，引起系统故障。

1.3 空气污染

在液压系统中有过量的空气也是一种污染。液压油若长期暴露在空气中，空气融解量可达8%～10%。空气在液压油中的溶解度根据油种、系统的工作压力、油温的不同而不同，它与压力成正比，与油温成反比。当系统工作压力下降或温度升高时，溶解在油液中的空气就会分离出来成气泡并被裹在油液中，运行到压力较高的地方就会爆破产生气蚀和液体噪音，严重时损坏管路、阀体和油泵。当油中混有空气，会使油液的可压缩性增大，在压缩的过程中消耗能量。另外，空气中的氧促使油液氧化变质，使油液的润滑性下降，酸质和沉淀物增加。气泡还会破坏运动件之间的油膜，加剧元件的磨损等。

2 液压油氧化和污染主要危害

2.1 液压油氧化的危害

液压油的氧化会产生有机酸和污渣沉淀物，使油的黏度增加，润滑性和抗蚀性变差；氧化产物可能造成通道堵塞和阀件卡阻，还会对氧化起催化作用。

2.2 液压油污染的危害

液压油的污染容易使阀件卡紧或孔径淤塞，发生故障。大多液压阀件的间隙比较小，油中的杂质最容易使其卡紧；污染的油会使液压泵、液压缸和密封件磨损、擦伤，泄露增加，性能下降；堵塞滤器，使系统压力下降，还会使系统发生“气穴现象”。

3 关于液压油管理的几点建议

3.1 防止机械杂质进入液压油

（1）按照说明书的要求正确选用合适的液压油。

（2）选用合适的密封材料。

（3）盛油的容器要专桶专用，对油桶底部有油泥的需及时清洁晾干后再用，油液从系统中抽出更应注意专桶专用。

（4）建立新油不干净的概念，用前要检测，确认油液合格后方可充入系统使用。

（5）油箱最好做成封闭型，透气孔要加装空气过滤器。

（6）新系统和修复后的初次充油的系统，清洗一定要彻底，并用新油循环冲洗2～3次，冲洗时应采用流量较大的耐污染的泵，并且要将系统中的泵、马达、油缸旁通绕过，冲洗的过程中要敲震管路。尽管如此，系统中还是不可避免地留下一定量的残留物而污染液压油，因此，初次充入的油样要尽快更换，一般为使用期的一半时间。

（7）根据滤器前后的压差及时清洗滤器。

（8）定期取样化验，发现问题及时处理。

3.2 防止水分进入系统

（1）油桶不能露天存放和放在相对湿度较大的地方，防止在温度下降时湿空气凝结成水滴漏入油桶，从而进入系统。

（2）经常检查冷却水系统，要经常注意油箱油位的变化情况。

（3）注意油缸活塞杆处的密封，防止水分由此进入。

3.3 防止气体进入油系统

（1）注意检查吸油管路的密封，防止螺栓松动使空气被吸入。

（2）油箱的油位应保持在规定的位置，防止油位过低使吸入管的油产生旋涡效应携带空气进入泵内。

（3）经常检查，杜绝管接头、阀件出现漏油现象，以免当内部管道出现负压时，抽吸外部空气进入液压油；泵的轴封的密封也应加以注意。

3.4 严格控制工作油温

将油温控制在30 ℃～50 ℃之间。当环境温度低于5 ℃时，应先启动电机一段时间后，等油温升至15 ℃以上后才能让系统投入工作。如环境温度高于40 ℃，应打开冷却水系统，注意油箱油位的变化：油位增高则表明冷却水漏入油箱，油位降低过快则表明系统有漏，要尽快排除。

3.5 避免长时间大负荷工作

防止运动因负荷过大而加剧磨损，导致污染滑油。另外，负荷过大也会引起压力增大而使油液过热现象，从而加剧油液的氧化作用。

4 结语

液压油的选用应遵循相关的原则，液压油的污染对液压系统的危害相当严重，特别是船上的液压装置较多，例如像可调距桨、舵机、减摇鳍等设备操纵船舶的航速、航向，保证船舶安全航行，给船上的测量设备提供稳定的基础，为船员创造良好的工作条件和生活条件。倘若液压油受污染，后果不堪设想。因此，正确选用液压油，提高管理人员对液压油的管理水平是很值得重视的。

参考文献

[1] 陈立军.船舶辅机[M].北京：人民交通出版社，2002.

[2] 费千.船舶辅机[M].大连：大连海事大学出版社，2007.

[3] 胡启祥.船舶辅机[M].北京：人民交通出版社，2013.