润滑油过滤器应用效果的考察

中国石化润滑油有限公司燕化分公司

液压油的固体颗粒污染物是造成液压元件磨损、可靠性和性能显著下降的主要原因之一［1］,可能造成液压元件的磨损,降低液压元件的使用寿命,过多的颗粒污染物会堵塞油滤,磨损密封件。70%以上的液压系统故障与液压油有关,而这70%中的90%是由于液压油受到异物的污染造成的［2］。油品生产过程中不可能做到完全没有固体颗粒物的存在,生产企业通过多级过滤、循环过滤或以上过滤方式组合的模式进行油品过滤,使油品的清洁度达到一定要求。滤材类型、精度等级不同,过滤效果也不同,且滤材出厂标定的过滤效率是在一定的试验条件下测定的,当其实际应用于润滑油过滤时,过滤效果应参照实际应用场所及工况条件测定。本文采用在线颗粒计数器对4种滤材对液压油的过滤效果进行了考察。

在线颗粒计数器简介

PAMAS 在线颗粒计数器,按照ISO 4406标准可检测出0/0/0到24/23/22的颗粒度等级,以1 min为时间间隔,实时监测油品颗粒度变化情况,并能同步传输到PC端。设备主要参数如下：

◇测量范围(ISO11171)：4～70 μm(c)。

◇8通道：4 μm/6 μm/10 μm/14 μm/21 μm/25 μm/38 μm/70 μm。

◇最大纳污容量(ISO11171)：24 000 个/mL。

在线颗粒计数器的使用受到现场许多因素的制约,要排除各种影响因素才能得到更加有效的数据结果。油液中空气的带入会影响仪器测量结果的准确性,温度、压力、流量等间歇式变化对测量结果也有很大的影响。PAMAS在线颗粒计数器可以在油液参数不满足试验条件时立即报警提示,避免不可靠数据被采纳。

油液清洁度评价方法

GB/T 14039-2002《液压传动油液 固体颗粒污染等级代号》修改采用ISO4406标准,使用自动颗粒计数器计数,所报告的清洁度等级代号由3个代码组成,分别代表每毫升油液中尺寸≥4 μm、≥6 μm和≥14 μm的颗粒数对应的等级。代码之间用“/”分隔,根据颗粒数的多少共分为28个等级。

设置合理的试验条件

将在线颗粒计数器油液入口管接到过滤器前端,出口管接到负压端。因仪器只有1台,入口通道只有1个,可根据测试需要,更换采样点位置,对每个过滤器、滤材进行分段测试,通过PC端传输的数据(每100 mL油中所含颗粒数)进行监控分析,分别考察不同滤材的过滤效果。在线颗粒计数器试验现场示意见图1。

为避免空气进入影响仪器的试验数据,在更换滤材后,做排气处理,避免空气进入仪器输入端。考虑到压力、温度和流量等因素会影响仪器测定数据的准确性,通过控制输送泵出口压力、油品温度等方式调整试验参数,以满足仪器测定条件。在线颗粒监测试验参数设置见表1。

单个滤材的过滤效果测试

参与试验的滤材有4种,分别是公称精度5 μm滤袋(以下简称公称5 μm滤袋)与绝对精度3 μm滤袋(以下简称绝对3 μm滤袋),精度5 μm滤芯与精度3 μm滤芯(均为金属滤芯)。在试验条件下,使用液压油L-HM46为试验油品,分别针对不同类别、精度的滤材进行油液颗粒数的监测。

图1 在线颗粒计数器试验现场示意

表1 在线颗粒监测试验参数设置

按照过滤前、过滤后清洁度等级的变化,以及每100 mL中油中颗粒数量的变化进行对比,得出不同滤材过滤效果的对比情况,具体数据见表2。

按照表2数据,列出了油品经4种滤材过滤后的清洁度等级变化情况,见图2。

从表2、图2可以看出,公称5 μm滤袋对油品的清洁度等级没有发生改善,≥4μm颗粒、≥6μm颗粒与≥14μm颗粒的去除率分别是13%、17%与33%,过滤效果远远落后于其他3种滤材。

为更好地比较滤材的过滤效果,按照颗粒大小的划分,分别计算了4种滤材的颗粒去除率,并绘制了颗粒去除率曲线,见图3。由于4种滤材实测的过滤前每mL油中≥38μm的颗粒数平均含量小于1个,不具有比较价值,本文仅对38 μm及以下颗粒进行对比分析。

从图3可以看出：

◇经过3 μm滤芯或5 μm滤芯过滤的油液的颗粒去除率曲线较平稳,二者在14 μm颗粒以下的过滤效果有明显差异,对≥14 μm颗粒的过滤效果趋同。

◇公称5 μm滤袋呈现的过滤效果较差,与其他3种滤材相比均有较大差异。

◇绝对3μm滤袋与相同精度的3μm滤芯相比,在6 μm颗粒以下呈现的过滤效果有明显差异,对≥6μm、≥10μm颗粒的过滤效果趋同。因滤袋比较柔软,受温度、压力方面要比金属滤芯影响相对较大,其对≥14μm颗粒的过滤效果出现波动,属于正常现象。

结论

☆滤材厂家提供的软质袋式滤材有公称精度与绝对精度之分,其中公称精度的滤袋基本无法满足润滑油的精密过滤要求,实际使用时可设计在多级过滤的最前端,用于较大直径颗粒的过滤。

☆在绝对精度标号相同的情况下,金属滤芯由于结构工艺方面的优势,在润滑油生产使用时,受温度、压力变化的影响较小,过滤效果优于滤袋。金属滤芯虽然呈现出较好的过滤效果,但成本较高,应结合使用效果、更换周期,在满足润滑油清洁度要求的前提下,综合考虑生产成本后决定是否选用。

表2 不同滤材的过滤效果考察

图2 油品经不同滤材过滤后清洁度等级变化

图3 4种滤材的颗粒去除率曲线

[1]杨明，熊春华.油液污染度测定：颗粒计数法与自动颗粒计数器[J].液压气动与密封，2011，（4）：1-3.

[2]朱国华.高清洁度液压油的生产探讨[J].合成润滑材料，2008，（2）：11-13.

[3]李志云.PFC-200C颗粒计数仪在液压油清洁度测定中的应用[J].轻合金加工技术，2007，35，（7）：39-40.