油液中顆粒污染物質(zhì)檢測應用綜述
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一、油液中顆粒污染物的來(lái)源
液壓元件是通過(guò)各種零件相互間的微小“間隙”來(lái)實(shí)行各部件的密封的，如果流進(jìn)間隙里的液壓油受到污染的話(huà)，則不僅不能維持原有的性能，而且還會(huì )影響機器的使用壽命。
與齒輪泵和葉片泵等其它類(lèi)型的泵相比，柱塞泵更高壓、高效率，控制性能也更好，所以，以載有控制閥的變量泵被廣泛地使用。如果液壓工作油的污染超過(guò)了允許范圍，使柱塞泵工作的柱塞和缸體等運動(dòng)零件之間的間隙、控制閥的閥芯與閥體之間的間隙發(fā)生漏油時(shí)，會(huì )增加磨損，從而縮短油泵的使用壽命，降低油泵的效率甚至導致控制性能失效。由此，對于柱塞泵來(lái)說(shuō)，液壓油的清潔度具有非常重要的意義。
液壓系統油液中存在著(zhù)各種各樣的顆粒污染物，最主要的是固體顆粒物，此外，還有水、空氣及有害化學(xué)物質(zhì)等。油液中的顆粒污染物來(lái)源可概括為系統內部固有、工作外界侵入及內部生成。油液顆粒污染對液壓系統的危害體現在元件污染磨損、元件堵塞與卡緊故障、加速油液性能劣化等方面。
二、油液顆粒污染的檢測方法及評判標準
油液顆粒污染是指單位體積油液中固體顆粒物的含量，也就是油液中的固體顆粒污染物的濃度，對于存在的氣體、水分不包含在其中，目前國內外的檢測方法有：重量法、計數法和半定量法。
重量法：通過(guò)單位體積油液中所含固體污染物的質(zhì)量來(lái)評估油液的污染程度，所需設備簡(jiǎn)易、成本低廉，但是消耗工作時(shí)間較長(cháng)，測定結果只能反映總的污染物。
計數法：根據儀器可分為顯微鏡法和自動(dòng)計數法，通過(guò)對單位體積內的顆粒濃度和尺寸分布來(lái)評判，顯微鏡法操作復雜、主觀(guān)因素影響較大，但能很好的觀(guān)察其污染物的大小和形貌，自動(dòng)計數法操作簡(jiǎn)單、檢測耗時(shí)短、精確度高、重復性好、人為二次污染少，目前為國內外主流實(shí)用儀器。
半定量法：根據實(shí)用儀器可分為：顯微鏡比較法、電容法、電阻法等等，通過(guò)對油液的流動(dòng)特性影響來(lái)間接測量污染程度，方法簡(jiǎn)單、操作方便，但精度差、重復性不高，僅為臨時(shí)性的定性判定方法。
液壓系統的污染程度及能否繼續運行，國內外都有相對應的評判和檢測標準，國際上有國際標準化組織發(fā)布的“ISO 4406-1999 Hydraulic fluid power Fluids Method for coding the level of contamination by solid particles 、美國宇航協(xié)會(huì )發(fā)布的“NAS 1638 Cleanliness Requirements of Parts Used in Hydraulic Systems Rev 2”、美國汽車(chē)工程師協(xié)會(huì )發(fā)布的“SAE AS4059D Aerospace Fluid Power -Cleanliness Classification for Hydraulic Fluids”中國國家標準發(fā)布“GB/T 14039-2002液壓傳動(dòng) 油液固體顆粒污染物等級代號”、中國國家軍用標準發(fā)布“GJB 420B-2006 航空工作液固體污染度分級”、中國電力行業(yè)標準發(fā)布“DL/T 432-2007電力用油中顆粒污染度測量方法”------等等。
液壓系統的固體顆粒污染物等級評判目前主流應用分別是ISO 4406-1999和NAS 1638兩大標準。ISO 4406規定的污染度等級，根據顆粒濃度的大小共分為30個(gè)等級，顆粒濃度愈大等級代碼愈大，污染愈嚴重，分別用三組代碼來(lái)描述污染程度；NAS 1638規定的污染度等級，根據顆粒濃度的大小共分為14個(gè)等級，根據5~15、15~25、25~50、50~100、大于100五個(gè)粒徑區間的數據，那個(gè)區間的數值污染等級最差就一其作為最終的評判標準。
三、油液顆粒污染物的樣本獲取
油液顆粒污染物的檢測中注意人為二次污染的重要一環(huán)就是檢測樣本的獲取過(guò)程，需嚴格按照取樣公益或操作規程執行，避免人為二次污染。
取樣點(diǎn)的設定：
設定取樣點(diǎn)時(shí)要考慮兩個(gè)因素：
一是必須使所取油樣具有代表性，即測量結果能夠代表整個(gè)系統油液的污染狀況；
二要考慮取樣裝置的安裝方便。
通常應該在系統內污染最嚴重且容易發(fā)生故障的部位附近設立取樣點(diǎn)，如回油管濾油器的上游、主油泵下游等。如果從油箱直接取樣，要確保取樣管的末端進(jìn)入油液深度的一半左右，否則，由于油液分層可能使油樣沒(méi)有代表性。
取樣的間隔設定：
在進(jìn)行油液污染監測和故障診斷過(guò)程中，一般以運行時(shí)間確定取樣時(shí)間，取樣間隔由設備工作性質(zhì)和系統壓力而定，并根據運行時(shí)間長(cháng)短和技術(shù)狀態(tài)隨時(shí)調整。
必須保證取樣過(guò)程中樣液不被污染。為了使分析結果真正代表實(shí)際情況，應在系統正在運行或剛剛停止工作時(shí)進(jìn)行取樣。
四、油液顆粒污染物的樣本檢測與分析
本次樣本檢測與分析采用案例方式進(jìn)行，具體如下;
測試樣本地點(diǎn)：重慶野生動(dòng)物園；
樣本采集地點(diǎn)：金剛游藝機（KING KONG）液壓系統；
樣本測試時(shí)間：2012年5月3日~6日
樣本檢測系統：采用普洛帝公司的PLD-0203油液顆粒度分析儀及PULL-V8.2分析測試軟件及清潔過(guò)濾裝置、超聲波振蕩器、進(jìn)出油液管線(xiàn)和相關(guān)輔助設施組成的油液測試系統，該檢測系統的PLD-0203油液顆粒度分析儀可實(shí)現自動(dòng)清洗、自動(dòng)采集樣本、樣本分析測試、數據處理及儲存，內置打印機可方便檢測數據的打印和輸出；PULL-V8.2分析測試軟件含有NAS1638、ISO4406、GJB420B、DL/T1096等常用判定標準，客戶(hù)可自行設定粒徑檢測范圍及判定標準，整個(gè)測試過(guò)程簡(jiǎn)單方便，耗時(shí)短，準確度高、穩定性好。
測試結果及要求：根據HUSS Park Attractions GmbH針對金剛游藝機（KING KONG）液壓系統的運行指標，經(jīng)過(guò)液壓調試公司過(guò)濾處理，運用樣本檢測系統對液壓系統進(jìn)行檢測跟蹤，檢測頻次為30min每次，最終結果要求按照ISO4406-1999標準進(jìn)行評判，清潔度等級為：ISO4406 19/15/12。
樣本測試分析：3日開(kāi)始調試檢測，經(jīng)過(guò)初次檢測ISO4406 22/17/17，并發(fā)現采樣管有氣泡，發(fā)現有泄漏現象，通知液壓調試公司進(jìn)行排查并解決問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)過(guò)濾與測試，最終在6日上午達到ISO4406 17/15/12，測試完成。
案例分析：本次樣本檢測采用循環(huán)間隔檢測，開(kāi)始通過(guò)檢測發(fā)現有泄露現象，開(kāi)始的運行顆粒污染物濃度較大，經(jīng)過(guò)運行過(guò)濾顆粒污染物濃度降低，并達到運行要求，油液顆粒污染物檢測可有效的節省安裝調試時(shí)間和成本，并指導生產(chǎn)運行工作。
結束語(yǔ)：
油液顆粒污染物檢測目前應用行業(yè)比較廣泛，是油液系統工作可靠性的基本保證，由于引起系統的污染是多因素的，如何檢測并得到有效預防將成為油液顆粒污染物檢測的核心，通過(guò)了解油液顆粒污染物檢測技術(shù)，對油液系統故障、運行及維護具有借鑒意義。
參考資料：
1、普洛帝服務(wù)中心客戶(hù)服務(wù)方案選集；
2、油液顆粒污染物檢測液壓行業(yè)經(jīng)典檢測操作規范(end) 矢量控制相關(guān)文章:矢量控制原理
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