液壓系統油乳化故障處理新工藝探索

李 立，張 京(中交一航局第一工程有限公司，天津 300456)

液壓系統油乳化故障處理新工藝探索

李 立，張 京
(中交一航局第一工程有限公司，天津 300456)

液壓系統油乳化故障對相關設備的影響非常大，常規換油、沖洗的處理方法存在費用高、周期長等問題。文章利用真空濾油機工作原理，開發出液壓系統在線狀態下去除乳化油中水分的新工藝。

液壓油；乳化；真空濾油機

液壓技術因其傳動力量大且易于傳遞及配置，在工業、民用行業應用廣泛。在液壓系統中，液壓油即作為工作介質傳遞流體動力，又兼潤滑液壓元件內相對運動部件的作用，并且還具備防止銹蝕、沖洗元件和管路內污染物以及帶走熱量進行冷卻的作用。因此液壓油的合理選取及科學使用管理是保證液壓設備正常和高效運轉的前提和保障。

液壓設備的故障除了與液壓元件、機械、電氣等方面有關外，與液壓油的關系也極大。常有“80%的故障來自液壓油”的說法。作為液壓故障的一項重要原因，液壓油污染是我們工作中經常遇到的問題。下面針對一起液壓油進水乳化的實際案例，提出一種操作簡單和成本較低的破乳化新工藝。

1 問題的提出

在對一艘起重船錨機液壓系統的例行檢查時，相關人員發現液壓油已經嚴重乳化無法繼續使用。經過排查確定故障原因是液壓油熱交換器滲漏損壞，冷卻水進入到液壓油系統中導致液壓油乳化。

液壓油乳化會對液壓系統產生較大的危害。

1)油液變質，減小潤滑油膜厚度，降低潤滑作用。

2)油液變性聚合而形成大分子，使液體黏度改變。

3)形成有機酸，腐蝕金屬表面，導致系統元件磨損產生故障。

針對液壓油乳化問題，采取如下常規處理工藝。

第一步：將液壓系統放油清潔，打開各油柜、主要管路接頭、閥件放油并吹氣清潔。

第二步：將液壓系統管路串油并反復沖洗2～3次，取油樣進行檢測。

第三步：油樣檢測合格后，將系統內的液壓油全部換新并補充至規定油位，使系統恢復正常使用狀態。

經過初步估算，系統沖洗和油換新工作所需的液壓油將達到12 000 L。整個處理過程還將產生大量的人工成本和材料消耗。同時該工藝還存在工藝復雜、存在二次污染、周期長影響船舶生產等不利因素。

針對常規工藝存在的上述問題，提出利用一種新技術實現乳化液壓油在線工作時破乳化的工藝思路。這樣既能節省采購液壓油的費用，又能夠避免系統放油、沖洗產生的費用和船舶停滯等問題。

2 工藝思路及方案比選

通常水分在液壓油中以溶解水和游離水的形式存在。常溫下，油中會含有0.003%～0.006%的溶解水。通常油的含水量大于0.1%時，油開始呈現白濁色(乳化)。可見游離水是液壓油乳化的主要原因。

乳化油去除水分的主要原理和適用性如下。

1))吸水性凍膠/吸附劑法。效率較低，對于嚴重乳化的油液需要頻繁更換吸水元件，且含水率很難達到0.01%以下。

2)真空法。效率較高，可以去除100%的游離水和80%左右的溶解水，不需要更換耗材。

3)聚結分離法。對黏度較低的油液具備較好的除水效果，對高黏度和含有各種添加劑的油液效果差。

經過分析比選，最終確定采用真空法為此次工藝的基本原理。選定一種兼具過濾機械雜質功能的真空濾油設備作為實施方案的設備。具體實施方案是先利用真空濾油機分離液壓油柜中乳化油的水分，待油柜中液壓油的含水量較小后運轉液壓系統。使殘存在系統中的乳化油回流到油柜中，通過真空濾油機繼續分離油中的水分，直至整個系統中的油含水量均達到使用標準。

經過經濟可行性分析后認為，采購真空濾油機及系統過濾過程中所產生的總費用要比更換液壓油及系統沖洗所需要的費用更經濟。同時真空濾油機還能夠重復使用，因此最終確定采用該工藝方案。

3 真空濾油機工作原理及操作注意事項

真空濾油機的工作原理[1]：反應釜中上端由真空泵抽成局部真空，油液從吸入口流入，在真空腔內通過噴頭噴淋而下。由于反應釜中處于真空狀態，油中水分在50～60 ℃時就氣化，并被真空泵抽走，油液實現脫水。脫水后的油液經齒輪泵和細濾器從釜底排油管駁回油柜。如此不斷重復排除油液中的水分，并最終實現破乳化。

真空濾油機進行液壓油破乳化操作時需注意以下幾點。

1)真空濾油機真空度的設定。真空度是真空濾油機的一個非常重要的技術指標。針對油液乳化程度的不同和要求處理效果的不同，真空度的設定原則是：含水量大時，真空度低一些，這樣有利于快速去除乳化油中的水分；當含水量明顯降低后，真空度調大一些，這樣有利于徹底清除油中的游離水分。

2)真空濾油機溫度控制的設定。真空濾油機在工作的過程中，會使用到加熱的功能。加熱是真空濾油機實現脫水的基本條件之一。溫度的控制原則是：溫度偏低時脫水效率會降低。溫度過高時會給濾油機帶來損害，加快濾油機密封件的老化，同時加速油液的氧化。因此正確的溫度控制原則應根據不同的油品和含水率，調整不同的溫度。保證真空濾油機能夠高效運轉又不損傷油液質量。

4 結束語

通過對乳化液壓油進行破乳化處理，證明選型的真空濾油機能夠有效和快速的解決液壓油乳化問題。通過對過濾處理后的液壓油油樣進行檢測，相關報告的數據證明各項參數均能夠滿足使用標準。整個液壓系統經過1個月的實際運轉也再次證明真空濾油機的處理效果是令人滿意的。該工藝與常規做法相比存在費用低、能夠持續在線作業、不會導致停機、沒有二次污染等優點。

同時也應該認識到，液壓油的污染通常是一個長期慢慢積累的過程。當計劃更換液壓油時，設備的磨損已經產生。因此選取一種在線運行的濾油機對液壓油系統定期進行過濾保養是非常必要的。通過使液壓油一直處于超潔凈狀態，能夠有效延長液壓油使用壽命節省購油成本，同時對設備的保養也可以起到不可估量的作用。

[1] 陸望龍.實用液壓機械故障排除與修理大全[M].長沙：湖南科學技術出版社,2006.

Hydraulic oil emulsification is a great harm to equipment system. High cost and long cycle exist in conventional processing oil and washing systems. A new technique is developed ,which can remove the water from the emulsified oil on-line, with the working principle of vacuum oil filter.

hydraulic oil ; emulsification ; vacuum oil filter

U672

10.13352/j.issn.1001-8328.2015.05.008

李立(1982-)，男，天津人，工程師，學士，主要從事船舶設備管理工作。

2015-06-18