武漢地鐵3號線車輛空壓機油乳化分析

余紅雨 杜浩

摘 要：武漢3號線電動客車在運營期間連續(xù)發(fā)生多起螺桿空壓機潤滑油乳化的現(xiàn)象，更換潤滑油后有6臺空壓機潤滑油仍然乳化，通過普查、跟蹤空壓機的使用情況，最終找到故障點并進行了整改。

關(guān)鍵詞：螺桿空壓機;潤滑油;乳化;運轉(zhuǎn)率;溫控閥

中圖分類號：U279.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）07-0061-02

1 故障現(xiàn)象

3號線車輛在日檢月修中連續(xù)發(fā)現(xiàn)多起起空氣壓縮機潤滑油乳化現(xiàn)象，更換其潤滑油后仍然有6臺空壓機反復(fù)出現(xiàn)油乳化現(xiàn)象。具體乳化情況見圖1所示。

2 普查情況

由于該乳化現(xiàn)象出現(xiàn)的較為集中，我們對3號線所有車輛的空壓機潤滑油的狀態(tài)進行普查，主要檢查記錄空壓機的工作時長及潤滑油油位、顏色、油質(zhì)，普查結(jié)果如表1所示[1]。

3 跟蹤觀察

更換空壓機油之后，跟進各空壓機狀態(tài)有異常出現(xiàn)：（1）C121車次日不見油位，按廠家所提供的方案打風半小時依舊不見油位;再次打風10分鐘、停機5分鐘后通過觀察窗僅能看到極淺油位，后要求廠家再加少量潤滑油。（2）C291車更換空壓機油后再次發(fā)現(xiàn)有乳化跡象，疑似絮狀物。廠家到現(xiàn)場處理時，從排油口排出約300ml水，打風后油質(zhì)情況明顯好轉(zhuǎn)，絮狀物消失。廠家提出空壓機多工作就能將潤滑油中混合的水分排出，為驗證這一說法，C29車次日正線運營一天，當日回庫檢查時潤滑油恢復(fù)正常，但持續(xù)運營一周后再次發(fā)現(xiàn)潤滑油渾濁。（3）C256車在庫內(nèi)停留一天出現(xiàn)了水油分界面，可以從排油孔將水排出，試車線調(diào)試完畢回庫繼續(xù)打風1小時，油質(zhì)依舊渾濁;再次打風總時長約2.5小時油質(zhì)才轉(zhuǎn)為清澈可用狀態(tài)。

通過上述跟蹤情況，我們將空壓機油的乳化為三類：1）顏色很深、渾濁物均勻并且不能通過打風緩解;2）觀察窗內(nèi)油顏色偏暗、渾濁物均勻分布但是可以通過打風緩解至透亮;3）觀察窗底端現(xiàn)渾濁物、分界面清晰。

分析上述三種情況可以確定：情況1）是確實發(fā)生了乳化，并且換下來的廢油清晰可見乳化物。情況2）是空壓機運行后由于空氣壓縮，空氣中的水含量達到飽和后析出形成液體與潤滑油充分混合，壓縮機停機后該油水混合物一起由空壓機腔體各處匯集到底部，并于觀察窗表現(xiàn)出渾濁現(xiàn)象，因此可以通過打風（約30分鐘到2小時）將空壓機里的水分排出使油變得清澈。情況3）的分界面極有可能是水油分界面，這一情況中水含量比情況2）中的水分多，液態(tài)水可以聚集在觀察窗底部，因此可以通過排油口排出液態(tài)水。

4 試驗檢測

現(xiàn)場測量空壓機溫升發(fā)現(xiàn)，反復(fù)出現(xiàn)潤滑油乳化的6臺空壓機百秒內(nèi)溫度無法上升到83℃以上，懷疑可能原因是溫控閥始終卡滯在打開位置，現(xiàn)場更換溫控閥、油濾及潤滑油后，持續(xù)觀察未再發(fā)生潤滑油乳化現(xiàn)象。

拆卸下的溫控閥進行拆解分析：（1）將6件油控單元組裝到具備相同設(shè)計參數(shù)的空壓機上進行測試（測試結(jié)果見表2所示），6次測試空壓機從55℃提升到65℃所需要的時間從87到110秒不等，但根據(jù)測試大綱相關(guān)技術(shù)標準要求，溫升時間要求不長于 100 秒，2#6#數(shù)據(jù)超出標準，其余數(shù)據(jù)靠近上限。（2）將6件油控單元逐一進行拆解并進行各方面的檢查，對活塞閥及閥芯進行檢查，對活塞表面進行觀察可見因活塞閥上下動作留下的輕微劃痕，且活塞表面及腔體內(nèi)發(fā)現(xiàn)油泥狀的物質(zhì)，通過測量配合部件的尺寸發(fā)現(xiàn)，活塞外圓直徑的實際測量值普遍靠近上公差，其中 2#、6#的活塞外圓直徑接近上公差，且腔內(nèi)徑也靠近下公差，與溫升時間的測試結(jié)果進行比較，相對吻合。

5 結(jié)論及后續(xù)處理

由溫升試驗及溫控閥活塞狀態(tài)可以判斷出：故障時溫控閥長期卡滯于導(dǎo)通狀態(tài)，即溫度并未達到冷卻需求時便開始了油冷卻循環(huán)，使得螺桿空壓機腔體溫度一直處于較低工況，空氣壓縮后大部分水分子形成冷凝水存在于螺桿空壓機腔體內(nèi)部，無法正常的與壓縮空氣一起進入到雙塔干燥器，并從干燥器排出。冷凝水長期留存在空壓機腔體內(nèi)部，導(dǎo)致壓縮時油、水不斷地混合，使得潤滑油乳化。為確?，F(xiàn)場其余空壓機的使用情況，我們對其均進行了溫升測試，沒有出現(xiàn)反復(fù)乳化的空壓機溫升均符合設(shè)計要求。

在今后的檢車中，若再發(fā)現(xiàn)空壓機油有乳化現(xiàn)象則：（1）持續(xù)打風15-30分鐘，查看潤滑油狀態(tài)是否恢復(fù)正常;（2）若打風后潤滑油中無絮狀物但油質(zhì)渾濁，排出少量潤滑油能夠確認潤滑油中雜質(zhì)過多，則更換潤滑油及油濾;（3）若打風后乳化現(xiàn)象任然存在，且停機5-10分鐘時空壓機溫度已經(jīng)較低，測量該空壓機的溫升，確認溫升時長已超過100秒，則更換潤滑油及溫控閥。

參考文獻

[1] 姜陽.武漢3號線地鐵項目空氣壓縮機潤滑油乳化報告[R].北京.克諾爾南口供風設(shè)備有限公司，2016.