液压油液清洁度测试分析研究

2018-12-26李健生赵计明钱振朋

建筑机械化 2018年11期

李健生，赵计明，钱振朋

（山推工程机械股份有限公司，山东济宁 272073）

推土机由传统的机械传动向静压传动发展，对液压油的要求越来越高，尤其是全液压推土机，泵、马达件对油液清洁度的要求越来越高，随着柱塞泵和马达在工程机械上的使用越来越广泛，对液压油液清洁度的要求也越来越高，所以液压油液清洁度的测试和换油指标的分析也越来越重要。

1 液压油清洁度测试

1.1 固体颗粒污染物的测量

1.1.1 油液清洁度等级标准

1）ISO标准

ISO 4406-1987（两位数系统）采用2个颗粒尺寸即5mm和15mm作为检测清洁度的特征粒度。它是以光学显微镜测量颗粒尺寸，共分为26个等级代码（从0．9，0～24）。

ISO 4406-1999（三位数系统），采用3个颗粒尺寸即4mm、6mm和14mm作为检测清洁度的特征粒度。

ISO 4406-1987和ISO 4406-1999的转换关系，两位数清洁度的第一位加2～3为三位数清洁度的第一位，两位数清洁度的第一位和第二位数值不变成为三位数清洁度的第二位和第三位。如：两位数清洁度为ISO 14/12，换算成三位数清洁度为ISO 17(16)/14/12，如图1所示。

2）NAS标准

NAS 1638是由美国航天学会制定的清洁度等级标准，它根据5个颗粒尺寸范围将清洁度分为14个等级。目前我国普通工艺生产的液压油一般只能达到NAS 8～10。

3）ISO标准与NAS标准的对应关系表1所示。

图1 油液清洁度等级标准

表1 ISO标准与NAS标准的对应关系

1.1.2 油液清洁度检测方法如表2所示。

1.1.3 自动光学颗粒计数法

恒定流体流量在光源前面经过，光源探测器测量在流体中由颗粒阻塞或分散的光变化，从而转化成清洁度代码，如图2所示。

1.1.4 自动压差式颗粒计数法

恒定流体流量由筛网过滤器经过。由于流体中颗粒阻塞过滤器筛孔，流体的流动受限。测量流量的降低或压差的增加并将其转换成清洁度代码。每个不同的筛网过滤器用于每个颗粒的大小范围，如图3所示。

1.2 粘度测量

其测定值与新油的运动粘度进行比较，若变化量超出±5%的变化范围，应更换液压油。现场简易检测时可采用直径为15～20mm，长为150～180mm的2根试管，分别在试管中装入2/3高的同一型号的新旧两种油，均封好管口。在同一温度下，使两者同时倒置，分别记录油中气泡上升的时间，如果新旧油之间的流动时间差超过10%时，则表明旧油的粘度已增加或下降了10%。也可以用专业的粘度测定仪来测定油液粘度，北京颇尔公司的PCM400就能实现这一功能，用它可直接测出所使用油液的粘度，并将其与同一型号的新油液的粘度进行比较，目前粘度变化范围控制在±10%～±15%，超过这个控制范围，则应考虑去除杂质或者换油。

表2 油液清洁度检测方法

图2 自动光学颗粒计数法

图3 自动压差式颗粒计数法

1.3 水分测量

液压油中的含水量一般用百分率表示。化验室测定其含水量的标准方法是卡尔-费歇尔（KAYLFISHEY）法，主要用于测定液压油中微量水分的含量。若操作仔细，最小可测定1PPM。这种方法的重复精度为11×10-6，灵敏度为 (50～1 000)×10-6。

2 系统换油指标分析

液压油污染程度对液压系统和各元件寿命有直接的影响，液压油在使用过程中由于受到机械、化学和物理的作用其性能逐渐劣化到对系统有危害作用的程度时，就必须更换油液。确定液压油更换时机的方法基本上有以下3种：定期、经验和试验更换法。

1）定期换油法根据表3确定液压油是否需要更换。

表3 液压油更换周期

2）经验更换法结合换油周期，观察液压油的颜色，或是由于某原因液压油变质失效，或是在换季保养时调整油的粘度（不同的使用温度要求使用不同粘度的液压油），都需要更换液压油。更换液压油应遵照一定的步骤和方法来进行，否则不仅不能将液压系统里的旧油更换出来，操作不当还会浪费大量的新油。通过观测油的颜色和气味来进行判断的。如油的颜色变浅，应考虑是否混入了稀释油，必要时测量油的粘度。如果油的颜色变深，稍微发黑，则表明油已开始变质或被污染。此时，若油的工作时间不长，可能是过滤器失效或有其它污染途径。如果油本身颜色没有多大变化，只是浑浊，不透明，这往往是油中混入了水，至少有0.03%的水。必要时可进行水分测定。但必须注意有些高级液压油在初装到油箱里时，看起来好像浑浊，经过一段时间运转以后，便透明了，并没有丧失原有性质，这应当看作是正常的。通过外观检测对液压油的优劣进行判断及处理方法如表4所示。