影响液压油抗乳化性能原因分析

发表时间:2020/11/4   来源:《工程管理前沿》2020年22期   作者:林长青
[导读] 液压油是一种重要的工业润滑油,在其使用过程中容易混人水分,形成乳化油,导致其润滑性能变差
        林长青
        青岛地铁集团有限公司运营分公司,山东 青岛 260000
        摘要:液压油是一种重要的工业润滑油,在其使用过程中容易混人水分,形成乳化油,导致其润滑性能变差。抗乳化性能是衡量液压油质量优劣的一项重要指标。在液压油生产过程中,影响其抗乳化性能的因素有多种,通过分析发现管线残留、阀门渗漏对液压油首件检验抗乳化性能有一定影响,通过工艺改进,可以大幅度提高液压油首件检验抗乳化合格率,即保证了产品质量,具有一定的经济效益。
        关键词:液压油;抗乳化;原因
        液压油是用于液压系统的传动介质,主要起润滑、防锈、防腐和冷却作用,因使用环境的特殊性,使用过程中不可避免会混入冷却水,若油品的抗乳化性不好,会形成乳化液,使油膜遭到破坏,不能很好地起到润滑油作用;另外,油品乳化后,将促进油品氧化,进而造成零部件锈蚀,容易发生设备事故。因此,为防止油品乳化,对液压油的抗乳化性提出明确要求。
        一、液压油抗乳化影响原因
        结合该公司整体资源配置情况,推出L—HM抗磨液压油,年销量约为8500t,占L—HM抗磨液压油销量的50%以上,因不同添加剂与基础油配伍性问题,需使用不同复合剂生产不同质量的液压油产品;因产品品种多,批量小,而调合釜、灌装线数量少,导致不同类别润滑油相互切换频繁,生产过程中存在一定的质量风险。
        
        根据润滑油调合灌装生产工艺,见图,影响液压油首件检验结果的环节分别为工艺本身缺陷、调合釜及管线的残留、灌装管线的残留和阀门的质量问题。
        1、工艺缺陷影响。因液压油灌装管线为1号和2号灌装线的共用管线,根据目前灌装的品种,两条灌装线不会同时灌装同一个液压油产品,当2号灌装线生产时,因灌装线为电磁阀控制,间歇式灌装,灌装机的电磁阀关闭时,输转泵继续工作将油品输送到1号灌装线的液压油管线,2号灌装线结束时,目前工艺要求只对2号灌装线的液压油管线进行吹扫,油品会存在通往1号灌装线的液压油管线中,在1号灌装线灌装油品时,液压油灌装管线残留较多油品会造成首检不合格,反之,亦然。
        2、调合釜及管线残留的影响。因液压油调合釜,调合量分别为35 t、55t和110 t,合计罐容为190 t,年调合量约2.2万t,分别用于调合抗氧防锈液压油、抗磨液压油、液力传动油和汽轮机油等品种,因基础油与添加剂的配伍性原因,抗磨液压油的普通与高压等级采用不同的复合剂生产。由于液压油调合釜少,调合油品品种多,导致不同油品相互切换频繁,同时存在一定的质量风险。根据清罐、清管线经验,正常调合生产的油品,灌装作业结束后,锥底罐内残留的油品约为30 kg,管线残留约为管线体积的25%~30%,据此计算调合釜及管线残留量详见表。
        
        3、液压油灌装管线残留的影响。灌装过程中为了消除灌装机及灌装管线中残存的前一批次油品对后续灌装产品质量的影响,保证后续灌装产品合格,通常采用顶线方式,即用后续灌装产品将前一批次残存在灌装管线及灌装机中的产品顶出。通常采用回调的方式对顶线油进行处理,即按一定比例将顶线油作为基础油降级调入内燃机油润滑油产品中,由此会造成一定的利润损失。此外,不同类别顶线油降级使用可能会对润滑油的产品质量造成一定的隐患。根据多元回归结果,在目前的顶线量下,灌装管线残留的油品比例约7%,根据残留的比例,灌装残留油品对抗乳化的影响。
        4、阀门的影响。目前灌装生产工艺,不同类别的油品在灌装机前进行汇合,并使用阀门进行隔开;不同类别的油品对液压油的抗乳化影响特别大,特别是内燃机油。L—HM抗磨液压油(普通)批次首检抗乳化不合格数量最大量为3.4 t,根据调合釜及管线、灌装管线、包装物的影响可以看出,造成大批首检抗乳化不合格的原因可能是阀门渗漏,造成内燃机油等其他油品混入到液压油中,造成首检抗乳化不合格。在发生抗乳化不合格时,现场将阀门打开,在通气压力为0.2 MPa的情况下,发现不合格批次所使用的阀门在水中连续产生气泡,判定为阀门渗漏。
        二、液压油抗乳化性能措施
        在液压油工业生产中,影响其抗乳化的主要因素有基础油含水,液压油复合剂进罐时脉冲搅拌未开启导致其与蒸汽盘管长时间接触局部高温分解,罐底存油质量欠佳。实际生产控制可从以下方面加以改进:(1)从工艺上加以控制。在液压油复合剂进料前在调合罐内先加入部分基础油,加入量根据调合罐容量大小适当调整,一般在1/4高度即可,开启脉冲搅拌,再加入液压油复合剂,随后加入其他各种辅剂,最后加入剩余基础油,其他条件不变。在所有原材料投料完成后开蒸汽加热或开搅拌时开蒸汽加热,如果基础油温度较高,如有时炼厂过来的基础油温度已经达到60℃,此时可以不开蒸汽加热,利用基础油自身温度开启脉冲搅拌亦可完成调油生产。通过实际生产情况来看,对调合工艺适当调整避免液压油复合剂局部高温后,所调液压油抗乳化性能明显提高。(2)将液压油复合剂调成母液。通过母液调合时,蒸汽盘管的局部高温影响明显减弱,液压油复合剂不会分解。但需要注意的是,在调制母液时,同样需要注意液压油复剂在母液罐中接触局部高温发生分解反应。(3)调合进料前对罐底油采样分析,若罐底存油质量较差的,一定要预先处理。可将罐底油倒罐处理后,进行清罐处置。实际生产管理中应按规定对储罐定期进行清罐处置。(4)液压油油品选择应注意:合适的粘度。粘度太高,液压油流过管路与元件通道时流动阻力加大,使功率损耗增加;粘度太低,则使一些靠油液密封的机械间隙如滑阀的阀芯与阀体、柱塞泵的柱塞与缸体的内漏增大,造成系统效率下降及运动部件的磨损。良好的抗氧化性。液压油与空气接触,特别是在高压高温条件下,极易氧化变质。液压油氧化后产生的有害酸性物质会加速对液压阀等元件的腐蚀,而且因氧化形成的粘稠状沉淀物会堵塞节流小孔和过滤器等,妨碍各液压阀的动作,降低液压系统的效率,因此要求液压油具有良好的抗氧化性。良好的抗乳化性。密封性再好的液压系统,在工作过程中也会不可避免地混入水份,而使液压油形成乳化液,结果不但削弱了液压油的 润滑作用,还容易使液压阀、液压泵及金属管道产生腐蚀及促进液压油的氧化变质。因此,液压油应具有良好的抗乳化性。良好的抗泡沫性。液压油混入空气后会形成气泡,混有气泡的液压油在液压系统中循环时,不仅会降低液压油的传动作用和润滑作用,还极易造成液压传动装置发生气蚀,产生剧烈的 振动和噪声等。此外,气泡还会加速液压油的氧化变质。因此,要求液压油起泡少,易于消泡并具有良好的抗泡沫性。良好的相容性。液压油与传动系统的相容性,主要表现为与非金属材料、油箱等的涂层材料及金属材料的相容性。其中以与非金属密封材料的相容性最为重要,如果它们之间互不相容的话,那么密封材料会溶胀软化甚至脆化,使密封材料失去弹性,导致密封件失效。因此液压油还必须具有良好的相容性。
        结论
        (1)调合釜及管线、灌装管线的残留对灌装首检抗乳化的影响较小,影响的大小主要与残留油品的抗乳化有关。
        (2)调合工艺控制过程中,调合温度在一定范围内波动及由于计量误差造成的添加剂浓度偏差不会对液压油抗乳化产生明显影响;工艺流程中与内燃机油混线时抗乳化将下降且会产生轻微沉淀,液压油复合剂进料时与罐内蒸汽盘管高温接触时,会造成添加剂发生不可逆分解反应产生大量对抗乳化起负作用的物质。对调合工艺加以适当改进可以使液压油抗乳化性能得到较好控制。
        参考文献:
        [1]张小娟,陈秀芳.浅谈涂料黏度测定原理和检测方法[J].分析测试,2018,25(4):29—31.
        [2]杨晓璞,崔玉江.同轴圆筒旋转黏度计测量原理详析[J].润滑与密封,2019,24(4):.
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