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液压系统知识文集
在用油液怎样进行取样
对设备润滑系统中在用润滑油的品质进行监测分析时，需要在预先选定的部位获取润滑油样品，这个过程就是润滑油的取样。
润滑油取样的常见方法有三种，分别是取样阀取样、测压接头取样和取样泵取样。
1．取样阀取样
润滑油取样时，可以在油液运行管路的低压回路上安装球阀，而后只要开启球阀即可获得油液样品。
在取样阀取样的操作过程中，要注意应先等油液完全冲刷过取样阀后，再取样品油液。
这样做的目的是清除取样阀死角处的杂质和上次操作的残余油液，确保取样的准确性。
2．测压接头取样
测压接头取样，多用于液压系统的一种特殊阀门，属于针阀种类。
测压接头在安装到液压系统中后，只要取消保护帽并打开阀门，即可获得油液样品。
测压接头在操作时也要注意内部的杂质冲洗问题。
3．取样泵取样
在对油箱、发动机等设备进行用油监测时，取样的部位比较特殊，因此多使用取样泵进行取样。
用取样泵取样的操作方法是，将取样瓶与取样泵相连旋紧，再将取样泵上的取样管深入到油箱内部，取样泵启动后，在真空作用下油箱内的油液会流到取样瓶中，完成取样。
挖掘机主泵为何出现噪声
一台PC200-6型全液压挖掘机在启动后，工作装置可实现各种动作，但主泵却发出了异常噪声。
初步分析，认为是泵吸空或者是油路中混入了空气所致。
故先将工作装置调整至油位检测位置，检查发现液压油箱的油位处于油标的低位以下，属缺油的位置。
经询问驾驶员得知，通向斗杆缸无杆腔的高压油管的密封圈在工作中因漏油而更换过，但更换后没有及时检查油位。
于是，首先给液压油箱加油至标准油位，试机表明异常噪声虽有所降低，但仍然存在。
然后，通过主泵排气阀对主泵进行排气后重新试机，发现异常噪声还是存在，说明此噪声不可能完全是由泵吸空而引起的。
接下来，对液压油箱的吸油滤芯和回油滤芯均进行了检查，发现吸油滤芯变黑、有油泥，而回油滤芯上粘有褐色金属颗粒，为此更换了上述滤芯。
考虑到回油滤芯上粘有褐色的金属颗粒，于是将主泵的油液放出并进行了检查，发现也有褐色的金属颗粒;同时，解体检查主泵时发现，活塞、配流盘、斜盘等无损坏现象，而滑履产生了磨损。
将其更换后，严格按要求进行了装配，清洗了液压系统并换油，当再次启动试机时，异常噪声消失，故障已被排除。
通常情况下，主泵周围产生异常噪声的可能原因有：
液压油不够造成主泵吸空;吸油管路中混入了空气;吸油滤芯堵塞导致主泵吸空;主泵内部磨损，致使主泵工作出现异常噪声。
本案例中，异常噪声是由于液压油不够和主泵内滑履磨损两方面造成的。
其原因是：
更换密封件后没有及时检查油位，导致液压油不够，使主泵产生吸空现象;混入空气的油液流经主泵时，滑履在某些瞬间浮不起来或浮起不充分，导致滑履与斜盘之间不能形成良好的润滑油膜，使滑履磨损，最终引起主泵工作产生异常噪声。
润滑油过滤系统基本要求
大型生产企业转动机械类型很多，相对复杂的设备都配有润滑系统。
润滑系统是机组的关键组成部分，每个润滑系统都有油过滤器，其目的是把润滑油中的杂质过滤出来，给设备提供清洁的润滑油，确保设备平稳运行。
在企业的设备润滑管理工作中，人们往往都把精力集中在分析润滑油成分上，而忽视了润滑系统杂质最多的部分——润滑油过滤器。
虽然分析润滑油指标可判断设备运行情况，但分析方法复杂，时间长、费用高。
而通过分析油过滤器运行的状况，可方便、快速、准确地判断设备运行情况。
某石化企业设备因润滑问题损坏而进行的维修工作占检修量的20%，通过长期的工作实践证明，如果能正确分析滑油过滤器的运行情况，就能够预防设备总体故障的70%左右。
当设备正常运行时，润滑油从油箱由油泵输送到油冷却器，油冷却器把润滑油温度降低到规定范围，润滑油再经油过滤器，杂质被过滤出去，到达设备的润滑点，润滑设备的轴承、齿轮、凸轮等，然后经回流管线回到油箱，完成系统循环。
滑油过滤器应达到以下基本要求：
1．具有较高的过滤性，能很好地滤掉油中杂质。
2．通油性好，润滑油流动时阻力小。
3．有一定机械强度，能承受一定压差。
4．易清洗。
5．抗腐蚀、抗老化，价格低等。
另外，润滑油过滤器的过滤精度也是一个不可忽略的指标，要求滤出颗粒直径必须小于运动部件间隙和油膜厚度，不同特点的设备应选用不同过滤精度的过滤器，这是润滑系统正常运行的关键。
如何从油滤器判断设备故障原因
在企业设备润滑管理工作中，对润滑油各种指标的分析有很多手段，除常规参数分析外，还有针对润滑油中颗粒的分析方法。
主要有：
光谱分析法、铁谱监测技术、颗粒计数。
这些方法虽然结果准确，但分析过程复杂，时间长，费用多，有一定的局限性。
某石化厂设备工程师李工经过多年总结，发现设备在试车和运行异常时，通过密切观察油过滤器、及时清洗、对滤出的杂质仔细分析观察等，也可判断出设备运行的状况。
该方法方便、快捷、准确，可广泛应用。
具体分析如下表所示。
过滤器杂质成分
原因
金属发亮颗粒，有磁性
滚动轴承损坏
金属发亮颗粒，无磁性
滑动轴承损坏
金属不发亮颗粒，有磁性
齿轮、转子等磨损
不发亮颗粒，无磁性
物料进入润滑油、设备密封损坏
絮状物
设备检修时不干净
黑色颗粒，无磁性
润滑油碳化、有高温区
例如：
该石化企业尼龙厂的往复压缩机刚检修完，曾因润滑油过滤器被絮状脏物堵塞，造成轴承和曲轴损坏;该企业芳烃装往复压缩机在检查时，发现润滑油过滤器内有金属发亮颗粒，无磁性，油箱底部也发现该物质，经进一步检查，发现连杆大头轴瓦磨损，所幸及时处理，避免了设备重大事故;该企业聚酯装置螺杆压缩机在检查时，发现润滑油过滤器内有物料PTA粉末，说明设备密封损坏，PTA粉末进入到润滑系统，及时停车检查，发现密封损坏。
还有很多事例，此处不一一列举。
巧用过滤器清洗润滑油管线
某石化厂设备管理工程师李工介绍：
当因设备故障等原因，润滑油管线、油箱、设备润滑点等有物料进入，或者设备检修中有金属粉末没有彻底清洗时，可采用过滤器把系统中的杂质收集起来，通过反复多次清洗过滤器，使系统干净。
如在上图系统中加临时油管线（旁路）A—B，将润滑油系统循环起来，润滑油走管线A—B，不经过设备主机，设备不运行，即先“油运”，使管道系统过滤干净。
然后让循环油不经管线A—B而经设备主机循环，把主机循环清洗干净。
具体案例：
该石油化纤装置往复压缩机因多年停运，系统很脏。
在清洗系统时，清洗过滤器共达18次，清理出大量铁锈、焊渣等脏物，取得了良好效果；该企业聚酯厂PTA装置高速泵因故障，润滑系统和齿轮箱内进入了物料和金属颗粒，采用此方法，清洗油过滤器8次，保证了检修质量。
润滑油过滤器压差过大（小）原因分析
润滑油经过过滤器后，压力会有一定降低，其压降一般在0.03～0.05MPa，压降过大和过小都属不正常，必须查明原因，设备才能继续运行。
过滤器堵塞时要及时分析判断，除看过滤器压差外，还要看管线上过滤器压力变化速度。
设备刚启动时，各部分压力很高，如果在5秒内过滤器出口压力就迅速下降，则说明过滤器堵塞。
工程机械液压系统工况特点与液压油选择
工程机械与工业设备的液压系统工况有较大区别，见下表：
表-工程机械与工业设备的液压系统工况差异
项目
工程机械液压系统
工业设备液压系统
液压泵类型
柱塞泵、齿轮泵
柱塞泵、齿轮泵，叶片泵
压力，MPa
20.6～41.2
13.7～31.4
高温使用温度，℃
80～100
不高于60
低温使用温度，℃
不高于-30
室温
油箱容积
小
大
由上表中的数据可以看出，与工业设备液压系统相比，工程机械液压系统存在以下特点：
1．由于工程机械在室外作业，夏季时液压系统油温较高，冬季时液压系统油温较低；
2．由于油箱较小，单位时间内油品在油箱内循环次数相对增加，且由于散热较差，油品更容易氧化变质。
因此，专家对工程机械液压系统用液压油的选择提出了以下建议：
1．虽然大多数工程机械OEM对其液压系统选用了HM抗磨液压油，而根据工程机械液压系统的工况特点，可选用粘温性能和低温性能更好的HV、HS抗磨液压油。
以保证工程机械液压系统在高、低温条件下正常运行。
2．应选用具有更好氧化安定性的专用液压油产品，以保证其在工程机械较大的做功密度和较高的使用温度下，有较长的使用寿命。
3．对于挖掘机、汽车起重机、混凝土泵车、旋挖钻机等液压系统，由于其压力均在35MPa或以上，建议选用高压抗磨液压油。
（陈惠卿）
工程机械液压油品质的简易鉴别
工程机械大都在远离油品检测试验室的野外施工，在无专用检测仪器的情况下，我们给设备管理人员总结了几种简易检测和鉴别液压油品质的方法。
１．水分含量
（１）目测法。
若油液呈乳白色混浊状，则说明油液中含有大量水分。
（２）燃烧法。
用洁净、干燥的棉纱或棉纸沾少许待检测的油液，然后用火将其点燃。
若发出“噼啪”的炸裂声响或出现闪光现象，则说明油液中含有较多水分。
２．杂质含量
（１）直接鉴别。
如油液中有明显的金属颗粒悬浮物，用手指捻捏时会感觉到细小颗粒的存在；在光照下，若有反光闪点，说明液压元件已严重磨损；若油箱底部沉淀有大量金属屑，说明主泵或马达已严重磨损。
（２）滤纸检测。
对于黏度较高的液压油，可用纯净的汽油稀释后，再用干净的滤纸进行过滤。
若发现滤纸上留存大量机械杂质（金属粉末），说明液压元件已严重磨损。
（３）声音和振动判断。
若整个液压系统有较大的、断续的噪声和振动，同时主泵发出“嗡嗡”的响声，甚至出现活塞爬行现象，这时观察油箱液面、油管出口或透明液位计，会发现有大量的泡沫，这说明液压油中已侵入了大量的空气。
（４）加温检测。
对于黏度较低的液压油，可直接放入洁净、干燥的试管中加热升温。
若发现试管中油液出现沉淀或悬浮物，则说明油液中已含有机械杂质。
３．黏度
（１）试管倒置法。
将被测的液压油与标准油分别盛在内径和长度相同的两个透明玻璃试管中（不要装得太满），用木塞将两个试管口堵上。
将两个试管并排放置在一起，然后同时迅速将两个试管倒置。
如果被测液压油试管中的气泡比标准油试管中的气泡上升得快，则说明其油液黏度比标准油液黏度低；若两种油液气泡上升的速度接近，则说明其黏度也相似。
（２）玻璃板倾斜法。
当机器使用一段时间后，若认为其液压油黏度不符合要求并需要更换新油时，可取一块干净的玻璃板，将其水平放置，并将被测液压油滴一滴在玻璃板上，同时在旁边再滴一滴标准液压油（同牌号的新品液压油），然后将玻璃板倾斜，并注意观察。
如果被测油液的流速和流动距离均比标准油液的大，则说明其黏度比标准油液的低；反之，则说明其黏度比标准油液的高。
４．油液是否变质
（１）从油箱中取出少许被测油液，用滤纸过滤，若滤纸上留有黑色残渣，且有一股剌鼻的异味，则说明该油液已氧化变质；也可直接从油箱底部取出部分沉淀油泥，若发现其中有许多沥青和胶质沉淀物，将其放在手指上捻捏，若感觉到胶质多、黏附性强，则说明该油已氧化变质。
（２）从油泵中取出少许被测油液，若发现其已呈乳白色混浊状（有时像淡黄色的牛奶），且用燃烧法鉴别时，发现其含有大量水分，用手感觉已失去黏性，则说明该油液已彻底乳化变质。
液压油的选择要对“症”
长城润滑油客户服务中心曾接到过广东某个体工程施工经营者打来的电话，该客户反映：
他的挖掘机使用某种抗磨液压油后一天的时间，油的颜色发生变化，随后几天液压油逐渐变黑，泵也停止工作，放出的油里有黑色的沉淀，想问一下是什么问题。
润滑油公司即派专业技术人员了解情况，发现：
该挖掘机液压系统压力高（30MPa左右），由于工期紧，挖掘机长时间连续工作，运行过程中液压系统温度很高，且挖掘机液压系统中有含银零部件；而客户选用的该种抗磨液压油仅适用于机床等工业设备中低负荷条件下工作的液压系统，且由于属于含锌型产品，该级别产品不适用于含有银零部件的液压系统润滑。
根据以上情况，技术人员向该客户建议：
检查泵的完好情况，将液压系统清洗干净，推荐使用更适合含银零部件液压系统润滑的长城68HM（无灰）抗磨液压油或长城卓力高压无灰68HM抗磨液压油。
客户采纳了技术人员的建议，换用长城68HM（无灰）抗磨液压油。
油品替换一周后，长城客户服务中心对该客户进行了电话回访，客户反映设备运转正常。
长城润滑油客服中心温馨提示：
当您的设备液压系统中含有银或铜的零部件时，请不要使用普通的（含锌型）液压油。
要根据设备负荷情况选用相应粘度级别的无锌型（即无灰型）液压油，例如长城卓力高压无灰抗磨液压油，该产品即适合于含有银或铜的零部件的液压系统，又可以确保机械设备在高压、高温的工况下良好运行。
ISO16/13和ISO19/16/13两种油液清洁度号有什么区别？
某企业设备润滑管理人员来电话咨询：
在两台不同时期进口的液压设备维护说明书中，OEM对液压系统油品清洁度一个要求达到ISO16/13，另一个要求达到ISO19/16/13，这两个指标有什么区别？
长城润滑油的技术服务人员给了如下的解释：
随着颗粒计数技术的发展，为了定量地描述和评定油液的清洁度，更好地实施对油液的污染控制，近年来，各国都采用美国航天学会的NAS1638和国际标准化组织的ISO4406的油液清洁度标准。
其中，ISO4406标准分两个版本：
ISO4406-1987和ISO4406-1999。
ISO4406-1987标准又叫两位数系统清洁度标准，它是以光学显微镜测量颗粒的尺寸。
该标准采用两个颗粒尺寸即5μm和15μm作为检测清洁度的特征粒度。
例如，ISO16/13前面的数码16表示：
每毫升油液中尺寸大于5μm的颗粒数等级，后面的数码13表示：
每毫升油液中尺寸大于15μm的颗粒数等级。
在一般的情况下，人们认为5μm左右颗粒的浓度是引起液压系统淤积和堵塞故障的主要因素，而大于15μm的颗粒浓度对设备的磨损起主导作用。
ISO4406-1999标准是三位数系统清洁度标准，它是以电子显微镜测量颗粒的尺寸。
该标准采用三个颗粒尺寸即4μm、6μm和14μm作为检测清洁度的特征粒度，ISO4406-1999清洁度标准具体的分级与ISO4406-1987相同，见下表：
ISO4406-1999油液清洁度等级标准
颗粒数/毫升
清洁度等级
颗粒数/毫升
清洁度等级
大于
上限值
大于
上限值
80000
160000
24
160
320
15
40000
80000
23
80
160
14
20000
40000
22
40
80
13
10000
20000
21
20
40
12
5000
10000
20
10
20
11
2500
5000
19
5
10
10
1300
2500
18
2.5
5
9
640
1300
17
1.3
2.5
8
320
640
16
0.64
1.3
7
根据经验，ISO4406-1987和ISO4406-1999的结果可以通过下面的换算进行转换：
• 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保持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：
ISO16/13，换算成三位数清洁度为：
ISO19/16/13。
我国在1993年修改采用了ISO4406-1987，起草了自己的油液清洁度标准GB/T14039-1993；2002年修改采用了ISO4406-1999，将GB/T14039-1993修订为GB/T14039-2002。
液压油清洁度和允许颗粒数之间的关系
液压油中混入过多的颗粒物会堵塞油滤、擦伤密封件、堵塞或磨损元件。
但液压油在生产及使用过程中不可能做到完全没有颗粒物。
目前我国润滑油生产厂家对液压油的颗粒物还是以“机械杂质”。
• 大间隙、低压液压系统：
NAS10～12（大约相当于ISO19/16～21/18,允许≥5μ颗粒数/毫升：
大约5，000～20，000；≥15μ：
大约640～2，500）
• 中、高压液压系统：
NAS7～9（大约相当于ISO16/13～18/15,允许≥5μ颗粒数/毫升：
大约640～2，500；≥15μ：
大约80～320）
• 敏感及伺服高压液压系统：
NAS4～6（大约相当于ISO13/10～15/12,允许≥5μ颗粒数/毫升：
大约80～320；≥15μ：
大约10～40）
ISO4406-1987与NAS1638油液清洁度等级对应关系详见表3。
目前我国普通工艺生产的液压油一般只能达到NAS8～10，中国石化润滑油公司拥有先进的润滑油生产工艺，可根据用户的需求生产更高清洁度的液压油产品。
表1-NAS1638油液清洁度等级标准
级别
100ml样品中规定颗粒大小（μm）范围内的最大颗粒数
5～15
15～25
25～50
50～100
>100
00
125
22
4
1
0
0
250
44
8
2
0
1
500
89
16
3
1
2
1000
178
32
6
1
3
2000
356
63
11
2
4
4000
712
126
22
4
5
8000
1425
253
45
8
6
16000
2850
506
90
16
7
32000
5700
1012
180
32
8
64000
11400
2025
360
64
9
128000
22800
4050
720
128
10
256000
45600
8100
1440
156
11
512000
91200
16200
2880
512
12
1024000
182400
32400
5760
1024
表2-ISO4406-1987油液清洁度等级标准
颗粒数/毫升
清洁度等级
颗粒数/毫升
清洁度等级
大于
上限值
大于
上限值
80000
160000
24
160
320
15
40000
80000
23
80
160
14
20000
40000
22
40
80
13
10000
20000
21
20
40
12
5000
10000
20
10
20
11
2500
5000
19
5
10
10
1300
2500
18
2.5
5
9
640
1300
17
1.3
2.5
8
320
640
16
0.64
1.3
7
表3-ISO4406-1987与NAS1638油液清洁度等级对应关系
ISO4406-1987
21/18
20/17
19/16
18/15
17/14
16/13
15/12
NAS1638
12
11
10
9
8
7
6
ISO4406-1987
14/11
13/10
12/9
11/8
10/7
9/6
8/5
NAS1638
5
4
3
2
1
0
00
液压油更换和液压系统清洗
1.液压油的变质
液压油在使用了一定的周期后都会发生变质，继续使用变了质的液压油会造成液压系统工作不正常，零部件磨损和腐蚀，严重时会造成重大事故。
液压油的变质包括油品组成和性质的变化：
液压油的氧化变质、轻质馏分的挥发、添加剂损耗、油品污染。
若液压油还没有变质就更换，不但造成浪费，而且还需停机换油，增加不必要的开支。
下表给出HL和HM液压油的换油指标：
项目
HL油换油指标
HM油换油指标
试验方法
外观
不透明或浑浊
-
目测
GB/T265
40℃运动粘度变化率，%超过
±10
+15或-10
GB/T6540
色度变化（比新油），号等于或大于
3
2
GB/T264
酸值，gmKOH/g大于
0.3
-
GB/T264
酸值增加，gmKOH/g大于
或降低，%超过
0.1
0.4
35
GB/T264
水分，%大于
0.1
0.1
GB/T260
机械杂质，%大于
2
-
GB/T511
铜片腐蚀（100℃,3h），级等于或大于
-
2a
GB/T8906
正戊烷不溶物，%大于
0.1
GB/T8926A
2.液压系统的清洗
新的液压系统在使用前要清洗干净。
换油时，放出旧油后注入新油前，对设备和管道要清洗：
先加油至系统允许运行的最小量，然后运行30分钟至1小时，取运转后的油样进行主要理化性能分析，例如：
粘度、酸值、闪点、水分及破乳化值等。
如果分析结果与新油相当，则可继续加油至油量的正常运行量，系统正常运行。
如何看待液压油在操作中产生的气泡？
液压油中混入气泡对液压系统非常有害，较多的气泡会带来以下一些危害：
1．可压缩性。
空气是可压缩气体，它会象海绵一样降低压力的有效传递。
从而降低产量，增加不合格率，甚至带来人身伤亡。
2．气穴现象。
气穴现象能增大磨损或产生噪音
3．氧化问题。
油品的氧化受多方面因素的作用。
氧化速率与油品和空气（当然是其中含有的氧气）的接触面积成正比。
4．热分解。
当将空气从常压下压缩到3,000个大气压时，其温度可以达到1000℃以上。
这样的高温足以使油品分解，从而使油品变黑，甚至出现烟炱，导致油泥吸附在运动部件表面。
知名品牌的液压油出厂时均有良好的抗泡性能，但以下情况会造成液压系统出现大量泡沫，用户要多加注意：
1、液压油进水
2、不同品牌的液压油互混
3、密封件泄漏
当有空气混入或产生气泡时，要认真对待并处理。
同时，要经常分析油品的使用性能如空放和泡沫稳定性。
如果仍然出现此类问题，应该检查油品指标和油箱的设计，并且看一看是否存在油量不足或吸油管泄漏导致吸入空气。
液压系统中混入其它油品的后果
液压系统不允许用其它油品替代液压油或混用：
液压油中混入内燃机油，液压油的破乳化性将明显变差，还会造成设备的锈蚀；液压油中混入了齿轮油，也容易造成对金属的腐蚀。
不同品种的液压油也是不能互换和混用：
HL液压油中混入了HM液压油会缩短HL油品的使用寿命；抗磨型液压油中混入了HL液压油则会降低抗磨型液压油的极压抗磨性；石油基液压油更不能与油包水、水-乙二醇和磷酸酯混用，不但它们的难燃性不同，而且也不互溶。
对于相同品种、质量等级和粘度级别的液压油，不同品牌的产品一般也不允许混用，互用后有可能会发生添加剂之间的相互作用，影响油的性能，甚至会发生混浊、产生沉淀。
液压系统的颗粒污染分析
液压系统颗粒污染的来源：
制造中的磨屑；安装
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