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三輥卷板機液壓油的污染控制與凈化 |
| 發布時間：2019/3/16 |
一、三輥卷板機液壓油的污染控制
液壓元件的工作壽命和可靠性主要決定于元件的污染耐受度和三輥卷板機液壓油的污染度。為了確保元件的壽命和可靠性，可以通過污染控制措施使系統三輥卷板機液壓油的污染度與關鍵液壓元件的污染耐受度達到合理的平衡，這就是污染控制的基本內容和目的。
提高元件工作壽命和可靠性主要有兩個途徑：一是研制耐污染的元件，從改進元件的設計參數、結構和材質等方面以提高元件耐污染性能；二是采取控制污染的措施，降低三輥卷板機液壓油的污染度。經驗表明，后者是一條更為經濟而有效的途徑。
為了有效地控制液壓系統的污染，主要采取以下幾個方面的措施：
1)對元件和系統進行清洗，清除加工和組裝過程中殘留的污染物。
2)采取防止污染物侵入系統的措施，控制從外界侵入的污染物。
3)在液壓系統中采用高效能的濾油器，在工作中不斷濾除內部產生的和外界侵入的污染物。
二、三輥卷板機液壓油的凈化
延長三輥卷板機液壓油的使用壽命不僅可以節省更換三輥卷板機液壓油的費用，而且更重要的是可以節約油料資源。目前有的工業現場由于污染控制措施不完善，液壓系統三輥卷板機液壓油污染嚴重以致影響設備正常工作，因而不得不采取頻繁換油的辦法，而實際上換下的臟油往往只是污染超限，而理化性能并沒有達到劣化的程度。這類三輥卷板機液壓油只需經過適當處理仍可繼續使用。經驗表明，通過污染控制提高三輥卷板機液壓油清潔度，可以顯著延緩三輥卷板機液壓油性能劣化，三輥卷板機液壓油的使用壽命可延長3～5倍。日本工業界提出，通過三輥卷板機液壓油凈化措施，可望使三輥卷板機液壓油的使用壽命延長到10年。
1.三輥卷板機液壓油的凈化方法
三輥卷板機液壓油中常見的污染物主要有固體顆粒、水、空氣以及三輥卷板機液壓油氧化和分解的產物，根據不同的污染物和對三輥卷板機液壓油凈化的不同要求，可采用不同的凈化方法。這些方法包括：過濾、離心、慣性、磁性、靜電、真空、聚結和吸附等，各種凈化的原理和應用見表5。
表5三輥卷板機液壓油的凈化方法
凈化方法 | 原 理 | 應 用 | 過濾 | 利用多空隙可透性介質濾除油液中的不溶性物質 | 分離固體顆粒 | 離心 | 通過機械能使油液作環行運動，利用產生的徑向加速度分離與油液密度不同的不溶性物質 | 分離固體顆粒和游離水(離心機) | 慣性 | 通過液壓能使油液作環形運動，利用產生的徑向加速度分離與油液密度不同的不溶性物質 | 分離固體和游離水(旋流器) | 磁性 | 利用磁場力吸尉油液中的鐵磁性顆粒物 | 分離鐵磁性顆粒和磨屑 | 靜電 | 利用靜電場力使絕緣油液中的不溶性污染物吸附在靜電場內的集塵體上 | 分離固體顆粒和膠狀物質 | 真空 | 用在負壓下飽和蒸氣壓的差別，從油液中分離其他液體和氣體 | 分離游離水和溶解水，空氣和其他揮發性物質 | 聚結 | 利用液體對某一多空隙介質潤濕性(或親和作用)的差異，使兩種不溶性液體的混合液分離 | 從油液中分離游離水和乳化水 | 吸附 | 利用分子附著力分離油液中的可溶性和不溶性物質 | 分離固體顆粒，各種狀態的水，膠狀物質 |
從三輥卷板機液壓油中分離水可采用以下方法：
(1)沉積法利用水和三輥卷板機液壓油密度的差別，使油有足夠長的靜止時間，游離狀態的水可緩緩沉積在油箱底部或排放點。根據經驗，對于深度為l m的油箱，大約需要50min的靜止時間。對于大多數液壓系統，停止運轉的時間不足以使水沉降分離出來。沉積法一般用于具有大油箱的液壓系統。
(2)真空法真空法的原理是利用油和水的飽和蒸氣壓的差別使水從三輥卷板機液壓油中分離出來。在溫度70oC的情況下，水大約在3×104Pa壓力下沸騰，而油則在大約5Pa的低壓下才能沸騰。在此溫度下，油的飽和蒸氣壓比水要低得多。因此，通過抽真空將三輥卷板機液壓油液面的壓力降低到水的飽和蒸氣壓以下時，則三輥卷板機液壓油中的水將發生激烈的汽化，并以蒸汽的形式從油中溢出。
真空法能夠有效去除三輥卷板機液壓油中100％的游離水和80％的溶解水，并能去除三輥卷板機液壓油中的空氣和各種揮發性物質，但這種裝置較復雜，處理效率較低，而且不適合于裝設在液壓系統內。
(3)聚結法 聚結法除水是利用水和油親和作用的差異，將三輥卷板機液壓油中的游離水、乳化狀微小水珠從油中分離出來。聚結分離法設備簡單，脫水效率高，處理能力大。這種方法的機理是乳化水的聚結，即從纖維層捕集極小的乳化水珠(1-51a,m)到合并形成大顆粒水珠(1mm以上)的過程。
聚結法對于粘度低和不含表面活性劑的石油基三輥卷板機液壓油具有很好的除水效果。然而，對于粘度高和含有添加劑的液壓油和潤滑油，其除水效果目前還不夠理想。
(4)吸附法這種方法采用高吸水材料吸收三輥卷板機液壓油中的游離水和乳化水。在實際使用中可將高吸水聚合物摻入并分散在過濾材料中或制成吸水纖維濾材，用這種濾材做成濾芯，用于濾油器中。在使用過程中，吸水聚合物與三輥卷板機液壓油中的水相互作用形成凝膠體，體積隨之增大，從而使濾芯壓差增加。當壓差增大到一定值時，需要更換濾芯。吸水濾芯雖然對大顆粒污染物也有濾除作用，但不應作為一般濾油器的濾芯使用。
(5)離心法離心法利用水與油的密度的不同，在高速旋轉下產生的離心力的差異，使水從油中分離出來。離心法用于分離三輥卷板機液壓油中的游離水，一般只適用于水分含量較高和三輥卷板機液壓油粘度較低的場合，并且脫水效果較差。
3.三輥液壓卷板機液壓油中不溶性污染物的排除
不溶性污染物對液壓系統的工作可靠性和性能影響非常大，有效去除不溶性污染物的方法主要有：機械過濾法和靜電凈油法。與機械過濾相比，靜電凈油法具有以下特點：能夠有效去除三輥卷板機液壓油中的微小顆粒污染物和膠狀污染物，壓差小，納污容量大。經驗表明，經過靜電凈化的三輥卷板機液壓油，不僅清潔度顯著提高，而且三輥卷板機液壓油的其他指標，如酸值、色度等也有所改善。
靜電凈油的原理是利用靜電場力使三輥卷板機液壓油中的不溶性污染物被吸附在靜電場內的集塵體上，從而達到凈化三輥卷板機液壓油的目的。三輥卷板機液壓油中的不溶性污染物有的帶電，有的不帶電。帶電污染物在均勻電場中受庫侖力作用，帶正電荷的污染物向負極運動，帶負電荷的污染物向正極運動。中性污染物在均勻電場中不向電極運動。但在非均勻電場中它受兩端大小不等的作用力的作用而運動。因而在集塵體間建立足夠的非均勻電場，則所有帶電和不帶電的污染物均有可能被集塵體吸附。
目前使用的平行板折褶集塵體靜電凈油機一次通過的凈油效率低，液流速度受到限制。因此，這種形式的靜電凈油機不能適應液壓系統內三輥卷板機液壓油凈化的要求。目前一般用于系統外，對三輥卷板機液壓油進行連續循環凈化。此外，靜電凈油法對三輥卷板機液壓油的含水量有較嚴格的限制，一般不得超過(500—800)×10～。含水量過高將降低三輥卷板機液壓油的絕緣性能，功率消耗增大。
將靜電凈油與深層過濾相結合，可以顯著提高靜電凈油的效率。在電極之間充填松散或成型的疏松纖維材料，形成高梯度非均勻電場。三輥卷板機液壓油從纖維介質迂回曲折的縫隙中通過，由于液流中的顆粒與集塵介質之間的距離很小，因而增大了顆粒被吸附的幾率，有些顆粒甚至被纖維直接攔截。
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