新闻媒体

东莞市求精轴承有限公司（总部）
电话：0769-22786416
0769- 23668162
传真：0769-22786419
手机：13669867858
邮箱：xgzhch@163.com
公司地址：广东省东莞市万江区牌楼基工业区岳潭坊东一横巷5号

宁波市多辉轴承有限公司(分公司)
电话：0574-86556187
电话：13713067019
传真：0769-22786419
网址：www.qjbearings.com
地址：浙江省宁波市镇海区贵驷街道贵安路24号

新闻媒体>>轴承知识

大型养路机械液压油污染危害及预防

2019-01-30

吕鹏

（乌鲁木齐工务机械段）

　　摘　要：简述大型养路机械液压系统的组成、液压油的粘度等级分类标准，依据中国铁路总公司4种捣固车的检修规则，结合本单位大型养路机械的实际运用状况，重点阐述液压油的铁谱、光谱分析监测方法及液压油的污染危害、污染原因、污染预防措施，在大型养路机械液压系统检修中进行有益的探索与实践，减少维修成本及故障停时，从而有效降低大型养路机械发生严重机械事故的风险。

　　关键词：液压油；污染；危害；预防
　　1　概述

　　我国在上世纪80年代初期，为适应铁路运量不断增长，铁路高速、重载及运行舒适化的要求，破解线路修理与安全行车日益突出的矛盾，不断提高线路养护的效率及作业质量，从奥地利普拉赛与陶依尔（Plasser&Theure）公司陆续引进了不同车型的大型养路机械（以下简称：大机）。上世纪90年代又引进了多种车型的生产技术，不断进行消化吸收，逐步实行国产化生产。大机在生产过程中大量使用现代化的新技术，如计算机技术、自动化控制、激光、红外线、光电液压技术等，是机、电、液、气高度一体化的高技术装备，逐步趋向于大型化、高效化、网络化方向发展。

　　我局于上世纪80年代末开始使用大机，经过不断地摸索与实践，各种车型的大机在我局工务系统大量使用。由于我局管内自然环境恶劣，铁路线路经过的区域大多以戈壁或半戈壁地貌为主，夏季酷暑、冬季严寒、日夜温差大、紫外线照射强烈、春秋季节沙尘暴频发，其中哈密工务段、乌鲁木齐工务段、阿克苏工务段管辖内，多个线路车间处于百里风区、三十里风口等地段，每年将近有多半年时间刮风作业环境恶劣。液压系统的捣固装置、起拨道装置、夯拍装置等液压系统执行机构在作业过程中承受剧烈振动、冲击，这些都对大机液压系统的检修、维护、保养提出严格的要求。

　　经过对我局近年各单位大机故障信息数据的汇总、统计、分析，查阅大量的技术文献、资料，分析数据显示大机故障约70％是由液压系统造成的，进一步分解故障现象及原因后，统计结果显示，液压系统近75％的故障是液压油受污染引起的。因此保证液压油清洁，减少液压系统的污染，可以有效降低液压系统故障，从而降低大机整车的故障率，对大型机械的运用管理有着重要意义。

　　2　大机液压系统的组成

　　大机液压系统主要由动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件和液压油等5部分组成，具有结构简单、布局紧凑、体积小、反应灵敏、无极调速、过载保护等优点。捣固车高速液力走行、作业液压走行、作业装置采用异步夹持工作原理，这些都是液压系统在大机运用过程中的应用典范。

　　液压油是液压系统传递能量的工作介质，液压油还能把系统中产生的热量带走，通过散热器传到大气中，带有自润滑性质，满足液压系统各机构的润滑要求。优良的液压油应具备良好的润滑性、抗磨性、散热性、粘温性和化学稳定性等。
　　3　液压油的黏度选择标准

　　液压油主要采用石油基矿物油，根据使用要求可以在基础油中添加化学添加剂来改善油品的性能，例如耐压添加剂、防锈蚀添加剂等，品种较多，性能各异。液压油应有较好的黏温特性、质量纯净、杂质少，对金属及橡胶的腐蚀性小，不易氧化，对人体无害；环境温度高时，闪点要高，环境温度低时，凝点要低；应具有良好地抗乳化性和消泡性。

　　液压油的黏度选择主要取决系统的工作温度和所用泵马达的类型。主要是液压油的黏度对温度的变化很敏感，要求液压油在温度高时不要太稀，温度低时不要太黏稠。黏度选得大，液压损失大，系统效率低，油泵吸油困难；黏度太小，油泵内渗漏量大，容积损失增大，同样会使系统效率下降。经过多年的使用及现场验证，我局管内各单位目前普遍使用N46号低凝点抗磨液压油，基本可以满足大机在-10~40℃之间正常使用。

　　4　油液监测、性能分析

　　随着科技水平的不断提高，在二次大战后，油样检测技术Z早在航天领域进行，后期在70年代逐步应用到工业设备的隐蔽设备性能判定，例如发动机、齿轮箱、液压马达、液压泵等不便拆解设备内部技术状态的评定。

　　大机液压油性能检测技术，早期主要采用颗粒计数法、颗粒重量法监测方法来检测油液污染程度。随着电子技术的不断进步，铁谱分析、光谱分析技术逐渐应用到大机的油液污染度判定工作中，并且相互验证，通过油样化验分析，对5种特征元素进行光谱定性分析，包括Al，Cu，Pb，Si，Mo，结合这5种特性元素在油样中所占的比例，推断出相应的判定标准，形成不同油样的光谱分析判断标准，将标准对照油样化验结果，可以快速判断全车各系统的油液状态，从而达到判断整个系统的技术状况目的，较铁谱分析准确性更高。图1、图2分别显示送检油样中，铁的疲劳磨粒、切削磨粒、正常磨粒、疲劳磨粒、暗金属氧化物形状。

　　2013年12月8日，中国铁路总公司下发了铁总运（2013）167号《DC-32K捣固车检修规则》等多项大机检修规则，对各类车型大机的液压系统提出检修要求：日常检查保养时要求操作人员在每日施工期间进行，检查液压油箱油位在限度范围以内，油液不足时应用滤芯精度不低于10μm的滤油机补充同一厂家相同牌号的液压油。每6个月进行1次定期检查，取样化验液压油的污染程度和理化性能指标，包括40℃运动黏度变化率、水分、酸值、清洁度等级，更换不符合要求的液压油，换油时使用精密滤油机，同时更换各滤芯。
　　5　液压油污染危害

　　液压系统的污染是指系统油液中沾染了系统不需要的，对系统功能、寿命和可靠性有害的物质和能量。液压系统中常见的污染物质有各种金属固体颗粒、磨粒、水分、气体、化学溶剂等；常见的污染能量有：热能、机械振动、静电场、磁场等。大机的液压油污染后，一个重要指标特性——黏度将会显著降低，同时液压油的润滑性能也降低。

　　液压油的污染颗粒会加剧液压系统中液压阀阀芯的磨损，或造成阀芯卡死，节流孔或阻尼孔堵塞，使液压阀性能变坏，动作不良。例如伺服阀工作时，因为极为细小的污染颗粒就会使阀芯与阀座之间的摩擦力增加，从而使迟滞增加，动作不力，影响生产、作业质量。液压油中的水分会侵蚀金属，使油液乳化、变质，有可能使金属间隙产生锈蚀，加快金属部件的磨损，使机械部件动作不良，动力部件动作产生爬行，降低液压元件的寿命，影响作业的质量和进度。

　　我局管内阿克苏工务段配属的DC-32ⅡK型捣固车，在2008年3月发生液压系统油液污染，造成严重机械事故和停时；2010年哈密工务段配属的DC-32ⅡK型捣固车，发生液压系统油液污染，由于及时进行了光谱、铁谱检测，分析了污染程度，更换了全部液压油、滤芯及故障原件，未构成严重机械事故。

　　这些污染物中固体颗粒污染物，特别是金属颗粒侵入系统油液的可能性Z大，对系统油液的危害也Z大，所以固体颗粒污染物是污染控制的主要对象，其次应着重控制水分、空气和热能的污染。所以液压系统的污染程度决定着液压元件乃至整台大机的使用寿命。

　　6　液压油污染原因

　　液压系统元件很多，其中一部分较为精密并且比较常用，例如液压泵、液压马达、液压阀及其组件；还有一些比较直观的，例如工作油缸、液压油管、液压开关等。这些元件需要安装在液压系统中参与机械的运转，它们在生产、保存、运输、安装过程中受到的污染成为液压油污染源之一。

　　（1）现场更换、修理液压元件、阀件、油管、各类接头时，由于现场环境差，粉尘、灰沙、空气、水分容易侵入液压油中，人员素质、意识存在差距，技术水平达不到要求，污染防范措施不力，导致外界污染随着以上工作侵入液压系统，造成液压系统液压油及其他部件受到固体颗粒、水、空气、纤维等污染。

　　（2）液压系统在正常的工作中，运动部件运动频繁，金属部件和密封部件相互磨损，滤清器上的颗粒、纤维脱落也会造成液压油的污染。

　　（3）由于机械装置常年在工作环境比较差的现场作业，系统内部与外界环境接触的部分（如油缸中往复运动的活塞杆）也极易把外界的污染物带入油液，其他如胶管接头、液压油箱、空气滤芯等部位在工作过程中的吸入动作、破损部位均可能给液压油带来污染。
　　（4）新购买的液压油质量不好，或在现场补充液压油时不注意加油装置的清洁，没有按要求使用精滤机加注液压油，都会将污染物带入液压系统，造成液压油的污染。

　　7　防治措施

　　首先，应根据液压系统的温度以及相应的环境温度正确选择液压油的牌号，使它具有较好的黏温特性及良好的抗氧化、抗乳化等特性，新油、旧油不能混用，更不能把不同牌号的液压油混用；其次，应建立液压油更换档案，定期每6个月对油液进行一次取样化验，长期监测液压油的理化性能指标。具体措施如下：

　　（1）大机新投入运用时，在磨合期结束后，要在热车状态下全部更换液压油、各部滤清器。

　　这样能把系统在加工、生产过程中产生的污垢颗粒和部件磨合阶段产生的碎屑带走、清洗干净，使液压系统有一个良好的工作开端。

　　大机工作时，严格控制液压系统温度。大机在站场、隧道内、路堑内持续工作时，由于空气流通不畅、环境温度高、液压油散热器状况不良等因素，造成液压油温度升高、黏度下降，会加快液压油氧化变质、密封件和油封加速老化、导致整个液压系统润滑及散热不良，磨损急剧增加，产生各种生成物，严重想影响液压系统的可靠性及液压原件的使用寿命。建议捣固车作业时温度控制的65℃以下，液压油Z高温度不超过80℃，液压油散热器在设计时，设定液压油温度高于40℃时自动开始工作，避免液压系统过载。

　　（2）大机转场运输时，要有防污染措施。检查液压油油箱盖及各液压系统滤芯及连接部位有无泄漏状况。保养过程中拆开液压系统元件时，要先进行彻底清洁后方可拆开，并且需要避免扬尘和风沙。

　　（3）大机维修液压元件及管路时，尽可能减少与污染的空气接触，特别是在大风、扬尘、扬沙等恶劣天气条件下进行此类工作。液压元件在组装前须用煤油、汽油以及相同牌号的液压油进行清洗，用高压风吹干，避免纤维、灰尘、金属屑、水分等散落入液压系统造成人为污染。已装配完的液压组件暂不进行组装时，应用塞子封堵油口。尤其对于新加工的液压钢管，一定要彻底清洗钢管内部的污垢和锈蚀，避免金属颗粒物进入液压系统。
　　8　结束语

　　大机的日常维护保养和定期保养过程中，液压系统的维护工作量占较大的比重，直接关系到大机的整体技术性能指标，通过液压油的检测和采取相应的污染措施，可以较早发现液压系统各部件的非正常磨损，及时采取措施，避免发生严重的机械事故。

　　各运用单位需要专门建立“油样监测单车技术档案”，运用铁谱、光谱、颗粒计数的污染度分析技术，与相关试验台和其他检测设备相互配合，定期监测每台大机液压系统的运用状况。针对新疆多风沙的特点，建议液压油使用时间Z好不要超过一年半。

　　以上是本人结合现场实际工作经验，针对大机液压系统污染存在的一些问题，如何有效减少大型养路机械的液压系统故障和停机发生频率进行的原因分析及解决途径探讨，希望能提高现场作业人员对液压油重要性的认识，杜绝现场一些不规范的保养及检修行为，对提高大机的运用效率以及使用安全性、可靠性具有一定的指导作用。

（来源：大型养路机械）