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油液微水传感器专家讲解油液中的水分现象

编辑:油品在线传感器 时间:2021-08-26 15:05
油液微水传感器专家讲解油液中的水分现象
 
(1)油液中水分主要来源于冷却液泄漏、空气中水分凝结和外界经呼吸帽或密封系统进入的水分。水分以溶解水、乳化或游离水等三种形式存在油液中。
 
① 悬浮水
 
    水以细小液滴状悬浮在油中,使之成为乳化液,此种情况可采用真空干燥法去除。
 
② 溶解水
 
    水以分子状态均匀分散在烃类分子中,就叫溶解水。其溶解量取决油品化学组成和温度,温度越高,溶解量越多。因溶量不多,可以不计。油品溶解水分能力有限,如液压油溶解200~400ppm,发动机油溶解200~750ppm,变压器油则仅能溶解30~50ppm。当然温度升高,油品溶解水分能力提高。当油品外观乳化后,表明油中水分含量已超出油品的溶解能力。
 
油液清洁度分析
 
③ 游离水
 
    析出的细小水粒,聚在大水滴,从油中沉降下来呈油水分离状态存在。
 
(2)水分的危害
 
    通常油品分析中无水(0.03%以下为痕迹)是指没有游离水和悬浮水,溶解水是很难去掉的。那么油中有水有什么危害呢?
 
① 油中有水冬季结冰,堵塞管道和过滤器。 
 
② 水存在增加润滑油腐蚀性和乳化性。 
 
③ 降低油品介电性能,严重引起短路,烧毁设备。 
 
④ 润滑油有水,易产生汽泡,降低油膜强度。 
 
⑤ 水加速油品氧化。 
 
⑥ 水能与杂质和油形成低温沉淀物,称油泥。
 
⑦ 润滑油水高温产生蒸汽,破坏油膜。 
 
⑧ 对酯类油,还会水解添加剂,沉淀,这种情况即使把水除掉,也不能恢复添加剂原来性能。 
 
⑨ 一般润滑油中含水意味着轴承死亡。油中含0.2%水,轴承寿命就减了一半;含3%水就只剩下15%。
 
    润滑系统中的水分主要大气中的潮湿空气,如轴承损坏,冷却水就会沿着损坏的水封端面进入轴承,从油箱通气孔吸入的潮湿空气冷凝成水珠滴入油液,或水分通过油箱的呼吸作用进入系统。由于油和水的亲和能力,几乎所有矿物油都具有不同程度的吸水性,其中润滑油的吸水饱和度为500~600ppm。当含水量超过饱和度时,过量的水则以游离水和乳化水的形式存在于油液中。油一旦乳化,对润滑系统造成严重的危害,必须换新油。因此加油口必须旋紧,油桶放干燥地点。如露天存放,应卧式堆放,减少桶口积水,避免桶“呼吸”吸入水分。
 
(3)如何解决液压系统中混入水的问题?
 
① 水进入液压系统大致有3个途径:机械故障如密封不好,冷却盘管渗漏使水进入油中; 在湿热的气候下,油箱呼吸而带入;工作环境潮湿,雨、雪,融冰产生水的污染。
 
② 水对液压系统的危害
 
能够与液压油起反应,形成酸、胶质和油泥,水也能析出油中的添加剂;水的最主要影响是降低润滑性,溶于液压油中的微量水能加速高应力部件的磨损,仅从含水(100~400)×10-6的矿物油滚动轴承疲劳寿命研究表明,轴承寿命降低了30%~70%。水能造成控制阀的粘结,在泵入口或其它低压部位产生气蚀损害;腐蚀、锈蚀金属。
 
③ 解决的办法
 
    加强油中水含量的监测;室外使用的液压设备,最好用防风雨帐篷;加强系统密封措施、防水进入;油箱呼吸孔装干燥器;有条件的系统可安装“超级吸附型”干燥过滤器。
 
 
相关文章:油液状态监测的油液清洁度标准先容
 
机械设备在使用过程中,由于环境以及内部运行产生的各种磨粒会对润滑油的质量、性能产生影响,从而加速机械设备的磨损,导致机械设备性能下降,使用寿命缩短等。在工业实践中,通过控制机械设备润滑油的清洁度,及时处理润滑油中的污染物或者换油,保持机械设备润滑油的清洁可以有效延长设备使用寿命、保持设备高效率运行。因此,对润滑油清洁度的检测成为油液状态监测的一项重要内容。
 
关于油液清洁度标准,目前世界上已被广泛采用的是国际标准委员会制定的ISO 4406标准,其它标准如美国航天学会制定的NAS 1638,汽车工程师学会制定的SAE AS4059。NAS1638标准虽然在近海工业及航空工业有应用,但实际上已被废除。SAE AS4059虽然在特定行业有应用,但没有获得广泛认同。综上所述,一般谈到油液清洁度标准,还是以ISO 4406来做参考。
 
ISO清洁度等级标准引用的是1mL样品液中大于4、6和14μm的颗粒数量,因此ISO标准的污染等级代号由三个代码组成,如 ISO 4406:19/16/11, ISO 4406: 21/19/16等。
 
以ISO 4406: 21/19/16为例,
 
第一个代码21,表示油液中大于4μm的颗粒数量其区间范围所在的污染等级为21;
 
第二个代码19,表示油液中大于6μm的颗粒数量其区间范围所在的污染等级为19;
 
第三个代码16,表示油液中大于14μm的颗粒数量其区间范围所在的污染等级为16。
 
由于大于6μm、14μm的颗粒都大于4μm的颗粒,因此对大于4μm的颗粒计数是包括6μm、14μm的颗粒。
 
 
ISO 4406清洁度标准由三个代码组成
 
各代码所指的颗粒数区间范围见下图
 
油液清洁度范围
 
ISO4406 清洁度等级对应颗粒计数范围
 
油液清洁度的判定随着光谱、能谱、射线分析技术的应用,油液清洁度等级测试技术不断提高,其科学性、准确性也得到认可,在煤矿机械设备,以及工业制造、国防、航天领域应用广泛。目前常用的在线式或者便携式油液清洁度设备一般采用颗粒计数法来判定油液清洁度,是目前最精确的实验室测定方法之一,但仪器价格稍微偏昂贵一些。
 
自动颗粒计数器可分为遮光性、光散射性和电阻性3类,其中遮光型颗粒计数法是最常用的。它的原理是利用光电传感器采集信号,直接测定油液中颗粒污染物的大小和数目,继而判定油液的清洁度等级,精度高,但同时容易受油中气、水珠的影响。对于污染严重的油液必须对颗粒密度过大、透光差的油液进行稀释。随着技术的进步以及过滤性能的提高,颗粒计数器的测试精度都逐步提高,对油液清洁度的判定精度也更精准。
 
此外,分析铁谱技术也是非常有效的手段,它不只是单纯的油液检测技术,同时能对污染物颗粒的形状、颗粒物浓度、粒度进行分析,反映磨损程度及趋势,但仪器价格较昂贵。目前最新的显微数字图像处理技术已经应用于油液磨损分析,油液清洁度判定,从而提供了全新的、方便快捷、精确度高的检测手段。

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