普洛帝油液中顆粒污染物質檢測應用綜述

單位：普洛帝服務中心 西安普研檢測工程有限公司

關鍵詞：油中顆粒 污染度檢測 清潔度檢測 顆粒度監測 顆粒計數 檢測應用

油液中顆粒物質是液壓系統發生故障及液壓元件過早磨損或損壞的主要原因，由此引起的損失占液壓系統全部故障損失的70%~80%，油液中顆粒物質已成為液壓系統zui主要的故障根源。油液中顆粒污染物質控制與檢測是現代液壓系統獲得*工作效果所必需的技術措施之一。進行油液中顆粒污染物質檢測，無需對系統分解和拆卸，就可獲知液壓系統的性能和攜帶的磨損微粒情況，并對液壓系統進行故障檢測、定位和預報，可減少維修成本，提高設備的完好率。油液中顆粒污染物質的檢測也成為潤滑系統式工況檢測和故障診斷的主要手段。 
一、油液中顆粒污染物的來源 
    液壓元件是通過各種零件相互間的微小“間隙”來實行各部件的密封的，如果流進間隙里的液壓油受到污染的話，則不僅不能維持原有的性能，而且還會影響機器的使用壽命。

與齒輪泵和葉片泵等其它類型的泵相比，柱塞泵更高壓、率，控制性能也更好，所以，以載有控制閥的變量泵被廣泛地使用。如果液壓工作油的污染超過了允許范圍，使柱塞泵工作的柱塞和缸體等運動零件之間的間隙、控制閥的閥芯與閥體之間的間隙發生漏油時，會增加磨損，從而縮短油泵的使用壽命，降低油泵的效率甚至導致控制性能失效。由此，對于柱塞泵來說，液壓油的清潔度具有非常重要的意義。

液壓系統油液中存在著各種各樣的顆粒污染物，zui主要的是固體顆粒物，此外，還有水、空氣及有害化學物質等。油液中的顆粒污染物來源可概括為系統內部固有、工作外界侵入及內部生成。油液顆粒污染對液壓系統的危害體現在元件污染磨損、元件堵塞與卡緊故障、加速油液性能劣化等方面。

二、油液顆粒污染的檢測方法及評判標準

油液顆粒污染是指單位體積油液中固體顆粒物的含量，也就是油液中的固體顆粒污染物的濃度，對于存在的氣體、水分不包含在其中，目前國內外的檢測方法有：重量法、計數法和半定量法。

重量法：通過單位體積油液中所含固體污染物的質量來評估油液的污染程度，所需設備簡易、成本低廉，但是消耗工作時間較長，測定結果只能反映總的污染物。

計數法：根據儀器可分為顯微鏡法和自動計數法，通過對單位體積內的顆粒濃度和尺寸分布來評判，顯微鏡法操作復雜、主觀因素影響較大，但能很好的觀察其污染物的大小和形貌，自動計數法操作簡單、檢測耗時短、度高、重復性好、人為二次污染少，目前為國內外主流實用儀器。

半定量法：根據實用儀器可分為：顯微鏡比較法、電容法、電阻法等等，通過對油液的流動特性影響來間接測量污染程度，方法簡單、操作方便，但精度差、重復性不高，僅為臨時性的定性判定方法。

液壓系統的污染程度及能否繼續運行，國內外都有相對應的評判和檢測標準，上有標準化組織發布的“ISO 4406-1999 Hydraulic fluid power Fluids Method for coding the level of contamination by solid particles 、美國宇航協會發布的“NAS 1638 Cleanliness Requirements of Parts Used in Hydraulic Systems  Rev 2”、美國汽車工程師協會發布的“SAE AS4059D Aerospace Fluid Power -Cleanliness Classification for Hydraulic Fluids”國家標準發布“GB/T 14039-2002液壓傳動 油液固體顆粒污染物等級代號”、國家軍用標準發布“GJB 420B-2006 航空工作液固體污染度分級”、電力行業標準發布“DL/T 432-2007電力用油中顆粒污染度測量方法”------等等。

液壓系統的固體顆粒污染物等級評判目前主流應用分別是ISO 4406-1999和NAS 1638兩大標準。ISO 4406規定的污染度等級，根據顆粒濃度的大小共分為30個等級，顆粒濃度愈大等級代碼愈大，污染愈嚴重，分別用三組代碼來描述污染程度；NAS 1638規定的污染度等級，根據顆粒濃度的大小共分為14個等級，根據5~15、15~25、25~50、50~100、大于100五個粒徑區間的數據，那個區間的數值污染等級zui差就一其作為zui終的評判標準。

三、油液顆粒污染物的樣本獲取

油液顆粒污染物的檢測中注意人為二次污染的重要一環就是檢測樣本的獲取過程，需嚴格按照取樣公益或操作規程執行，避免人為二次污染。

取樣點的設定：

設定取樣點時要考慮兩個因素：

一是必須使所取油樣具有代表性，即測量結果能夠代表整個系統油液的污染狀況；

二要考慮取樣裝置的安裝方便。

通常應該在系統內污染zui嚴重且容易發生故障的部位附近設立取樣點，如回油管濾油器的上游、主油泵下游等。如果從油箱直接取樣，要確保取樣管的末端進入油液深度的一半左右，否則，由于油液分層可能使油樣沒有代表性。

取樣的間隔設定：

在進行油液污染監測和故障診斷過程中，一般以運行時間確定取樣時間，取樣間隔由設備工作性質和系統壓力而定，并根據運行時間長短和技術狀態隨時調整。

必須保證取樣過程中樣液不被污染。為了使分析結果真正代表實際情況，應在系統正在運行或剛剛停止工作時進行取樣。

四、油液顆粒污染物的樣本檢測與分析

本次樣本檢測與分析采用案例方式進行，具體如下;

測試樣本地點：重慶野生動物園；

樣本采集地點：金剛游藝機（KING KONG）液壓系統；

樣本測試時間：2012年5月3日~6日

樣本檢測系統：采用普洛帝公司的PLD-0203油液顆粒度分析儀及PULL-V8.2分析測試軟件及清潔過濾裝置、超聲波振蕩器、進出油液管線和相關輔助設施組成的油液測試系統，該檢測系統的PLD-0203油液顆粒度分析儀可實現自動清洗、自動采集樣本、樣本分析測試、數據處理及儲存，內置打印機可方便檢測數據的打印和輸出；PULL-V8.2分析測試軟件含有NAS1638、ISO4406、GJB420B、DL/T1096等常用判定標準，客戶可自行設定粒徑檢測范圍及判定標準，整個測試過程簡單方便，耗時短，準確度高、穩定性好。

測試結果及要求：根據HUSS Park Attractions GmbH針對金剛游藝機（KING KONG）液壓系統的運行指標，經過液壓調試公司過濾處理，運用樣本檢測系統對液壓系統進行檢測跟蹤，檢測頻次為30min每次，zui終結果要求按照ISO4406-1999標準進行評判，清潔度等級為：ISO4406 19/15/12。

樣本測試分析：3日開始調試檢測，經過初次檢測ISO4406 22/17/17，并發現采樣管有氣泡，發現有泄漏現象，通知液壓調試公司進行排查并解決問題，經過多次循環過濾與測試，zui終在6日上午達到ISO4406 17/15/12，測試完成。

案例分析：本次樣本檢測采用循環間隔檢測，開始通過檢測發現有泄露現象，開始的運行顆粒污染物濃度較大，經過運行過濾顆粒污染物濃度降低，并達到運行要求，油液顆粒污染物檢測可有效的節省安裝調試時間和成本，并指導生產運行工作。

結束語：

油液顆粒污染物檢測目前應用行業比較廣泛，是油液系統工作可靠性的基本保證，由于引起系統的污染是多因素的，如何檢測并得到有效預防將成為油液顆粒污染物檢測的核心，通過了解油液顆粒污染物檢測技術，對油液系統故障、運行及維護具有借鑒意義。

參考資料：

1、 普洛帝服務中心客戶服務方案選集；

2、 油液顆粒污染物檢測液壓行業經典檢測操作規范；