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普通液压油常见问题与对策

来源: 时间:2013-06-24 21:52:41 次数:

 影响液压油起泡性和放气性的原因及其解决办法

  泡沫形成的原因,一方面是液压油在循环使用中机械搅拌作用,另一方面是溶解于油中的空气在压力下降时释出。在常压下,矿物油中所能溶解的空气量约占其体积的 8%-11% ,空气在润滑油中的溶解量随压力增高而增大,其规律一般按下式表示:
       Ⅴ g= Ⅴ o Р 式中 : Ⅴ g ——溶解在油中的空气容积(在大气压力和 0 ℃时);
       Ⅴ o ——油的容积;
      P ——空气压力。
  当降压时,多余的空气以气泡的形式从油中分离出来,使其达到新的平衡。特别是当油量过多,或在高压下的油急剧降压时,起泡情况更为严重。此外,在设备启动期间,运转温度较低,泡沫不易破裂。润滑油中存在某些极性化合物时,生成的泡沫稳定。
气泡分离的快慢称为空气释放性(简称放气性),如果油品放气性差,空气从油中分离出来就慢,在油中滞留时间长。空气在油中滞留,大大提高了油品的可压缩性,使传动反应迟缓,降低了液压系统的准确性,导致控制系统失灵;在高压下被压缩,在低压下又会突然膨胀,引起机械的强烈振动和噪声加大;降低了油品的密度,增大了油品的粘度,造成液压系统驱动不良,在 0 ℃以下,使得液压装置的启动性能变差;加快了油品氧化的速度,导致生成沉淀,加速机械系统零件的腐蚀和磨损,同时油品本身的使用寿命也将缩短;降低了设备的效率。为了避免以上不良现象,对于液压油不仅要求具有良好的抗泡性,而且还要求具有良好的空气释放性。
    降低油品起泡性的方法,一般是在油品中加入抗泡沫添加剂。目前,广泛应用的抗泡沫剂是二甲基硅油。在液压油中加入抗泡沫剂的作用,并不能预防润滑油的生泡倾向,而只能降低泡沫吸附膜的稳定性,缩短泡沫存在的时间。硅油的表面张力很小,由于表面能的降低,硅油分子聚集在油与空气的交界面上,这样很容易使气泡膜破裂,所以,硅油的消泡效果好,同时,用量很少、挥发性低、抗氧化性与抗高温性好。但硅油不溶于润滑油,硅油、润滑油的乳状液是一种不稳定体系,很易分层而失去消泡作用。硅油的消泡效果及其持久性,决定于它在润滑油中分散程度的大小。一般说,硅油粒子小于 100μm 才显示消泡作用,几个微米较稳定。为了提高硅油的分散稳定性,可将硅油配制成溶液,在高速搅拌下( 3000-6000r/min )滴加于润滑油中,也可用胶体磨处理等方法,使硅油粒度达 1-3μm ,甚至 0.5μm 以下。
    硅油对于提高油品的抗泡性虽然具有良好的效果,但它同时又使油品的空气释放性能严重变差。
影响液压油空气释放(放气)性的因素有以下几方面:
1 )基础油的粘度和精制深度
    基础油的空气释放性是随着其粘度的增高而变差的,粘度越大,放气值越大;在相同粘度情况下,精制深度浅的油,比精制深度深的油放气值大。因此,对液压油的基础油要求精制深度要深。
2 )添加剂
    迄今为止,还未发现任何一种添加剂的应用改善了放气性,不过,它们的影响程度有区别。抗氧剂对油品的放气性没有影响,硅油及某些降凝剂对放气性影响较大,特别是硅油,甚至零点几个 ppm 的含量,就会极大影响放气性。
3 )污染
    油中加入的酸性防锈剂 T746,若被强碱物质污染,由于相互作用,生成大量不溶性皂,这些皂类物质增强了气泡的稳定性,使油品的放气性变差。
改善油品放气性的方法:
1 )提高基础油的精制深度。芳烃、氮及硫化合物等组分均影响油品的放气性,提高基础油精制深度,就会比较多地除去影响放气性的组分,改善其放气性。
2 )减少污染。对于可能与碱接触的油品,可考虑不用酸性防锈剂,而用中性或碱性防锈剂。
3 )如果使用硅油抗泡剂,加入量尽量少。
4 )使用非硅抗泡剂。非硅抗泡剂对油品放气性的不利影响比硅油抗泡剂小。
聚丙烯酸酯型非硅抗泡剂 T911 T912 。两者技术性能比较如下:
     T911 的分子量小,在重质油中抗泡性好,在轻质油中差,因此, T911 不适合于用作轻质抗泡剂。
     T912 的分子量大,在轻质润滑油和重质润滑油中均有较好的抗泡性,但在重质油中分散性不如 T911 好,因此, T912 最适用于轻质润滑油。
    在以轻质油料为基础油的油品中,油品的抗泡性能在一定范围内是随着 T912 用量的提高而增加。其中在低温区域时,抗泡效果随着抗泡剂用量的提高有显着的增加,而在高温区域这种效果就减弱了。
T912 在油品中的消泡持久性也与其用量有关。当用量较大时,在静置贮存试验中,消泡持久性好;用量较低时,前 24 ℃消泡性变差,但在一定的温度下重新搅拌后,其抗泡性能又恢复到调油初期的良好水平。国外进口的非硅抗泡剂 Lz889B 等也有类似性质。
     T912 T911 一样,与大多数添加剂均有良好的配伍性,但与 T601 (聚乙烯基正丁基醚)、 T705 (二壬基萘磺酸钡)、 T109 (烷基水杨酸钙)三种添加剂复合使用时抗泡性差。美国同类非硅抗泡剂 Lz889 Lz889A Lz889B 均存在同样问题。因此,在使用 T912 T911 时,应当避免与 T601 T705 T109 复合使用,否则,油品的抗泡性差。
    非抗泡剂 T912 及硅油抗泡剂,都是随着用量的增加,对油品放气值的不利影响也增加,不同的是, T912 的影响是逐步增加的,变化比较平缓。而硅油抗泡剂对放气性的不利影响,不但在程度上比非硅抗泡剂大,而且,油料对硅油抗泡剂特别敏感,即使很小的用量,对油料放气性的恶化也相当明显。

依据环境和工况选择液压油

 

工 况

环 境

压力: <7MPa

温度: <50 o C

压力: 7-14 MPa

温度: <50 o C

压力: 7-14 MPa

温度: 50-80 o C

压力: >14MPa

温度: 80-100 o C

室内、固定液压设备

HL

HL HM

HM

HM

露天、寒区和严寒区

HR

HV HS

HV HS

HV HS

地下、水上

HL

HL HM

HL HM

HM

高温热源

HFAE

HFB

HFDR

HFDR

或明火附近

HFAS

HFC

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