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油污染对设备和油本身寿命的影响

发布时间：2010/8/29 阅读次数：1247 字体大小: 【小】【中】【大】

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一、前言

本文所指的“油污染”，主要是指油中存在的固体杂质、水、气体三种主要污染物质。绝对清洁的油是不存在的，因此所谓清洁的油就指上述沾染物达标的油。一般新油或使用时间不长的油，只存在固体杂质、水和气体，而且含量低，随着油使用时间的延长，上述污染物就增加了，这就使运动磨擦副磨损增加，运动状态变差以致达不到设备运行要求。下面我们讨论油在污染条件下对设备和油本身的影响。

二、固体杂质对油使用性能的影响

油中的固体杂质中，大于和接近磨擦副间隙最小尺寸的固体污染物，对系统的危害性特别大。因此，我们重点讨论这个问题。
磨擦副间隙分两种，平移磨擦副的间隙是平行或接近平行的，而转动磨擦副间隙是楔形的，这因为重力或振动的原因，轴的圆心和轴承的圆心是不同心的。图一中A为轴承的圆心，B是轴的圆心，于是在二圆的下部形成楔形间隙。

图一

图二

图二是平行间隙，间隙面若用显微镜观察，实际都是高低不平的。油流将接近间隙尺寸的粒子带入间隙之中，粒子一方面破坏了油膜的均一性，即破坏了油膜强度，同时它像切削刀具一样，切削磨擦副的表面，形成磨损和划痕。因此，接近间隙尺寸的固体粒子，必须将它过滤掉。
对于转动磨擦副间隙，因它是楔形的（间隙一头小另一头大），因此只要固体粒子能进入间隙，只要这些粒子的尺寸符合：

楔形间隙最小尺寸≤固体粒子尺寸≤间隙最大尺寸

这些粒子都对磨擦副造成磨损，因为粒子的尺寸范围大，固体粒子对磨损的影响就更大。
综上所述，我们必须将和间隙尺寸接近的全部粒子过滤掉，才能确保磨擦副更长期的运行。据文献报导，若将油中接近间隙尺寸大小和大于间隙尺寸的固体粒子全部过滤掉，那么轴承和轴的寿命可延长50倍左右。对蒸汽轮机的轴而言，尺寸大加工精度要求高、价格昂贵，因此延长轴的寿命有巨大的工业价值。

三、水对油使用性能影响

油中因有过量的水而不达标，就会有很多危害。如油有乳化水和游离水，能对运行设备严重锈蚀。金属锈蚀下来固体杂质又进一步污染油，使油的使用性能受到严重影响，水又使油膜厚度和强度受到严重的不良影响。游离水进入磨擦副间隙，直接破坏了油膜，使油膜破裂造成磨损。水还会使油的添加剂析出和失效并使油加速氧化和酸化，降低油的使用价值。对变压器或其他绝缘油而言，水使介质损耗因子大幅度变坏，击穿电压大幅下降，油的绝缘性能严重变坏。
下面举例进一步说明上述观点，见表一。

表一水对轴承寿命的影响

润滑油	含水量	寿命比率
SAE20	25PPM	4.98
SAE20	100PPM	1.92
SAE20	400PPM	1.00

从表中可看出当油含水量从400PPM降至25PPM时轴承寿命延长近5倍。

水对油氧化和酸化也有严重影响，见表二。

表二水对油酸化影响

序号	金属	水	小时	酸值变化
1	无	无	3500	0
2	无	有	3500	+0.73
3	铁	无	3500	+0.48
4	铁	有	400	+7.9

从表中可看出，第1号实验表明在无水无金属催化作用下运行3500小时，酸值无变化。当有水有铁颗粒时，只运行400小时，酸值增加7.93，与3号相比差16倍以上。由此可知，油酸化过程中，水是起了重要作用的。

四、气体对油使用性能的影响

空气对油的氧化是显然的，有水的参与其氧化和酸化更为严重，游离气体对磨擦副间隙中的油膜有直接的破坏作用。应该指出气体在油中的溶解度与压力和温度有关，当压力下降、油温升高时，气体就从油里分离出来，形成气团（气泡），对磨擦副造成直接损害。而油在运行过程中不断有压力和温度的波动，会不断有气泡分离出和覆灭，随时造成油膜破裂。
对输油泵而言，气体和水分易形成气穴现象并造成气穴腐蚀。它损害泵和伺服阀，也可使活塞杆的刚性、动作的精确性、响应速度和稳定性受到影响。

五、实际使用中情况例举

在实际使用情况调查中发现油管路中存在大量的铁锈，且净油机初始实验中也发现，由于油水和油气分离的真空容器是采用普通钢，实验发现容器中有近0.5毫米厚的铁锈且硬度高，它对润滑油的危害是很大的。
因此，对汽轮机油箱的供油管我们建议用不锈钢管比较安全。对真空净油机而言，其真空容器、供油管和回油管也应采用不锈钢，否则净油机可能会变成“加污机”，这十分有害。
我们调查还发现，由于汽轮机油中的固体粒子、水和气体含量高，在大修时汽轮机轴的磨损十分严重，有明显的磨损和拉痕。
此外，由于变压器油污染超标而被击穿事故发生多起，个别情况甚至产生爆炸起火。
医生化验病人的血液来诊断病情，人们称工业用油为工业的“血液”，“血液”有问题了，设备就会出问题。工业“血液”的清洁度，应该引起工业界的重视。

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