如果您使用液壓設備已有一段時間，您可能遇到過液壓油混濁的時候。當液壓油被超過其飽和水平的水污染時，便會變得渾濁。飽和度是指可以溶解在油的分子化學中的水量，對于礦物液壓油來說，在 20°C (68°F) 時通常為 200 至 300 ppm。

　　該圖顯示了水濃度對軸承壽命的影響。軸承壽命通常是假設潤滑油含有 100 ppm 的水而得出的。將水濃度降低至 25 ppm 可使軸承壽命延長近 150%。(來源：Stauff 污染控制計劃中的 Timken Bearing Co.，第 10 頁)

　　當液壓油變渾濁時表明至少含有 200 至 300 ppm 的水。而且水濃度越高，引發(fā)液壓系統(tǒng)故障的幾率就越大。我們最近有一個客戶案例是一個含有混濁油的液壓系統(tǒng)，通使用過油液在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現其含水量超過 1% (10,000 ppm)!

　　一、液壓油中的水危害

　　1.消耗某些添加劑并與其他添加劑發(fā)生反應，形成腐蝕性副產物，從而侵蝕某些金屬;

　　2.降低過濾性并堵塞過濾器;

　　3.增加空氣夾帶能力;

　　4.增加發(fā)生氣蝕的可能性;

　　5.減少潤滑膜-強度，這使得關鍵表面容易腐蝕和磨損。

　　該圖繪制了軸承壽命與油中水含量增加的關系。如您所見，Y 軸給出了軸承壽命，X 軸給出了油中的水量。100% 的“參考”軸承壽命是基于水濃度為 100 ppm (0.01%) 時所達到的壽命。如果水含量超過此水平，軸承壽命會縮短，一開始呈指數級下降，然后在水含量為 5,000 ppm (0.5%) 時穩(wěn)步下降到十分之一左右。

　　一些參考文獻引用 1,000 ppm (0.1%) 作為液壓油可接受的水濃度。但如圖所示，油中的這種水含量會使軸承的預期壽命縮短至水濃度控制在 100 ppm (0.01%) 時的三分之一左右。即使水濃度為 500 ppm (0.05%)，軸承壽命也不會達到 100 ppm 時的一半。

　　如果這還不夠令人信服，那么只要同時滿足以下條件，500 ppm 及以上的水濃度就足以產生微生物污染 (MBC)： 石油很容易提供碳、氮和磷。

　　?氧氣：液壓油中空氣的體積含量通常為 7% 至 10%。

　　?適中溫度：24°C 至49°C(75°F 至120°F)的溫度下細菌最適宜生長。

　　?黑暗、停滯或低流量：液壓蓄水池提供了良好的滋生地。

　　?懸浮顆粒：這些顆粒有助于最初的運輸和定植。

　　雖然上述所有條件都是維持細菌生長所必需的，但水是關鍵。因此，就預防 MBC 而言，保持油液的干燥至關重要。

　　二、檢測液壓油和去除水分

　　那么如何知道液壓油中含有多少水呢?準確定量液壓油含水量的標準實驗室測試是卡爾費休容量試劑法，也稱為卡爾費休測試。傅里葉變換紅外光譜 (FTIR) 有時被提及作為測量油中水濃度的方法。然而，FTIR 僅對指示水濃度大于 1,000 ppm 有效。這意味著，如果您認真監(jiān)測和控制低水平的水濃度，則須在您的油品分析測試表上指 定卡爾費休的水含量。

　　考慮到水污染對液壓系統(tǒng)壽命和可靠性的負面影響，如果液壓機中的油確實含有高濃度的水，您有什么選擇?

　　1.對于油量較小的系統(tǒng)，更換油可能是具成本效益的解決方案。

　　2.對于含有較大油量的系統(tǒng)，除水過濾器適合去除少量的水。

　　除水過濾器有兩種類型：

　　1.聚結過濾器和聚合物過濾器：

　　聚結過濾器的工作原理是使油通過致密的無機纖維墊。纖維破壞油膜，使非乳化(游離)水粘附在纖維上并被纖維保留，而油則通過。當水滴在過濾墊中積聚時，它們會聚結成更大的水滴;這些氣體通過纖維向下流入收集器，并定期排水。

　　2.聚合物過濾器浸有對水具有強親和力的化學物質(聚合物)

　　它們可以是吸收性的，其中油中的游離水和乳化水成為過濾器化學結構的一部分，也可以是吸附性的，其中水被濾芯保留而不成為其化學結構的一部分。吸收式過濾器是建議選擇，因為它們可以一直保留水。另一方面，吸附式過濾器在某些條件下傾向于釋放捕獲的水。聚合物過濾器具有與顆粒過濾器類似的配置。請注意，聚結過濾器和聚合物過濾器都無法去除低于其飽和點的溶解水(溶解在油分子結構中的水)。

　　3.真空蒸餾結合使用熱和真空

　　水在 846 毫巴(25 英寸汞柱)的部分真空下于 56°C (133°F) 沸騰。這使得水可以在不損壞油或其添加劑的溫度下去除。

　　4.頂空除濕

　　頂空除濕是降低液壓油中水濃度的另一種技術，它涉及水庫頂部空間的空氣循環(huán)和除濕。油中的水遷移到頂部空間的干燥空氣中，并最終被除濕器除去。頂空沖洗與頂空除濕類似;不同之處在于，不是通過閉環(huán)回路中的除濕器循環(huán)儲罐頂部空間的空氣，而是通過頂部空間沖洗少量(4-5 cfm)非常干燥的壓縮空氣(-40°C 露 點)在開路中。在這里，水再次從油中遷移出來并進入穿過儲層頂部空間的干燥空氣中。

　　頂部空間沖洗的另一種變體包括在儲液器上安裝吸濕呼吸器(如果您認真控制水污染，應該已經有一個吸濕呼吸器)并將真空泵連接到頂部空間。這需要在儲液罐頂部有一個備用端口，盡可能遠離呼吸器。這種變體的優(yōu)點在于它的簡單性——它不需要清潔、干燥的壓縮空氣源。

　　三、液壓系統(tǒng)預防性監(jiān)測比進水再處理更便宜-改良液壓系統(tǒng)進水辦法

　　與所有其他形式的污染一樣，防止水進入比從液壓油中去除水更便宜更具有效益。進水的主要點是通過水庫頂部空間。太多的液壓油箱都配備了通氣蓋，當油量因熱膨脹和收縮或氣缸的致動而變化時，這些通氣蓋不能有效地防止水分(和顆粒)進入油箱。

　　三個樣品瓶裝有含有不同濃度水的液壓油。左邊的樣品幾乎不含水。中間的樣品含有乳化水，呈現乳白色外觀。右邊的樣品含有游離水，可以在瓶子底部看到。

　　用吸濕性呼吸器替換這些劣質呼吸器將消除水分和顆粒通過儲液器通風口進入。這些呼吸器通常結合了可過濾小至 3 μm 顆粒的編織聚酯介質和硅膠干燥劑，可去除進入空氣中的水蒸氣。結果是油藏頂部空間內的相對濕度水平使得冷凝不太可能發(fā)生，從而減少水進入油中。

　　烘干機越好

　　所有這一切的關鍵要點是什么?保持機器的液壓油盡可能干燥，建議低于其飽和點。與其他兩種危險污染物(熱量和顆粒)的情況一樣：數量越低，從長遠來看，液壓機的可靠性就越好。雖然它可能不適用于每臺液壓機或可實現，但 100 ppm 或更低的水濃度是一個很好的目標。

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