油液微水傳感器專家講解油液中的水分現象

來源：本站作者：admin 時間：2021-08-26 07:05:01 點擊：1484

油液微水傳感器專家講解油液中的水分現象

（1）油液中水分主要來源于冷卻液泄漏、空氣中水分凝結和外界經呼吸帽或密封系統進入的水分。水分以溶解水、乳化或游離水等三種形式存在油液中。

① 懸浮水

水以細小液滴狀懸浮在油中，使之成為乳化液，此種情況可采用真空干燥法去除。

② 溶解水

水以分子狀態均勻分散在烴類分子中，就叫溶解水。其溶解量取決油品化學組成和溫度，溫度越高，溶解量越多。因溶量不多，可以不計。油品溶解水分能力有限，如液壓油溶解200～400ppm，發動機油溶解200～750ppm，變壓器油則僅能溶解30～50ppm。當然溫度升高，油品溶解水分能力提高。當油品外觀乳化后，表明油中水分含量已超出油品的溶解能力。

③ 游離水

析出的細小水粒，聚在大水滴，從油中沉降下來呈油水分離狀態存在。

（2）水分的危害

通常油品分析中無水（0.03%以下為痕跡）是指沒有游離水和懸浮水，溶解水是很難去掉的。那么油中有水有什么危害呢?

① 油中有水冬季結冰，堵塞管道和過濾器。

② 水存在增加潤滑油腐蝕性和乳化性。

③ 降低油品介電性能，嚴重引起短路，燒毀設備。

④ 潤滑油有水，易產生汽泡，降低油膜強度。

⑤ 水加速油品氧化。

⑥ 水能與雜質和油形成低溫沉淀物，稱油泥。

⑦ 潤滑油水高溫產生蒸汽，破壞油膜。

⑧ 對酯類油，還會水解添加劑，沉淀，這種情況即使把水除掉，也不能恢復添加劑原來性能。

⑨ 一般潤滑油中含水意味著軸承死亡。油中含0.2%水，軸承壽命就減了一半；含3%水就只剩下15%。

潤滑系統中的水分主要大氣中的潮濕空氣，如軸承損壞，冷卻水就會沿著損壞的水封端面進入軸承，從油箱通氣孔吸入的潮濕空氣冷凝成水珠滴入油液，或水分通過油箱的呼吸作用進入系統。由于油和水的親和能力，幾乎所有礦物油都具有不同程度的吸水性，其中潤滑油的吸水飽和度為500～600ppm。當含水量超過飽和度時，過量的水則以游離水和乳化水的形式存在于油液中。油一旦乳化，對潤滑系統造成嚴重的危害，必須換新油。因此加油口必須旋緊，油桶放干燥地點。如露天存放，應臥式堆放，減少桶口積水，避免桶“呼吸”吸入水分。

（3）如何解決液壓系統中混入水的問題?

① 水進入液壓系統大致有3個途徑：機械故障如密封不好，冷卻盤管滲漏使水進入油中；在濕熱的氣候下，油箱呼吸而帶入；工作環境潮濕，雨、雪，融冰產生水的污染。

② 水對液壓系統的危害

能夠與液壓油起反應，形成酸、膠質和油泥，水也能析出油中的添加劑；水的最主要影響是降低潤滑性，溶于液壓油中的微量水能加速高應力部件的磨損，僅從含水（100～400）×10-6的礦物油滾動軸承疲勞壽命研究表明，軸承壽命降低了30%～70%。水能造成控制閥的粘結，在泵入口或其它低壓部位產生氣蝕損害；腐蝕、銹蝕金屬。

③ 解決的辦法

加強油中水含量的監測；室外使用的液壓設備，最好用防風雨帳篷；加強系統密封措施、防水進入；油箱呼吸孔裝干燥器；有條件的系統可安裝“超級吸附型”干燥過濾器。

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機械設備在使用過程中，由于環境以及內部運行產生的各種磨粒會對潤滑油的質量、性能產生影響，從而加速機械設備的磨損，導致機械設備性能下降，使用壽命縮短等。在工業實踐中，通過控制機械設備潤滑油的清潔度，及時處理潤滑油中的污染物或者換油，保持機械設備潤滑油的清潔可以有效延長設備使用壽命、保持設備高效率運行。因此，對潤滑油清潔度的檢測成為油液狀態監測的一項重要內容。

關于油液清潔度標準，目前世界上已被廣泛采用的是國際標準委員會制定的ISO 4406標準，其它標準如美國航天學會制定的NAS 1638，汽車工程師學會制定的SAE AS4059。NAS1638標準雖然在近海工業及航空工業有應用，但實際上已被廢除。SAE AS4059雖然在特定行業有應用，但沒有獲得廣泛認同。綜上所述，一般談到油液清潔度標準，還是以ISO 4406來做參考。

ISO清潔度等級標準引用的是1mL樣品液中大于4、6和14μm的顆粒數量，因此ISO標準的污染等級代號由三個代碼組成，如 ISO 4406:19/16/11, ISO 4406: 21/19/16等。

以ISO 4406: 21/19/16為例，

第一個代碼21，表示油液中大于4μm的顆粒數量其區間范圍所在的污染等級為21；

第二個代碼19，表示油液中大于6μm的顆粒數量其區間范圍所在的污染等級為19；

第三個代碼16，表示油液中大于14μm的顆粒數量其區間范圍所在的污染等級為16。

由于大于6μm、14μm的顆粒都大于4μm的顆粒，因此對大于4μm的顆粒計數是包括6μm、14μm的顆粒。

ISO 4406清潔度標準由三個代碼組成

各代碼所指的顆粒數區間范圍見下圖

油液清潔度的判定隨著光譜、能譜、射線分析技術的應用，油液清潔度等級測試技術不斷提高，其科學性、準確性也得到認可，在煤礦機械設備，以及工業制造、國防、航天領域應用廣泛。目前常用的在線式或者便攜式油液清潔度設備一般采用顆粒計數法來判定油液清潔度，是目前最精確的實驗室測定方法之一，但儀器價格稍微偏昂貴一些。

自動顆粒計數器可分為遮光性、光散射性和電阻性3類，其中遮光型顆粒計數法是最常用的。它的原理是利用光電傳感器采集信號，直接測定油液中顆粒污染物的大小和數目，繼而判定油液的清潔度等級，精度高，但同時容易受油中氣、水珠的影響。對于污染嚴重的油液必須對顆粒密度過大、透光差的油液進行稀釋。隨著技術的進步以及過濾性能的提高，顆粒計數器的測試精度都逐步提高，對油液清潔度的判定精度也更精準。

此外，分析鐵譜技術也是非常有效的手段，它不只是單純的油液檢測技術，同時能對污染物顆粒的形狀、顆粒物濃度、粒度進行分析，反映磨損程度及趨勢，但儀器價格較昂貴。目前最新的顯微數字圖像處理技術已經應用于油液磨損分析，油液清潔度判定，從而提供了全新的、方便快捷、精確度高的檢測手段。

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