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专家讲坛:让设备的寿命延长5~10倍
2015-01-29 10:25:15  OLM周刊  OLM周刊  浏览次数:

摘要:对于设备润滑管理来说,要想把设备保养好,“保持油品清洁”是一项基本要求。

“饭前便后要洗手”——对于个人卫生来说,这是一项基本要求。对于设备润滑管理来说,要想把设备保养好,“保持油品清洁”是一项基本要求。保持润滑油和润滑脂的清洁、避免它们受到污染,不但有助于延长油品的使用寿命,而且有助于延长设备的使用寿命、降低设备故障率、减少维护费用。
在美国摩擦学者与润滑工程师学会STLE的年度会议上,Dan Holdmeyer以“保持油品清洁”为主题,做了相关的报告。Dan Holdmeyer来自于全球著名的润滑油公司雪佛龙(Chevron),作为雪佛龙公司的现场技术专员和润滑工程师,他已经有30多年的经验。Dan Holdmeyer在报告中分享了他的经验,指出了润滑油受到污染的各个环节,以及润滑油受到污染的危害,堪称一场大师级讲座。本文摘引了Dan Holdmeyer的报告要点,提倡保持油品清洁,延长设备的使用寿命、保持设备的健康运行。
两大危害:杂质和水
设备故障很多是由润滑问题引起,其中,油品里进入了杂质是引发润滑故障的头号原因,其次是水。这两种污染物是任何运用场合都可能碰到的问题,因此,要严防杂质和水进入油里。
Holdmeyer强调:“最明智的方法是从源头上避免水和杂质进入润滑油,以防为主。预防油里进入杂质,当然需要一些投入,例如购买呼吸帽、使用高效密封等,但是油里一旦进入杂质后,要把它弄出来,需要花大约10倍的钱。也就是说,“防污染”如果要1块钱,“治污染”得花10块左右。”
润滑油受到污染的三大途径:
要保证润滑油的清洁,从哪些环节入手呢?Holdmeyer表示,润滑油的储存、分装、使用是污染控制的三个基本环节。
润滑油的储存:在现实操作中,润滑油受到污染通常是这样一种情况:设备厂家给用户规定了润滑油需要达到的ISO清洁度等级,用户根据指定的等级,购买达到相应标准的润滑油。油品运到后开始入库储存,但是有的用户把油品储存在室外。由于用户不注意密封好油品,或者油桶顶部积水,导致润滑油在储存环节中吸收水分或者进入杂质。
分装:润滑油的分装过程中也可能受到污染,用户使用的油桶、油壶或者漏斗等工具不干净,容器内部甚至有以前留下的旧油,或者不同油品共用一个容器或者工具,导致新油受到污染。
用油:在用油过程中,润滑油也会受到污染。例如,设备通气口没有加装呼吸帽(又称通气帽、呼吸器),杂质和灰尘、大气里的湿气从通气口进入润滑系统;油箱没有遮盖好,导致杂质进入油箱;油箱生锈,锈渣脱落进入润滑系统;密封不严,水分和杂质进入油里,等等。因为润滑油具有吸湿性,会吸收大气里的水分,因此设备通风口应加装带有干燥除水作用的呼吸帽。
要延长润滑油和设备的使用寿命,减少润滑故障,就要防止润滑油在使用中受到污染。首先,为润滑油的储存、分装和用油都制定书面的操作规范。
对于润滑油的储存,Holdmeyer给出了几点建议。首先,所用的润滑工具都要妥善保存,专器专用。把各种润滑工具储存在室内,保持室内干净整洁。如有条件,尽量选择室内保存油品。因为室外的温差大于室内,白天日晒、晚上降温,反复较大的温差变化,不利于润滑油添加剂的稳定。温差变化大也容易使润滑油吸收空气里的湿气。室外还容易日晒雨淋,如果油桶竖直放置,顶部容易积水,使润滑油受到水污染。因此室外储存润滑油,要用防水布遮盖,防止日晒、雨淋。油桶最好横放,或者倾斜侧放,防止桶顶积水。
润滑油的分装加注过程中,要做到专器专用,重复使用的工具要及时清洁,保证下次使用时干净干燥。最好专门安排一个房间,存放润滑油分装用到的大铁桶、塑料桶、油品分装器、以及油品运送用到的相关工具。Holdmeyer还特别推荐,使用的加油、分装工具使用不同颜色的塑料标签加以区分。用到的抹布应清洁、不容易掉毛,垃圾桶应选用有盖的。
在加油过程中,建议使用小型移动式过滤加油车,这种加油小车带有油箱,并且自带过滤系统和加油管,可以把油滤干净后再加入设备。加油车的过滤精度可以根据需要的ISO清洁度等级来选择。为了避免加错油,除了给设备和油桶、各种加油工具打上相应标签之外,还可以通过使用不同的加油口接头,特定的润滑油安装特定的加油口接头,避免油品误用。
油品包装的选择有讲究:
油接触空气后会缓慢地氧化,因此油开封后长期不用会氧化变质。过大的储油罐不一定适用,如果油的用量较小或者用得次数少,没必要使用大桶装油,因为剩下的油会大量滞留,长期储存,润滑油到了使用时就不够新鲜。”如果润滑油的用量和使用情况比较适合小桶包装的润滑油,那么要保证大桶或者油罐运来的润滑油ISO清洁度达标,在分装到小桶里时,也要过滤一下。大油罐应安装干燥型呼吸帽(通气帽),防止灰尘杂质和水分、湿气侵入。
Holdmeyer说:“储存润滑油用到的油罐至少要每年取样检测一次,每年至少做一次清洁,避免水分或者杂质污染油罐。如果没有条件做这些工作,至少也要冲洗放油口,并且目测检查一下。”
前面我们已经强调过,对于润滑油里的杂质,采取措施避免它们进入油里很重要,要做到这一点,意味着我们首先要知道油里的污染物是哪里来的。这些杂质是设备内部产生的磨屑、还是存储过程中带入的?或者是采集油样的时候带入的?油品没有封好进入的?要充分考虑各种可能的原因,才能有效地从源头切断污染源。
“虽然这些都是些小细节,不是什么高科技,但是这些细节问题没做好的情况却比比皆是,例如很简单的油箱没盖好。”Holdmeyer说,“无论是日常保养设备操作时、还是添加润滑油的过程中,都可能往润滑油里带入污染物。不管什么时候,油桶里的润滑油都应该先过滤,再加到设备里。”
液压设备很敏感:
“虽然所有的设备都很忌讳油品里进水或者其它杂质,但是液压设备对杂质特别敏感,并且杂质带来的不良后果会很快发作。”Holdmeyer说,“因为液压设备零件之间的间隙一般都非常小,比如说伺服阀,零件之间的间隙只有1~4微米,这么小的尺寸是个什么概念?滑石粉的微粒就有10微米左右,细菌的大小也有2~3微米。”
为了避免细小的杂质卡在零件之间,我们必须要让杂质顺畅地通过零件缝隙。为了做到这一点,液压设备制造商为用户规定了润滑油的ISO清洁度等级。ISO清洁度等级规定了设备所允许的杂质颗粒大小(4微米、6微米、14微米)、颗粒数目,如果颗粒物的计数超过了指定的ISO清洁度等级,用户必须马上采取净油措施,或者把油换掉。ISO清洁度等级需要检测4微米、6微米、14微米三种尺寸的微粒数目,但是有些液压设备厂家指定检测其中的两种微粒,例如卡特彼勒。
Holdmeyer提醒用户,如果液压油里的杂质不及时除掉,会引起液压阀磨损,进而导致反应缓慢、液压阀堵塞、卡涩、阀芯表面的金属腐蚀、电磁阀烧毁、安全系统失灵等一系列故障。杂质也会导致液压缸磨损,特别是工程机械。因为工程机械容易沾染灰尘和杂质,活塞杆和密封损坏是进入杂质的主要原因。活塞杆从油缸里出来时观察一下,如果发现上面有油,那么就要检查一下。
第一道防线——过滤:
对于大部分设备来说,润滑油过滤器是油的第一道防线。根据Pall Corp.的数据,Holdmeyer表示,良好的过滤再加上适当的油品维护,油泵和设备的使用寿命可以延长4到10倍!滚动轴承最长甚至可以延长50倍的寿命。其它好处还包括延长油品的使用寿命,购买新油和换油、处理废油的成本也相应减少。
用户会发现,所有的过滤器或者过滤设备都有过滤精度,但是我想说,过滤精度有时候会误导人。“如果过滤器标示的是名义精度(nominal rating),那么这个精度不能说明什么,因为名义精度只是厂家给出的一次性任意值,在使用中不一定可靠。如果你看到过滤设备给出的名义精度,那么用户就应该质疑它的过滤效果。”Holdmeyer肯定地表示,“用户应该关注过滤器的绝对精度(absolute rating),绝对精度表现了滤孔的最大尺寸,以及多大的颗粒可以穿过滤芯。 ”
Holdmeyer继续说到:“除了绝对精度,过滤器还有一项指标很重要,就是过滤比,也就是Beta Ratio(β值),过滤比=过滤前某种尺寸微粒的数量/过滤后同尺寸微粒的数量,我们举个例子说明。如果过滤器上游油液里含有6微米的颗粒数目为100万个,过滤后,过滤器下游油液里含有6微米的颗粒减少为50万个,那么β值为2,过滤效率为50%,如果100万个颗粒减少到了1000个,那么β值为1000,过滤效率为99.9%。”[注:滤芯的过滤效率(%)和β值之间的换算公式是:((β值-1)/β值) x 100。]
根据我们的经验,高压设备对油液的清洁度要求较高。高压设备对油液流量的控制要求更为严格,对控制阀的速度和精度提出了更高要求,因此对油液的清洁度要求也就更为严格,因为设备的间隙更为精密,油液里的杂质更容易造成设备故障。比起低速滑动轴承,高精度滚动轴承对润滑油的清洁度等级要求也更为苛刻。
水的危害:
接下来,Holdmeyer讲到了水对润滑油的危害。水是润滑故障的第二号元凶。油里只需400ppm的水分,滚动轴承的寿命就能减少多达85%,常见的水分来源主要有潮湿大气里的潮气、温度降低引起的冷凝水、润滑油在油罐里储存,还有油箱里的油也会溶解一些水分。水枪冲洗、冲刷时也是常见的进水原因,还有冷却水的泄露、油封损坏或者安装不当。
目视检查和实验室仪器检测都可以发现油里进水,后者更为准确一些,也能发现较少的溶解水。另外一种方法是加热法,一般的做法是在铁片上加热润滑油,如果发出噼啪声或者爆裂声,说明油里含水。
Holdmeyer表示,在现场考察中,他发现很多情况下,大家都认为是封闭的循环润滑系统,但是结果却进入了水分。原因在于一些很小的细节,例如油镜开裂,密封泄露等等。有时候是加油、放油时没有正确操作。新油没有过滤就加进去了,油里的水分或者杂质就加进去了,有些情况是设备的通气孔没有加装有效的空滤,或者是老式的盖子,没有封死,导致大气里的杂质和空气里的湿气进入设备内部。建议使用带有干燥剂的呼吸帽,可以有效隔绝空气里的杂质和水分。
Holdmeyer最后做出了总结:“要想做好设备的润滑,必须保持润滑油清洁、不含水。用户要确保油品干净,然后才能加到设备里。妥善保存润滑油和润滑脂,用油过程中保持油品清洁,不要使用脏污、掉毛的抹布去擦黄油嘴或者加油口。”
以上建议,献给希望做好设备保养和预防性维护的所有设备管理人员。
本文最早发表在 2011 年 9 月的《Lubes’n’Greases》,第9期第17卷标题为润滑油健康掌握在您的手中(Healthier Lubes Are in Your Grasp)。
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