污染度管理教育

1、污染度管理教育新產(chǎn)品開發(fā)辦付肖宇2012.07.12液壓污染物來源液壓污染物來源液壓污染物的危害液壓污染物的危害目錄一、污染度管理的意義1.液壓缸：液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的、做直線往復(fù)運(yùn)動（或擺動運(yùn)動）的液壓執(zhí)行元件。2.液壓缸的生命：密封液壓油液壓油進(jìn)進(jìn)液壓油出液壓油出活塞移活塞移動動心軸旋轉(zhuǎn)心軸旋轉(zhuǎn)最常見的油缸失效方式：漏油我們的油缸能用多久？一、污染度管理的意義腐蝕(20%)老化(15%)事故(15%)機(jī)械故障機(jī)械性磨毛(50%)研磨(Abrasion)疲勞(Fatigue)黏著(Adhesion)表面磨毛(70%)Ref: Dr. E. Rabinowicz, 1981，拉賓諾維

2、奇在1966年提出的磨粒磨損簡化模型理論二、污染物的種類及影響液壓污染有固體污染、液體污染和氣體污染三種物質(zhì)。 （）固體污染包括金屬粉末、粉塵、沙粒，纖維物、氧化生成物等。 （）液體污染物質(zhì)括水分、新舊油及異種油的交叉污染。 （）氣體污染就是指空氣。 但在眾多污染之中，系統(tǒng)殘留的金屬顆粒（如鐵屑、鐵銹、焊渣以及金屬磨損粉末等固體顆粒），是液壓系統(tǒng)及油液的主要污染物。油液使用時間越長，油液污染度越高。黏度變化壓縮性氣穴現(xiàn)象三、液壓污染物來源液壓系統(tǒng)及油液的污染源，主要是在生產(chǎn)、物流、使用三個階段產(chǎn)生污染物（）在生產(chǎn)階段產(chǎn)生污染物 液壓油是由基礎(chǔ)油和添加劑調(diào)合而成的。液壓油在生產(chǎn)的過程中，它有基礎(chǔ)

3、油的質(zhì)量問題，有添加劑的質(zhì)量問題、也有調(diào)合生產(chǎn)油過程中的質(zhì)量問題。比如：基礎(chǔ)油不好，添加劑不好，添加劑在油中調(diào)合不夠均勻，溶解不充分，都會變成為一種污染物。在生產(chǎn)過程中液壓油所產(chǎn)生的污染物，實(shí)際上，它的污染度已經(jīng)超過了液壓系統(tǒng)及元件污染耐受度的要求。因此，液壓油在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生污染物不容忽視。 另一方面，機(jī)械設(shè)備是通過設(shè)計、生產(chǎn)、安裝而成的。機(jī)械設(shè)備在生產(chǎn)過程中有設(shè)計污染（如選材、工藝設(shè)計），有制造、安裝、調(diào)試過程中殘留在液壓系統(tǒng)、元件、管道的污染物（如鐵、銅等金屬顆粒及纖維物等）。由此而造成的污染，實(shí)際上已經(jīng)超過了液壓系統(tǒng)及元件的污染耐受度。 三、液壓污染物來源（）在物流階段產(chǎn)生污染物 油在

4、物流過程中會產(chǎn)生污染物。比如，有輸送油管道問題，有倉儲問題，有包裝問題，有裝運(yùn)作業(yè)過程中的污染物入侵問題。因此，新油不一定是最潔凈的油。在使用新油時，首先要進(jìn)行超濾提純、凈化處理。（）在使用階段產(chǎn)生污染物。 在使用液壓油過程中，設(shè)備內(nèi)部有殘留在液壓系統(tǒng)（元件、管道、油箱等）污染物和機(jī)械磨損的金屬粉末、氧化生成物等有害物質(zhì)及舊油沒有徹底清除干凈，新的液壓油在液壓傳動系統(tǒng)運(yùn)行時會立即引起了交叉污染，產(chǎn)生所謂“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”，導(dǎo)致液壓元件產(chǎn)生副磨損而造成更大的污染。 另一方面，經(jīng)過長時間高速、高壓下運(yùn)行，必然會有污染物（如粉塵、空氣、水份）入侵；由于外界環(huán)境的影響，會加快了設(shè)備在用油液的劣化速度，使密封

5、件受損，濾芯堵塞，吸氣孔的空氣呼吸口過濾器不良；入侵污染物的情況還包括給油泵的油管、泵件、接頭和濾芯未清冼干凈；在修理過程中帶進(jìn)粉塵、纖維物等。 四、液壓污染物的危害、污染影響機(jī)械性能。 固體污染顆粒是油壓機(jī)安全生產(chǎn)的一大隱患，是造成液壓故障的元兇。美國流體動力研究中心菲奇博士指出：“污染導(dǎo)致液壓系統(tǒng)及元件故障的三種基本形式是：、不穩(wěn)定，嚴(yán)重?fù)p壞，、性能劣化。”同時指出：“污染引起油壓機(jī)產(chǎn)生故障的主要表現(xiàn)：、突發(fā)失效、間歇失效、退化失效?！崩纾鼘υ瑒颖砻娈a(chǎn)生直接阻力、磨擦阻力、間隙增大，使液壓系統(tǒng)的壓力下降，故障次數(shù)增加。不僅使機(jī)械設(shè)備發(fā)揮不了正常的工作效率（設(shè)備有效利用率降低分鐘，有

6、效運(yùn)轉(zhuǎn)率降低不等），還會增加設(shè)備維修費(fèi)用，引起一系列連帶性損失，使企業(yè)付出沉重的經(jīng)濟(jì)代價。 四、液壓污染物的危害、污染影響潤滑性能。 污染固體顆粒不僅會破壞油膜的潤滑性能（精密元件滑動表面間隙的油膜厚度是：微米，按標(biāo)準(zhǔn)，每毫升含大于微米以上的固體污染顆粒占總數(shù)的），還會加快油品的劣化速度。例如，有的優(yōu)質(zhì)液壓油為什么僅用了兩個小時就要更換，其原因就是液壓系統(tǒng)的油液污染問題所造成的。由此可見，污染物是設(shè)備潤滑的大敵，是引起油液劣化的主要根源之一。、污染影響環(huán)保效益。 眾多企業(yè)由于系統(tǒng)污染和油液污染等原因，將設(shè)備用過的液壓油更換出來棄置處理，“更換一次，報廢一批”，以致造成油的利用率低，大大縮短了油

7、品的使用壽命。高油耗的現(xiàn)狀，既浪費(fèi)資源，又污染環(huán)境。 四、液壓污染物的危害間隙載荷載荷液壓油流(m) 研研磨磨毛是研磨現(xiàn)象中的基本普遍現(xiàn)象，污染物顆粒進(jìn)入到兩個磨磨毛是研磨現(xiàn)象中的基本普遍現(xiàn)象，污染物顆粒進(jìn)入到兩個相互運(yùn)動的面之間，象切削機(jī)一樣對兩個面施加作用！相互運(yùn)動的面之間，象切削機(jī)一樣對兩個面施加作用！能夠引起較能夠引起較大損傷的異物質(zhì)顆粒大小基本與縫隙大小一致大損傷的異物質(zhì)顆粒大小基本與縫隙大小一致，因此為了預(yù)防磨毛，因此為了預(yù)防磨毛損傷保護(hù)機(jī)械面一定要將縫隙大小相當(dāng)?shù)漠愇镔|(zhì)清除掉！損傷保護(hù)機(jī)械面一定要將縫隙大小相當(dāng)?shù)漠愇镔|(zhì)清除掉！1 m = 1,000,000m1 mm = 1,00

8、0m危害舉例-研磨磨毛(Abrasive Wear) 侵蝕磨毛是由于污染物粒子沖擊部品表面或毛刺引發(fā)的磨毛現(xiàn)象，此類不良現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在伺服閥或比例型齒輪閥等有金屬相對運(yùn)動的情況下，粒子反復(fù)沖擊部品表面形成疲勞，最終斷裂脫落。在油體中流動的金屬粒子誘發(fā)此類磨毛發(fā)生危害舉例-侵蝕磨毛(Erosive wear)四、液壓污染物的危害Cold WeldedArea負(fù)荷負(fù)荷由黏著磨毛造成的破片雕刻痕跡 過負(fù)荷、低速流動以及油體黏度減少造成金屬間接觸面潤滑膜厚度減少，因此造成表面出現(xiàn)冷焊現(xiàn)象（ Cold Welded），并伴隨表面移動使相互接觸部分產(chǎn)生脫落，最終形成污染物粒子！危害舉例-黏著磨毛(Adhe

9、sive Wear)四、液壓污染物的危害載荷粒子沖擊表面最終形成孔隙或龜裂由于動作反復(fù)造成龜裂擴(kuò)散載荷表面磨毛形成粒子脫落.載荷 由于夾雜于兩相互移動的表面間的粒子不斷地沖擊兩面間的軸承，造成軸承表面疲勞。初期在軸承表面形成孔隙同時發(fā)生龜裂，由于龜裂粒子的作用即使此時沒有其以上的影響軸承在載荷的反復(fù)沖擊作用下龜裂最終形成擴(kuò)散，結(jié)果造成表面粒子脫落最終形成表面損傷，這種表面損傷能夠急速的降低軸承的壽命！危害舉例-疲勞磨毛(Fatigue Wear)四、液壓污染物的危害普通的過濾網(wǎng) (bx = 2)高效過濾網(wǎng)(bx(c) = 1000) 1 CYCLE 開始螺線管作動閥 線軸液壓缸齒輪泵 1 CY

10、CLE 結(jié)束2 CYCLE 開始螺線管作動閥 線軸液壓缸齒輪泵 危害舉例-磨毛的連鎖反應(yīng)四、液壓污染物的危害2 CYCLE 結(jié)束1.黏度的變化 -誘發(fā)金屬間磨擦（誘發(fā)研磨磨毛）2.加速油料劣化 -降低添加劑性能、作動油氧化3.腐蝕 -加速金屬表面疲勞現(xiàn)象4.低溫下結(jié)冰 -冰體在初期運(yùn)動時會誘發(fā)猶如金屬異物一樣的惡劣影響 液壓油添加劑 - 防氧化劑 - 黏度提升劑 - 流動點(diǎn)降下劑 - 特壓極壓添加劑 - 防銹劑 - 流性提升劑 - 消泡劑 危害舉例-水分污染的影響四、液壓污染物的危害水分和溫度的關(guān)系為了降低自由水分產(chǎn)生的惡劣影響，應(yīng)該盡可能的將油內(nèi)水分的濃度維持在飽和點(diǎn)以下甚至更低的水準(zhǔn)！0O

11、il 溫度()100200水濃度(PPM)105020304060708090100自由水分已溶解水分飽和曲線0.1% = 1,000PPM四、液壓污染物的危害水分和 OIL 顏色變化 0.01% 0.03% 0.06% 0.1% 0.5% 1.0%四、液壓污染物的危害水分含有量和BEARING的壽命水分量BEARING壽命四、液壓污染物的危害 - 氣泡現(xiàn)象(Foaming) - 油體溫度上升 -液壓機(jī)械的不規(guī)則作動、低響應(yīng)性 -誘發(fā)氣穴 (Cavitation)現(xiàn)象 -不能達(dá)成最高壓力 -加速作動油的氧化壓縮性(20,000倍)P22g+ Z = 常數(shù)10,00010,0009,0009,0

12、008,0008,0007,0007,0006,0006,0005,0005,0004,0004,0003,0003,0002,0002,0001,0001,0000 00.010.010.020.020.030.03壓力(PSI)體積減小率( V/V) 危害舉例-空氣(Gas)的影響四、液壓污染物的危害四、液壓污染物的危害四、液壓污染物的危害1-2）污染度管理（外協(xié)&DMC包裝管理-磕碰防止）ITEMITEM改善前狀態(tài)改善前狀態(tài)改善后狀態(tài)改善后狀態(tài)備注備注壓蓋管理目的：清除鐵屑、防止碰傷管理項目：接近部狀態(tài)、包裝方式缸底管理目的：清除鐵屑、防止碰傷管理項目：接近部狀態(tài)、包裝方式活塞管

13、理目的：防止污染、防止碰傷管理項目：密封件組裝部清凈狀態(tài)油口管理目的：防止污染、防止碰傷管理項目：接近部狀態(tài)、包裝方式油管管理目的：防止銹蝕、防止碰傷管理項目：接近部&法蘭部狀態(tài)、活塞及緩沖套管理目的：工序間移動時防止磕碰等造成外傷管理項目：重要功能的部品包裝方式管理五、液壓污染物控制強(qiáng)化部品管理ITEMITEM改善前狀態(tài)改善前狀態(tài)改善后狀態(tài)改善后狀態(tài)備注備注壓蓋管理目的：徹底清除微小污染物管理目標(biāo)：25S以下缸底管理目的：徹底清除微小污染物管理目標(biāo)：25S以下油管管理目的：徹底清除微小污染物管理項目：油管內(nèi)壁面防止污物、銹蝕管理五、液壓污染物控制強(qiáng)化部品管理設(shè)備名目設(shè)備名目改善前照片

14、改善前照片改善后照片改善后照片超聲波清洗設(shè)備超聲波清洗設(shè)備（部品清洗室）（部品清洗室）活塞桿清洗機(jī)活塞桿清洗機(jī)-五、液壓污染物控制強(qiáng)化清洗臺架試驗的液壓系統(tǒng)臺架試驗的液壓系統(tǒng)改善項目介紹改善項目介紹脈沖試驗方法適用脈沖試驗方法適用-20-20秒秒* *5 5回測試回測試TEST BENCH IN&OUTTEST BENCH IN&OUT分分離離- -使內(nèi)部污染物過濾掉使內(nèi)部污染物過濾掉追加過濾筒追加過濾筒-1-1個個2 2個（個（6 & 3m)6 & 3m)污染度控制方法改善A-6mB-3m 3=1，000TEST BENCH五、液壓污染物控制部品清洗系統(tǒng)部品清

15、洗系統(tǒng)強(qiáng)化保證手段強(qiáng)化保證手段部品組裝室管理強(qiáng)化：部品組裝室管理強(qiáng)化：1 1）清洗液交換強(qiáng)化：）清洗液交換強(qiáng)化：1 1次次/ /周周2 2次次/ /周周2 2）濾芯交換強(qiáng)化：）濾芯交換強(qiáng)化：1 1次次/3/3月月2 2次次/3/3月月A-25mB-10m AB污染度控制方法改善五、液壓污染物控制E25 8 6 66 7 675 8 7 6 7 6 7 7 7 7 7 6 7 5 7 4 7 4 7 7 5 7 7 7 7 7 5 5 6 7 7 7 5 7 7 5 4 5 5 7 5 6 6E40 6 6 5 7 6 7 5 6 44 7 7 76 7 77 77 5 7 7 7 7 7 6

16、5 7 7 7 7 7 8 5 4 7 6 4 4 5 6 6 4 4 4 5 4 5 5E15 3 7 7 3 6 7 5 5 5 7 7 7 7 7 7 6 7 7 6 7 7 8 7 7 9775 7 6 6 7 7 7 6 5 7 5 5 7 7 6 9 5 8 3 7 5 4 7E16 4 6 6 6 5 4 5 5 4 6 7 5 7 5 4 5 7 77 777 7 7 8 6 7 7 6 7 7 8 7 4 6 6 5 4 6 6 5 7 4 7 6 8 5 5E18 8 6 7 7 5 7 6 6 7 6 6 7 7 9 7 5 7 7 6 7 7 8 7 6 7 7 7 5

17、 7 6 7 7 7 6 7 7 7 4 7 5 7 7 7 6 5 7 5 6 4 7 7 7 66 7 8 9 1011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253 1 2 3 4 5012345678910NASNAS等級等級2009201020092010污染度圖表污染度圖表E25E40E15E16E18公司管理基準(zhǔn):NAS 1638 7級以下 CYL殘油污染度趨勢圖2010年2009年 五、液壓污染物控制石油制品的規(guī)格 美國規(guī)格. -. FS :聯(lián)邦規(guī)格(Fed

18、eral Specifications & Federal Standards) -. MIL :美國軍用規(guī)格書(Military Specifications) MIL外還有MS, JAN, Army Navy AN, AND等規(guī)格. -. ASTM :美國材料試驗協(xié)會(American Society for Testing and Materials規(guī)格. -. API :美國石油協(xié)會(American Petroleum Institute) 規(guī)格. API的汽車用潤滑油的分類法則使用范圍相當(dāng)廣泛！ -. SAE :美國汽車技術(shù)協(xié)會(Society of Automotive

19、Engineers)發(fā)動機(jī)油和齒輪油的SAE分類號在很廣的范圍內(nèi)得到有效使用！ -. AGMA :美國齒輪制造業(yè)協(xié)會 (American Gear Manufacturers Association)規(guī)格. 英國規(guī)格. -. DTD :英國軍用規(guī)格DTD、 DEF、 DED、 D.Eng.R.D、 TS、 CS等. -. IP :英國石油協(xié)會(The Institute of Petroleum)，與美國ASTM規(guī)格一樣有著廣泛的應(yīng)用. 日本規(guī)格. -. JIS :日本工業(yè)規(guī)格(Japan Industrial Standard) -. NDS :防衛(wèi)廳規(guī)格(Nippon Defense St

20、andard) 韓國規(guī)格. -. KS :韓國工業(yè)規(guī)格(Korean Industrial Standards)污染度評價方法-重量法 * 將試驗樣品通過基準(zhǔn)過濾薄膜濾芯(5 )過濾后確認(rèn)其中異物重量 * 針對水分、膠體等異物質(zhì)的影響，為了消除此類物質(zhì)的影響在過濾前后要充分的干燥再確認(rèn)重量差異五、液壓污染物控制 * 設(shè)定基準(zhǔn)通過油量和壓力后自動分析污染度 * 由于水分、膠體等異物質(zhì)造成分析誤差-原因分析困難 * 分析瞬間通過的粒子大小，對正確的判別粒子大小有一定誤差五、液壓污染物控制污染度評價方法-自動粒子個數(shù)法ISO 基準(zhǔn)和 NAS 基準(zhǔn)的差異點(diǎn)13 m實(shí)際異物質(zhì)即異物質(zhì)大小: d = 10 m面積= 78.5 m2面積= 78.5 m2在NAS基準(zhǔn)中將異物質(zhì)最大部分