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技術(shù)文章液壓油起泡的原因及其解決方法
更新更新時間:2012-11-20 點(diǎn)擊次數(shù):10215次偶有聽到一些使用液壓油客戶在咨詢,為什么他們的液壓油在定期過濾凈化了雜質(zhì)和水分、氣體以后,油中含水量并未超標(biāo)時,液壓油中仍然會有大量泡沫產(chǎn)生呢?有什么辦法可以消除這樣的現(xiàn)象,因?yàn)橐簤河推鹋輫?yán)重影響了液壓油的使用性能。
據(jù)技術(shù)人員分析,以上現(xiàn)象首要考慮液壓油中的化學(xué)添加劑成分已經(jīng)在長期使用過程中磨損掉,需要及時對其補(bǔ)充一定的化學(xué)添加劑,才能消除此現(xiàn)象。
我們整理了一些關(guān)于影響液壓油起泡性的原因和解決方法,供各位客戶們參考:
泡沫形成的原因
一方面是液壓油在循環(huán)使用中機(jī)械攪拌作用,另一方面是溶解于油中的空氣在壓力下降時釋出。在常壓下,礦物油中所能溶解的空氣量約占其體積的8%-11%,空氣在潤滑油中的溶解量隨壓力增高而增大,其規(guī)律一般按下式表示:
Ⅴg=ⅤoР
式中:Ⅴg——溶解在油中的空氣容積(在大氣壓力和0℃時);
Ⅴo——油的容積;
P——空氣壓力。
當(dāng)降壓時,多余的空氣以氣泡的形式從油中分離出來,使其達(dá)到新的平衡。特別是當(dāng)油量過多,或在高壓下的油急劇降壓時,起泡情況更為嚴(yán)重。此外,在設(shè)備啟動期間,運(yùn)轉(zhuǎn)溫度較低,泡沫不易破裂。潤滑油中存在某些極性化合物時,生成的泡沫穩(wěn)定。
氣泡分離的快慢稱為空氣釋放性(簡稱放氣性),如果油品放氣性差,空氣從油中分離出來就慢,在油中滯留時間長??諝庠谟椭袦?,大大提高了油品的可壓縮性,使傳動反應(yīng)遲緩,降低了液壓系統(tǒng)的準(zhǔn)確性,導(dǎo)致控制系統(tǒng)失靈;在高壓下被壓縮,在低壓下又會突然膨脹,引起機(jī)械的強(qiáng)烈振動和噪聲加大;降低了油品的密度,增大了油品的粘度,造成液壓系統(tǒng)驅(qū)動不良,在0℃以下,使得液壓裝置的啟動性能變差;加快了油品氧化的速度,導(dǎo)致生成沉淀,加速機(jī)械系統(tǒng)零件的腐蝕和磨損,同時油品本身的使用壽命也將縮短;降低了設(shè)備的效率。為了避免以上不良現(xiàn)象,對于液壓油不僅要求具有良好的抗泡性,而且還要求具有良好的空氣釋放性。
降低油品起泡性的方法
一般是在油品中加入抗泡沫添加劑。目前,廣泛應(yīng)用的抗泡沫劑是二甲基硅油。
在液壓油中加入抗泡沫劑的作用,并不能預(yù)防潤滑油的生泡傾向,而只能降低泡沫吸附膜的穩(wěn)定性,縮短泡沫存在的時間。硅油的表面張力很小,由于表面能量的降低,硅油分子聚集在油與空氣的交界面上,這樣很容易使氣泡膜破裂,所以,硅油的消泡效果好,同時,用量很少、揮發(fā)性低、抗氧化性與抗高溫性好。但硅油不溶于潤滑油,硅油、潤滑油的乳狀液是一種不穩(wěn)定體系,很易分層而失去消泡作用。硅油的消泡效果及其持久性,決定于它在潤滑油中分散程度的大小。一般說,硅油粒子小于100µm才顯示消泡作用,幾個微米較穩(wěn)定。為了提高硅油的分散穩(wěn)定性,可將硅油配制成溶液,在高速攪拌下(3000-6000r/min)滴加于潤滑油中,也可用膠體磨處理等方法,使硅油粒度達(dá)1-3µm,甚至0.5µm以下。
硅油對于提高油品的抗泡性雖然具有良好的效果,但它同時又使油品的空氣釋放性能嚴(yán)重變差。
影響液壓油空氣釋放性(放氣性)的因素有以下幾方面:
(1)基礎(chǔ)油的粘度和精制深度
基礎(chǔ)油的空氣釋放性是隨著其粘度的增高而變差的,粘度越大,放氣值越大;在相同粘度情況下,精制深度淺的油,比精制深度深的油放氣值大。因此,對液壓油的基礎(chǔ)油要求精制深度要深。
(2)添加劑
迄今為止,還未發(fā)現(xiàn)任何一種添加劑的應(yīng)用改善了放氣性,不過,它們的影響程度有區(qū)別。抗氧劑對油品的放氣性沒有影響,硅油及某些降凝劑對放氣性影響較大,特別是硅油,甚至零點(diǎn)幾個ppm的含量,就會極大影響放氣性。
(3)污染
油中加入的酸性防銹劑T746,若被強(qiáng)堿物質(zhì)污染,由于相互作用,生成大量不溶性皂,這些皂類物質(zhì)增強(qiáng)了氣泡的穩(wěn)定性,使油品的放氣性變差。
改善油品放氣性的方法:
(1)提高基礎(chǔ)油的精制深度。芳烴、氮及硫化合物等組分均影響油品的放氣性,提高基礎(chǔ)油精制深度,就會比較多地除去影響放氣性的組分,改善其放氣性。
(2)減少污染。對于可能與堿接觸的油品,可考慮不用酸性防銹劑,而用中性或堿性防銹劑。
(3)如果使用硅油抗泡劑,加入量盡量少。
(4)使用非硅抗泡劑。非硅抗泡劑對油品放氣性的不利影響比硅油抗泡劑小。
聚丙烯酸酯型非硅抗泡劑T911和T912。兩者技術(shù)性能比較如下:
T911的分子量小,在重質(zhì)油中抗泡性好,在輕質(zhì)油中差,因此,T911不適合于用作輕質(zhì)抗泡劑。
T912的分子量大,在輕質(zhì)潤滑油和重質(zhì)潤滑油中均有較好的抗泡性,但在重質(zhì)油中分散性不如T911好,因此,T912zui適用于輕質(zhì)潤滑油。
在以輕質(zhì)油料為基礎(chǔ)油的油品中,油品的抗泡性能在一定范圍內(nèi)是隨著T912用量的提高而增加。其中在低溫區(qū)域時,抗泡效果隨著抗泡劑用量的提高有顯著的增加,而在高溫區(qū)域這種效果就減弱了。
T912在油品中的消泡持久性也與其用量有關(guān)。當(dāng)用量較大時,在靜置貯存試驗(yàn)中,消泡持久性好;用量較低時,前24℃消泡性變差,但在一定的溫度下重新攪拌后,其抗泡性能又恢復(fù)到調(diào)油初期的良好水平。國外進(jìn)口的非硅抗泡劑Lz889B等也有類似性質(zhì)。
T912與T911一樣,與大多數(shù)添加劑均有良好的配伍性,但與T601(聚乙烯基正丁基醚)、T705(二壬基萘磺酸鋇)、T109(烷基水楊酸鈣)三種添加劑復(fù)合使用時抗泡性差。美國同類非硅抗泡劑Lz889、Lz889A、Lz889B均存在同樣問題。因此,在使用T912和T911時,應(yīng)當(dāng)避免與T601、T705、T109復(fù)合使用,否則,油品的抗泡性差。
非抗泡劑T912及硅油抗泡劑,都是隨著用量的增加,對油品放氣值的不利影響也增加,不同的是,T912的影響是逐步增加的,變化比較平緩。而硅油抗泡劑對放氣性的不利影響,不但在程度上比非硅抗泡劑大,而且,油料對硅油抗泡劑特別敏感,即使很小的用量,對油料放氣性的惡化也相當(dāng)明顯。