系統(tǒng)運行溫度
影響抗燃油壽命的重要因素就是溫度。通常把抗燃油的平均運行溫度控制在50℃至65℃之間。不過也可以用更低的溫度,但要采取防止水分及酸度增高的措施,否則油箱中的水就會凝結。如果設備定期(例如每周周末)停機,情況更是如此。在這種情況下,建議經常檢查水含量,必要時要在整個停機期間開動顆粒處理系統(tǒng)和/或脫水裝置。
盡管平均溫度不高,但可能有局部熱點,例如在閥、軸承、熱表面上、氣體密封和齒輪箱中。在這些部位抗燃油可能出現(xiàn)氧化和/或熱分解,在極端條件(例如超過150℃)下會使抗燃油變稠和產生沉積物。
在冷起動時用油箱加熱器來降低抗燃油粘度,加熱器的功率必須合適,還要在整個加熱期間內盡可能使抗燃油在加熱器表面循環(huán)流動,以防止抗燃油局部過熱和在加熱器表面形成沉積。
污染和凈化
抗燃油在運行中發(fā)生的污染既來自系統(tǒng)外部(蒸汽凝結、冷卻器泄漏、通氣口干燥劑漏出等),也來自內部(抗燃油的分解、泵和軸承等的腐蝕和磨損)。前面已指出,在起動前建立一個清潔的抗燃油系統(tǒng)特別重要。不過即使已達到了清潔狀態(tài),通過密封、通氣口以及使用了不正確的或不干凈的添加油所引起的外部污染還可能發(fā)生,應該加以防止。
另一方面,內部污染總會在系統(tǒng)中發(fā)生。這種污染包括水、金屬微粒和抗燃油分解產物。金屬微??赡苁怯捎邶X輪、泵、軸承和閥的磨損。在濕的系統(tǒng)中還會產生銹的微粒。這些污染物必須用設計適當?shù)倪^濾器和凈化器加以清除。使用磷酸酯抗燃油時特別重要的是由水解生成的酸性污染。要保證抗燃油有較長的壽命,通常讓抗燃油在主油箱的一個旁路系統(tǒng)中通過顆粒吸收劑進行處理或凈化。這些顆粒吸收劑可以除去酸性分解產物、小量礦物油、含氯的物質和一些水以及攜帶的固體微粒。由于這一凈化步驟非常重要,在<抗燃油調整>一節(jié)中將詳細加以說明。
盡管偶爾也會需要恢復抗燃油中添加劑(例如消泡劑)的含量,但在向抗燃油供應商和/或設備制造廠咨詢之前不要采取行動。要把幾種不同廠商供應的抗燃油進行混合時,也要遵從同樣的原則。各種Reolube牌號的抗燃油是完全可以混合使用的,但在使用時一定不能和礦物油或含水的液體相混合。
抗燃油的補給速率
向系統(tǒng)中補給抗燃油的數(shù)量和頻率對于決定抗燃油的壽命起著重要的作用。在補給速率高于分解速率的情況下,分解的抗燃油對平均性能可能沒有什么影響,因而抗燃油仍然會有良好的性能。
向正在運行的系統(tǒng)添加大量的冷抗燃油作為補給可能對其性能產生不利的影響。**在添加前把補給油加熱到和運行油相同的溫度。
使用中抗燃油性能的惡化
所有抗燃油在運行中都會受到熱和氧化的分解作用,磷酸酯抗燃油還會發(fā)生水解。這些反應會由于存在高溫和催化劑(例如金屬鹽)而加速,主要后果是產生酸。在一定的情況下,抗燃油性能的其它變化,如空氣釋放值高,發(fā)泡過多或電阻低,也可能是抗燃油性能惡化的信號??谷加托阅馨l(fā)生一些惡化可能不會對系統(tǒng)安全性和運行效率產生不利影響,因此,大多數(shù)透平制造廠對它們的使用性能有附加的使用要求。規(guī)定在什么條件下應該調整或更換抗燃油。(在沒有這些要求時,可參考表1)
為確定何時抗燃油性能的改變已到了必須采取措施的程度,良好的監(jiān)測程序是必不可少的。(見表3)
表1:對運行抗燃油測試數(shù)據的說明和建議的措施
性質 警告極限 說明 措施
外觀 抗燃油發(fā)渾 受到水和/或固體污染 檢查水和微粒水平
迅速變色 污染或過度分解 檢查化學成份和抗燃油酸度
粘度 40℃時原始值 受到其它液體污染 檢查化學成份和液體酸度/
±10% 或嚴重分解 金屬含量
酸度值 0.2~0.3 mgKOH/g 過濾器需要 更換過濾器和檢查水含量
更換和/或水含量高
> 0.5 mgKOH/g 水含量很高和/或抗燃 更換顆粒過濾器/脫水裝置(包括郵箱通氣口)
油熱不安定和/或顆粒
處理/脫水不當
水含量 1000 ppm 系統(tǒng)有內漏和/或脫水 檢查油箱、冷卻器和密封處
能力不夠和/或通氣器 泄漏,檢查脫水裝置(包括
干燥劑不合適油箱通氣口)
性能是否良好,
更換顆粒過濾器或更換
通氣器中的干燥劑
發(fā)泡 儲池中有厚泡沫層 防泡劑耗盡,系統(tǒng)中有 添加少量防泡劑,檢查密封
空氣、礦物油、微粒 等有無空氣吸入
金屬鹽污染
空氣釋放 50℃時10分鐘 礦物油、微粒、金屬 檢查抗燃油污染和粘度變化
鹽等污染或嚴重分解
礦物油含量 0.5% 由于沖洗不當、密封 更換抗燃油
故障或使用不正確的
補給液而造成的污染
微粒含量 SAAE ARP 749D 微粒可能來自補給油, 確定污染來源和性質
4級 進入系統(tǒng)的灰塵、硅 檢查系統(tǒng)過濾和保證油箱
Conpar 3級 藻土微粒、磨屑或銹屑 密封
氯含量 100 ppm 冷卻器泄漏、通氣器 確定原因并采用連續(xù)過濾
干燥劑或抗燃油被清洗 將其減少到可接受水平;
劑污染 然后更換顆粒過濾器,
如不能達到滿意水平,
更換抗燃油。需要時更換通
氣器干燥劑
體積電阻率 20℃時4*109Ωcm 灰塵、氯離子、酸性 檢查抗燃油狀態(tài),如果受到
產物和水對體積電阻率 污染,按上面所述采取措施
有不利影響 當電阻率低于此值時,更換
過濾器可能未滿意地 過濾;以短時間間隔監(jiān)
對抗燃油進行調整 測電阻率直至其升高到極限
鈣/鎂/鈉含量 任一種10 ppm 燃油與吸收劑顆粒 檢查抗燃油酸度和水含量
發(fā)生反應 更換顆粒過濾器。
任一種30 ppm 更換抗燃油
*通常抗燃油酸度極限值為0.1mgKOH/g,但有些透平制造廠要求0.2mgKOH/g,因此建議當酸度增加量超過0.1mgKOH/g時,即更換硅藻土濾芯。
粘度
除非分解很嚴重,Reolube抗燃油顯示的粘度變化相對較小。粘度變化可能是由于抗燃油的污染(例如不當心用錯了補給油)造成。檢查粘度的主要目的是保證所用抗燃油的品牌正確和檢查污染。
氧化安定性
抗燃油的氧化安定性可能會慢慢降低,這是由于:閥或油箱加熱器的規(guī)格不對;蒸汽泄漏或隔熱不良而造成的平均或局部溫度過高;酸性腐蝕造成的溶解金屬的催化作用;或高的空氣含量。每種情況都會導致酸度增加,粘度也可能增加,并相應地產生不溶物質,它們對伺服閥的運行有害??梢杂霉柙逋粱蜓趸X濾芯來控制酸度發(fā)展和消除不溶性物質以維持抗燃油質量,但它不能對嚴重氧化的抗燃油做出滿意的調整。
通常硅藻土濾芯都是隨系統(tǒng)運行,也有每天運行8小時左右的。但不可以不運行。如果不隨機運行,對抗燃油的使用壽命會有較大影響。當硅藻土濾芯隨機運行時還不能有效地控制酸值時,應及時更換硅藻土濾芯。
水含量/水解安定性/乳化性質
由于磷酸酯抗燃油的水解趨勢,水是引起它分解的*主要的原因。所產生的酸性產物又催化進一步的水解,促使敏感部件的腐蝕,還對抗燃油的發(fā)泡和空氣釋放性能產生不利影響。因此,水含量必須保持盡可能低(**低于0.1%)。當含水量不大(<0.2%)時,用帶干燥劑的通氣口和油箱上的通氣扇就可以有效控制。要從抗燃油中除去大量的水**采用真空脫水裝置。
水也會引起生銹,而由蒸汽封或冷卻器泄漏引起的污染還會造成抗燃油乳化,隨之又對安定性和潤滑性能產生不利的影響,還可能分離出自由水。因為固體污染物和酸性分解產物能使乳化狀態(tài)穩(wěn)定,所以,低酸度的清潔抗燃油有助于水迅速分離和防止乳化。如果在油箱中產生了一層自由水,應將其盡快除去。必要時把系統(tǒng)停掉并用虹吸管把大量的水除去,剩余的水則用油箱通氣口除去??梢杂妹撍b置和/或將抗燃油平均溫度暫時升高到70℃以上。用過濾器清除大量的水效果不好,而且需要好幾個過濾器。
微粒污染
抗燃油中的固體微粒,例如灰塵、銹和金屬屑,可能來源于不正確的沖洗、外部污染、或由于抗燃油分解??谷加椭械慕饘傥⒘?,由于其催化效應,會促進氧化和引起侵蝕。固體微粒一般還會增加空氣滯留、發(fā)泡和乳化。它們會引起軸承和泵的劃傷和損壞以及導致控制機構失常。
如果說系統(tǒng)的清潔任何時候都很重要,那么對于使用小公差伺服閥的液壓系統(tǒng)來說這一點就是至關重要的。如果不除去固體污染物,這些閥就會磨損或卡塞。而系統(tǒng)的靈敏度也會受到影響。抗燃油的電阻率也會受到不利影響,導致伺服閥腐蝕。所以經常更換過濾器是必要的,并且**是選擇質量較高的過濾器。
發(fā)泡和空氣釋放性質
空氣從抗燃油中釋放造成發(fā)泡,如果嚴重的話,會導致抗燃油損失和破壞潤滑及傳熱性質。這可能是由機械問題引起,也可能是由于抗燃油污染或分解等原因造成的。
礦物油的混入對泡沫和空放的改變是致命的。一般情況下抗燃油中混入0.1%的礦物油時,抗燃油的泡沫特性就會變現(xiàn)為不合格,空氣釋放性能也會有不合格的趨勢,所以,嚴格控制礦物油的混入是極為重要的。
只要可能,一定要對抗燃油在使用中的發(fā)泡情況進行監(jiān)控。
抗燃油卷入空氣會促進氧化和增加它們的壓縮性。后一效果會降低液壓系統(tǒng)響應。實驗室空氣釋放值在確定抗燃油性質的變化趨勢方面是有用的,但也不能滿意地預測抗燃油在使用中的特性。在實用中,其它因素,例如抗燃油循環(huán)速率和油箱設計,也會影響空氣釋放速率,而且即使一種抗燃油在實驗室中表現(xiàn)了高的空氣釋放值,也可能泵入口處空氣含量是低的。因此**在泵入口處測量實際的空氣含量,例如用一種自動化的密度測量裝置。但無論如何,新油具有較好的空氣釋放值對延長抗燃油使用壽命是有效的。ISO 9120 標準對該指標的要求為不超過2分鐘。