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玻璃钢化粪池热压成型三梁四柱液压机水-乙二醇液压油维护与分析

[发布日期:2019-07-16 浏览量: 来源:xm-atd.cn]
液压油性能,包括水 - 乙二醇(W / G),取决于流体的化学成分和清洁度。本文概述了W / G流体化学对泵磨损的影响。提供了推荐的分析程序概述,以确保足够的长期液压和润滑性能。这些程序可以显着改善玻璃钢化粪池热压成型三梁四柱液压机液压泵的使用寿命和性能。

诸如炼钢,压铸等许多工业应用需要使用比用矿物油可实现的更高的防火安全性的液压流体。用于这些应用的矿物油的最常见替代物之一是水 - 乙二醇液压流体。

包括W / G液压油在内 的所有液压油的性能取决于流体的成分和流体的清洁度。虽然有许多参考文献描述了石油衍生的液压流体的分析程序,但描述水 - 乙二醇液压油分析的类似参考文献相对较少。

流体配方
水 - 乙二醇液压油配方通常含有水(用于防火),乙二醇(用于防冻点保护),聚亚烷基二醇(PAG)增稠剂,用于提供防腐和抗磨保护的添加剂包,消泡剂/空气释放添加剂和用于泄漏检测的染料。

流体化学与磨损
液压流体的性能取决于配方中使用的特定添加剂和浓度。根据ASTM D2882测试,对液压泵磨损有显着影响的物质是水,胺和抗磨添加剂。ASTM D2882试验在Sperry Vickers V-104C叶片泵中在2,000psi(13.8MPa)下进行100小时和8加仑/分钟(30.6L / min)。

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图1。含水量对磨损率的影响

含水量是影响玻璃钢化粪池热压成型三梁四柱液压机液压泵磨损率的最重要因素之一。图1显示磨损率随着含水量的增加而增加。因此,如果要保持耐火性和抗磨性能,控制W / G液压油的含水量是至关重要的。

主要作为腐蚀抑制剂存在的胺对磨损率的影响如图2所示。

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图2。胺浓度(碱度)对磨损的影响。相对磨损相对于最佳碱度下的最低磨损率

磨损率随着胺浓度的降低而增加,但是,似乎还存在最佳的胺浓度,高于该浓度,磨损率开始增加。浓度和临界浓度随使用的胺而变化。

流体化学与腐蚀
胺的主要功能是提供防腐蚀保护。胺的蒸气和液相抑制性能可以使用200小时腐蚀试验来确定。通过使加热的液压流体在70±2℃下与金属试样接触通气200小时来进行该试验。浸入流体中的试样是:钢(SAE-1010,低碳),铸铝(SAE-329),铜(CA-110)和黄铜(SAE-70C)。还使用悬浮在溶液上方的铸铁(G-3500)和钢(SAE-1010)试样确定气相腐蚀效应。图3显示了典型的腐蚀测试电池。

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图3.腐蚀试验装置便于在实验室条件下对水 - 乙二醇液压油进行腐蚀抑制剂研究

沉浸金属样品由所示的特定顺序的玻璃“Z形条”分开。蒸汽空间测试样品悬挂在玻璃测试单元的顶部。使用浸入式温度计监测流体温度,使用曝气管将空气吹入混合物,并使用冷水冷凝器通过蒸发减少流体。

最佳的腐蚀保护取决于所选的胺和胺浓度。胺浓度高于最佳水平100%实际上会加剧液相中的非铁类腐蚀,浓度低于最佳值75%会加剧气相中的铁质腐蚀。因此,必须监测腐蚀抑制剂的浓度并根据需要进行定期校正。

当然,抗磨添加剂的选择和浓缩会影响玻璃钢化粪池热压成型三梁四柱液压机液压泵的磨损。

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图4.抗磨添加剂浓度的影响。正常磨损是配方依赖性的

幸运的是,如图4所示,可以配制W / G液压油,因此对磨损的影响最小,随着时间的推移不可避免地会损失添加剂。然而,一旦达到临界水平,磨损率急剧增加,抗磨添加剂浓度进一步降低。

流体污染和性能
液压泵润滑不仅取决于流体化学,还取决于液体和固体污染。在W / G流体中,最常见的液体污染物通常是石油,其可以从多种来源进入液压系统。因为石油不溶于W / G,所以它们可以简单地从流体贮存器中撇去。在实践中,通常忽略去除足够长的时间,使得一些添加剂吸附到矿物油中并且当从油藏表面撇去油时从工作流体中除去。应尽一切努力防止这种形式的污染。

W / G流体分析程序
以下讨论集中于可用于监测流体化学和物理性质变化的分析程序。

注意: 以下讨论中的所有示例仅用于说明目的。由于这些值是流体特定的,因此它们会随供应商而变化。因此,读者应咨询他或她的流体供应商,以获得与这些程序一起使用的适当建议。

初始流体观察
任何分析的第一步都是简单地观察样品。在透明容器中查看样品,例如透明样品瓶。样品应清澈,不得有油层或固体碎屑。如果观察到固体碎片,应使用磁铁确定其是否为磁性。磁性固体可能是磨损或腐蚀的结果。密封腐蚀或外部污染可能导致非磁性碎屑。

含水量
在正常的液压操作期间,W / G流体中含有的水可能通过蒸发而损失。失水会增加流体的粘度。因此必须将水添加回系统以保持耐火性并确保适当的粘度和系统操作。

确定W / G液压油含水量的最常用方法是折射率,粘度和Karl Fischer分析。折射率是最常用的,可以使用便携式温度补偿折射仪轻松确定,该折射仪提供白利糖度读数。

来自折射计读数的水含量从校准图获得,如图5所示。

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图5.水含量与折射率

通过折射率确定水的主要限制是折射率受到可能存在于液压流体中的任何材料(包括污染物)的影响。因此,建议将通过折射率获得的水分析与至少一种其他分析方法进行交叉检查。确定水浓度后,如有必要,应加入额外的水。一些供应商提供的表格如表1所示,它们提供了补水水平,而无需使用图5所示的校准曲线。

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只应在W / G液压油系统中添加电导率小于15μmhos/ cm(或建议最大总水硬度为5 ppm)的蒸馏水或去离子水。这是至关重要的,因为多价金属离子如Ca + 2,Mg + 2,Mn + 2等会与抗磨添加剂(通常是有机羧酸)反应形成聚电解质复合盐(式1),其表现为白色肥皂状固体。必须防止这个过程有两个原因。首先,它将导致极为重要的抗磨添加剂的持续耗尽。其次,与任何固体材料一样,这种沉淀物的存在会增加磨损。


玻璃钢化粪池热压成型三梁四柱液压机液压流体的水含量也可以通过粘度测量来确定。一种常用的粘度测量方法是遵循ASTM D445程序的运动粘度。

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图6。粘度与水含量的关系

通过使用图6中的图表,粘度与水含量,水的量可以容易地保持在流体的必要范围内。或者,如表2所示,基于粘度的补水台可以从W / G液压流体供应商获得,用于所使用的特定流体。

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粘度增加水分

流体薄膜的承载能力取决于流体粘度。氧化和热降解过程将导致流体粘度降低。因此,常规粘度测量是监测流体稳定性的最佳方法之一。但是,这种比较测量必须在相同的总含水量下进行。

第三种也是最明确的水测定方法是卡尔费休滴定法(ASTM D1744)。Karl Fischer分析的优势在于它是水含量的直接测量,而粘度和折射率都是间接测量,其基本上受污染(折射率)或流体降解(粘度)的影响。

储备碱度(腐蚀抑制)
W / G液压油中的胺浓度指定为储备碱度,并且通常报告为将100ml W / G流体滴定至pH5.5所需的0.1N盐酸(HCl)的体积(毫升)。典型的滴定图如图7所示。

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图7。通过酸滴定测定储备碱度

观察到滴定曲线中的两次中断,因为实际上分析了两种化学组分:胺羧酸盐(式2),羧酸如何用作水性流体中的抗磨添加剂,以及过量的“游离”胺(式3) 。因此,酸滴定还提供了量化抗磨添加剂浓度的方法。


还可以通过pH监测腐蚀抑制剂浓度的变化。建议W / G系统的pH值大于8.0。

流体降解
W / G流体在经受高操作温度时可能氧化,例如在热交换器故障期间遇到的那些温度。如果温度和时间足够,则可以产生低分子量的酸,例如甲酸。甲酸的存在特别有害,因为浓度高于0.15%可能导致过度磨损,如图8所示。

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图8.二维轮廓图 - 甲酸和储备碱度对常规W / G液压油的ASTM D2882磨损率的影响。磨损率受甲酸含量和碱度的影响。

低分子量酸,尤其是甲酸的存在可能导致磨损增加。离子色谱法是检测流体中酸的首选方法。

铁谱
到目前为止,已经表明玻璃钢化粪池热压成型三梁四柱液压机液压流体的质量和性能取决于流体清洁度和化学变化。有时,有必要对故障系统中的流体性能进行故障排除。除了描述的化学和物理分析之外,分析任何磨损碎片通常也很有价值。铁谱是主要的磨屑分析方法之一。它可用于确定液压流体中所含磨损颗粒的浓度和分布。

通过直读铁谱和铁谱(光学显微照片)的组合,可以发现各种污染物和固体颗粒的特性。这包括碳质材料,铁锈,铜,软金属(如铝,锌等),以及严重和正常的磨损。

已经表明,与所有其他液压流体一样,W / G液压油性能取决于流体清洁度和流体配方化学性质。

必须监测水,抗磨添加剂和腐蚀抑制剂的浓度,以确保最佳的流体抗磨性能。推荐的分析方法包括:

目视观察
含水量
储备碱度
离子色谱(甲酸含量)
铁谱
虽然通过离子色谱和铁谱分析是专门的程序,并且可以根据需要进行,但水含量,储备碱度,粘度以及目视观察的分析是关键的,必须定期进行(通常由流体供应商进行)。

如果玻璃钢化粪池热压成型三梁四柱液压机液压系统得到适当维护并且流体性能得到充分监控,则可以实现具有水 - 乙二醇流体的优异的长寿命液压和润滑性能。