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流体过滤的可靠性

EP编辑人员|2020年12月8日

无论滤波器所在的何处,钥匙都在平衡过滤器效率和污垢固定能力,以实现最佳的过滤性能。

正确选择和安装的污染控制设备可防止颗粒损坏液压系统。

由Mark Ba​​rnes,博士CMRP,Des-Case Corp.

据估计这70%至90%的液压系统问题可以与液压流体清洁度有关,这是有充分理由的。高压,高流量,严格的间隙和压缩加热的结合结合在一起,使液压系统组件对颗粒和水分的存在高度敏感。

因此,液压系统的设计师和流体动力专家特别注意控制污染物的入口,同时确保立即过滤任何污染物。

监测液压系统中的颗粒和水分含量应是常规的每月油分析测试的一部分。通常使用ISO 4406:2017标准测量颗粒污染并报告。

ISO 4406在> 4微米,> 6微米和> 14微米范围内提供了一系列粒子浓度。其他标准,例如NAS 1638或SAE AS4059,用于海洋,军事和航空航天等行业。应控制粒子污染的程度取决于系统类型,包括临界,操作压力,泵类型和阀门类型。上表中提供了ISO 4406:2017粒子计数的典型限制。

液压系统中的水会导致锈蚀和腐蚀,促进污泥和清漆的形成,降低整体润滑剂膜强度,并导致液压泵降低。理想情况下,应将水保持在其饱和点以下。实际上,对于大多数烃类流体,这意味着低于100 ppm(0.01%V/V)。

控制污染意味着要查看所有可能的入侵来源。这包括摄入的污染物(从外部进入的颗粒和水分)以及内部产生的因活动磨损或液体降解而产生的污染物。减少摄入的关键策略包括使用适当的通风孔和呼吸器进行预过滤的新油,并确保密封和垫圈维护良好。

为了最大程度地减少摄入的污染,所有关键的液压系统都需要具有永久性过滤,以达到下表中概述的最佳清洁度水平。但是,这是可以变得复杂的地方。将过滤添加到任何系统中都会限制流体流,同时在滤波器元件上创建差异梯度。对于液压系统,这可能特别令人震惊,因为液压系统的性能依赖于稳定的流量和压力。

有效的过滤

液压系统的诀窍是保持整体平衡过滤。平衡过滤只是意味着去除或排除匹配的污染物的速率或超过了表中指示的特定粒径和清洁等级的生成或摄入的速率。在这样做,我们需要了解粒子如何和何处进入系统,以便我们可以选择适当的过滤策略。该策略不仅应包括元素的微米额定值,还应包括过滤器可以去除粒子的速率,元件的总污垢容量,以及最重要的是,应找到过滤器以优化污染的去除。

图1说明了过滤器位置的可用选项。通过平衡过滤器效率,污垢容量和过滤器位置,即使是最严厉的应用程序也可以获得最佳的过滤性能。

最基本的液压过滤器是吸力过滤器。顾名思义,该过滤器安装在储层内的吸气线上。吸力过滤器的预期目的是保护泵免受粒子诱导的故障。但是,大多数吸气过滤器只提供不超过140微米的网状屏幕,该屏幕几乎不可能防止造成大多数问题的淤泥大小(1至10微米)颗粒。吸力过滤器只不过是“摇滚者”,实际上可能弊大于利。

通常被忽略和不受欢迎,受损,降解或堵塞的过滤器可以将颗粒引入流体流中,或者产生可能导致泵气腔的限制。只要系统的其余部分得到了适当的保护并正确密封,使用吸气过滤器几乎没有价值。

几乎所有的液压系统都在供应线中使用高压内联滤波器。有时补充了所谓的“最后机会”过滤器,供应侧过滤器的目的是保护对污染敏感的液压阀和执行器。当液压阀致电时,流体流速通常是最高的,这意味着任何在线滤波器都需要尽可能少的限制,同时仍提供精细的参数过滤。为了在高运行压力下生存,在线压力过滤器往往很大且昂贵。

尽管毫无疑问,供应线过滤器是必要的,但它们可能并不总是达到所需的清洁水平的最有效方法,尤其是在需要很高水平的系统中。升级表现不佳的内线过滤器以提供更高的保护水平,通常不仅需要更有效的过滤器,还需要一个新的过滤器外壳,因为可能需要一个大元素才能在较小的微米接机处保持足够的流量效率。从成本的角度来看,这可能不是最好的选择。

对于开环液压系统,返回线过滤器通常是一个不错的选择。这些过滤器位于主要返回线上,可以清除可能从执行器进入系统的大量污染物,这通常是污染入口的最大来源。需要正确选择返回线滤波器,以承受在返回线上经常看到的最大电涌压力和流量,而不会导致流体备份。它们还必须具有出色的污垢能力,以减少频繁更改或防止过滤器进入旁路。安装返回线过滤器的一种常见方法是所谓的“坦克”设计。虽然坦克设计提供整洁,紧凑的安装,但它们可能会引起服务问题,从而使储罐外的串联返回线过滤器成为更好的选择。

从“污垢清除”的“每次单位”角度看,液压系统最有效的过滤也许是离线或旁路过滤。离线过滤,有时被称为肾环滤,因为它与肾脏透析相似,以低流量(通常不超过总油箱量的10%),以少量油(通常不超过总油箱量),并通过精细的液体将液体通过过滤器,将其返回到污水中。由于流经离线系统的流量不会影响主流体流量,因此离线单元的尺寸尺寸较小,“阀门”以进行直通滤波器更改,并使用缓慢的流速。

绕过过滤通常用于移动液压应用中,从主加压线中需要一小片流体(通常小于10%的量),并通过将油阀通过流体控制阀将油返回到储层之前。绕过过滤是一种低成本,有效的方法,可以在不损害液压系统的设计和可操作性的情况下实现非常低的颗粒污染。

均衡的污染控制策略可以导致多年的无故障运行,并且是任何可靠性驱动的维护策略的关键组成部分。EP

CMRP Mark Ba​​rnes是田纳西州Goodlettsville的Des-Case Corp.的高级副总裁(Descase.com)。他在润滑管理和石油分析方面拥有21年的经验。m.10bet

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