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一、油液中固體顆粒的來源和危害

 

1、油液中固體顆粒的來源

 

用油設(shè)備系統(tǒng)中的固體顆粒污染物主要來源有五種途徑，一是油液在生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存和加注過程中帶來的固體顆粒；二是用油系統(tǒng)內(nèi)部原有的固體顆粒；三是用油系統(tǒng)工作是因部件的磨損等原因產(chǎn)生的顆粒；四是用油系統(tǒng)工作時從外部浸入的顆粒；五是用油系統(tǒng)中潤滑油發(fā)生了變化產(chǎn)生的固體顆粒。

 

2、油液中固體顆粒的危害

 

（1）對流體裝備的危害

 

對運(yùn)動部件容易造成磨損、劃傷、研刮、壓痕等；對伺服閥等精密元件容易堵塞動態(tài)間隙造成卡死或增大摩擦，使液壓系統(tǒng)造成突發(fā)性失效；對過濾因顆粒沉積濾芯表面而增加流量阻力。簡而言之，容易引起設(shè)備各種故障并縮短壽命。

 

（2）對電器設(shè)備的危害

 

對變壓器油等絕緣油的電氣性能的影響非常明顯，大量的懸浮顆粒在電場作用下規(guī)則排列形成導(dǎo)電小橋，會顯著降低油擊穿電壓，影響設(shè)備正常性能的發(fā)揮或?qū)е率鹿?，超高壓、特高壓電氣設(shè)備對其危害更加敏感。

 

（3）對油液本身的危害

 

固體顆粒由于尺寸較小，因此他們具有很大的表面積。對于一些活潑性較強(qiáng)的金屬顆粒來說，其能夠催化油液的變質(zhì)，特別是在有非溶解水存在的情況下，這催化速度更快，從而大大降低油液的使用壽命。

 

二、油液固體顆粒污染度的測試方法

 

油液固體顆粒污染度的測試方法目前主要有：自動顆粒計數(shù)法、重量法、顯微鏡計數(shù)法、自動顆粒計數(shù)法、顯微鏡對比法、網(wǎng)式堵塞計數(shù)法。

 

1、各種測試方法的原理

 

（1）自動顆粒計數(shù)測試的遮光原理

 

自動顆粒計數(shù)（APC：automatic particle counters）采用遮光原理進(jìn)行測試液體的污染度。

 

遮光原理即當(dāng)液體中的微粒通過窄小的檢測區(qū)時，與液體流向垂著的入射光由于被微粒阻擋而減弱，因此由傳感器輸出的信號降低，這種信號與微粒的截面積成正比，陰影面的大小反應(yīng)出通過顆粒尺寸大小、顆粒多少。自動顆粒計數(shù)儀檢測液體中微粒即依據(jù)此原理（圖1、圖2），因此，遮光法檢測液體應(yīng)透光。

 

 

顆粒計數(shù)遮光原理示意圖

 

（2）重量分析法

 

重量分析法是對通過測量單位體積液體中所含顆粒的重量，從而確定顆粒污染度等級，通常用mg/L（或mg/100mL）表示。其方法是將一定體積液體的顆粒收集在濾膜上，通過稱量濾膜過濾前后的質(zhì)量差即可測定顆粒含量（圖3）。

 

 

ISO 4405要求的濾膜

 

（3）光學(xué)顯微鏡計數(shù)法

 

顯微鏡法是通過濾膜收集單位體積液體中的顆粒，然后通過人工或圖像處理軟件對所含特定尺寸段顆粒數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計從而來確定顆粒污染度等級或進(jìn)行顆粒分布和污染的研究，通常用個/mL（或個/100mL）表示。顯微鏡法分為光學(xué)顯微鏡法和電子顯微鏡法，這里主要介紹光學(xué)顯微鏡法（圖4）。

 

光學(xué)顯微鏡是采用微孔濾膜過濾一定體積的樣液，將樣液中的顆粒污染物全部收集在濾膜表面，然后在光學(xué)顯微鏡下測定濾膜上顆粒的尺寸并按要求的尺寸范圍計數(shù)。計數(shù)用的光學(xué)顯微鏡要求至少能分辨5μm的顆粒，利用目鏡測微尺或其它測微器測定顆粒的尺寸，由于所測定的顆粒絕大多數(shù)形狀不規(guī)則，因此測量時取顆粒的最大直徑，即顆粒的最長作為顆粒的尺寸。為便于統(tǒng)計都要規(guī)定的一定的濾膜面積為單位面積，通過單位面積的顆粒數(shù)計算整個有效過濾面積的顆粒數(shù)。

 

 

ISO 4407要求的濾膜

 

（4）顯微鏡對比法

 

顯微鏡對比法與光學(xué)顯微鏡法基本相同，只不過顯微鏡對比法是將過濾樣液制成的樣片（其制備方法與光學(xué)顯微鏡法相同）放在專用的顯微鏡下與標(biāo)準(zhǔn)污染度等級樣片（圖5-7）進(jìn)行對比，而不需進(jìn)行各種顆粒尺寸計數(shù)， 根據(jù)顆粒分布確定樣液的污染度等級，即樣液中所含的顆粒濃度。

 

 

NAS 4級模板

 

 

NAS 6級模板

 

 

NAS 9級模板

 

（5）網(wǎng)式堵塞自動顆粒計數(shù)法

 

網(wǎng)式堵塞自動顆粒計數(shù)法是一種半定量分析方法，是通過測定帶有均勻性微孔濾膜或濾網(wǎng)的流量與其兩端壓差特性而工作的。 當(dāng)被分析的試樣通過濾網(wǎng)時，尺寸大于微孔尺寸的顆粒將被濾網(wǎng)收集，使濾網(wǎng)逐漸堵塞。 若濾網(wǎng)兩端的壓差一定，則試樣通過濾網(wǎng)的流量將隨著濾網(wǎng)的堵塞而逐漸減??；若通過濾網(wǎng)的流量一定，則濾網(wǎng)兩端正的壓差逐漸增大，而濾網(wǎng)流量或壓差的變化與被分析試樣的顆粒數(shù)有關(guān)。

 

2、各種方法對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)及其特點：