为什么水和油不能混合(液压油进水怎么办)

来源：油液监测品牌作者：智火柴时间：2023-11-13 15:55:59 点击：937

　　如果您使用液压设备已有一段时间，您可能遇到过液压油混浊的时候。当液压油被超过其饱和水平的水污染时，便会变得浑浊。饱和度是指可以溶解在油的分子化学中的水量，对于矿物液压油来说，在 20°C (68°F) 时通常为 200 至 300 ppm。

　　该图显示了水浓度对轴承寿命的影响。轴承寿命通常是假设润滑油含有 100 ppm 的水而得出的。将水浓度降低至 25 ppm 可使轴承寿命延长近 150%。(来源：Stauff 污染控制计划中的 Timken Bearing Co.，第 10 页)

　　当液压油变浑浊时表明至少含有 200 至 300 ppm 的水。而且水浓度越高，引发液压系统故障的几率就越大。我们最近有一个客户案例是一个含有混浊油的液压系统，通使用过油液在线监测系统发现其含水量超过 1% (10,000 ppm)!

　　一、液压油中的水危害

　　1.消耗某些添加剂并与其他添加剂发生反应，形成腐蚀性副产物，从而侵蚀某些金属;

　　2.降低过滤性并堵塞过滤器;

　　3.增加空气夹带能力;

　　4.增加发生气蚀的可能性;

　　5.减少润滑膜-强度，这使得关键表面容易腐蚀和磨损。

轴承寿命与油中水含量增加的关系

　　该图绘制了轴承寿命与油中水含量增加的关系。如您所见，Y 轴给出了轴承寿命，X 轴给出了油中的水量。100% 的“参考”轴承寿命是基于水浓度为 100 ppm (0.01%) 时所达到的寿命。如果水含量超过此水平，轴承寿命会缩短，一开始呈指数级下降，然后在水含量为 5,000 ppm (0.5%) 时稳步下降到十分之一左右。

　　一些参考文献引用 1,000 ppm (0.1%) 作为液压油可接受的水浓度。但如图所示，油中的这种水含量会使轴承的预期寿命缩短至水浓度控制在 100 ppm (0.01%) 时的三分之一左右。即使水浓度为 500 ppm (0.05%)，轴承寿命也不会达到 100 ppm 时的一半。

　　如果这还不够令人信服，那么只要同时满足以下条件，500 ppm 及以上的水浓度就足以产生微生物污染 (MBC)：石油很容易提供碳、氮和磷。

　　•氧气：液压油中空气的体积含量通常为 7% 至 10%。

　　•适中温度：24°C 至49°C(75°F 至120°F)的温度下细菌最适宜生长。

　　•黑暗、停滞或低流量：液压蓄水池提供了良好的滋生地。

　　•悬浮颗粒：这些颗粒有助于最初的运输和定植。

　　虽然上述所有条件都是维持细菌生长所必需的，但水是关键。因此，就预防 MBC 而言，保持油液的干燥至关重要。

　　二、检测液压油和去除水分

　　那么如何知道液压油中含有多少水呢?准确定量液压油含水量的标准实验室测试是卡尔费休容量试剂法，也称为卡尔费休测试。傅里叶变换红外光谱 (FTIR) 有时被提及作为测量油中水浓度的方法。然而，FTIR 仅对指示水浓度大于 1,000 ppm 有效。这意味着，如果您认真监测和控制低水平的水浓度，则须在您的油品分析测试表上指定卡尔费休的水含量。

　　考虑到水污染对液压系统寿命和可靠性的负面影响，如果液压机中的油确实含有高浓度的水，您有什么选择?

　　1.对于油量较小的系统，更换油可能是具成本效益的解决方案。

　　2.对于含有较大油量的系统，除水过滤器适合去除少量的水。

　　除水过滤器有两种类型：

　　1.聚结过滤器和聚合物过滤器：

　　聚结过滤器的工作原理是使油通过致密的无机纤维垫。纤维破坏油膜，使非乳化(游离)水粘附在纤维上并被纤维保留，而油则通过。当水滴在过滤垫中积聚时，它们会聚结成更大的水滴;这些气体通过纤维向下流入收集器，并定期排水。

　　2.聚合物过滤器浸有对水具有强亲和力的化学物质(聚合物)

　　它们可以是吸收性的，其中油中的游离水和乳化水成为过滤器化学结构的一部分，也可以是吸附性的，其中水被滤芯保留而不成为其化学结构的一部分。吸收式过滤器是建议选择，因为它们可以一直保留水。另一方面，吸附式过滤器在某些条件下倾向于释放捕获的水。聚合物过滤器具有与颗粒过滤器类似的配置。请注意，聚结过滤器和聚合物过滤器都无法去除低于其饱和点的溶解水(溶解在油分子结构中的水)。

　　3.真空蒸馏结合使用热和真空

　　水在 846 毫巴(25 英寸汞柱)的部分真空下于 56°C (133°F) 沸腾。这使得水可以在不损坏油或其添加剂的温度下去除。

　　4.顶空除湿

　　顶空除湿是降低液压油中水浓度的另一种技术，它涉及水库顶部空间的空气循环和除湿。油中的水迁移到顶部空间的干燥空气中，并最终被除湿器除去。顶空冲洗与顶空除湿类似;不同之处在于，不是通过闭环回路中的除湿器循环储罐顶部空间的空气，而是通过顶部空间冲洗少量(4-5 cfm)非常干燥的压缩空气(-40°C 露点)在开路中。在这里，水再次从油中迁移出来并进入穿过储层顶部空间的干燥空气中。

　　顶部空间冲洗的另一种变体包括在储液器上安装吸湿呼吸器(如果您认真控制水污染，应该已经有一个吸湿呼吸器)并将真空泵连接到顶部空间。这需要在储液罐顶部有一个备用端口，尽可能远离呼吸器。这种变体的优点在于它的简单性——它不需要清洁、干燥的压缩空气源。

　　三、液压系统预防性监测比进水再处理更便宜-改良液压系统进水办法

　　与所有其他形式的污染一样，防止水进入比从液压油中去除水更便宜更具有效益。进水的主要点是通过水库顶部空间。太多的液压油箱都配备了通气盖，当油量因热膨胀和收缩或气缸的致动而变化时，这些通气盖不能有效地防止水分(和颗粒)进入油箱。

三个样品瓶装有含有不同浓度水的液压油

　　三个样品瓶装有含有不同浓度水的液压油。左边的样品几乎不含水。中间的样品含有乳化水，呈现乳白色外观。右边的样品含有游离水，可以在瓶子底部看到。

　　用吸湿性呼吸器替换这些劣质呼吸器将消除水分和颗粒通过储液器通风口进入。这些呼吸器通常结合了可过滤小至 3 µm 颗粒的编织聚酯介质和硅胶干燥剂，可去除进入空气中的水蒸气。结果是油藏顶部空间内的相对湿度水平使得冷凝不太可能发生，从而减少水进入油中。

　　烘干机越好

　　所有这一切的关键要点是什么?保持机器的液压油尽可能干燥，建议低于其饱和点。与其他两种危险污染物(热量和颗粒)的情况一样：数量越低，从长远来看，液压机的可靠性就越好。虽然它可能不适用于每台液压机或可实现，但 100 ppm 或更低的水浓度是一个很好的目标。