老旧船液压系统及液压油的管理
根据统计表明:近70%液压系统出现的故障都是由油液污染和管理不到位引起的。液压系统的可靠性、使用寿命与系统中的油液有着相当密切的关系,液压油的污染和泄漏将直接影响液压系统的T作性能和元件的使用寿命。因此,分析液压油污染的成因、控制系统液压油的泄漏,加强液压油的质量过程控制具有非常重要的意义。
1.液压系统污染源的控制
(1)内部污染源及控制。液压系统在工作过程中,液压油泵、液压马达等运动副长时间的摩擦、磨损也会不可避免的产生一些微粒杂质,这些微粒随油液流动,除了可能引起小孔堵塞外,还会导致阀芯卡阻甚至断裂,引发液压系统故障。资料表明5~15µm大小的微粒最易使阀件卡阻。建议在拆检时注意检查部件的完整性(特别是铸造型部件),发现有缺陷时应及时更换,并尽快找到脱落的部分。
(2)外部污染源及控制。
1)检修工作中防污染。老旧船舶液压系统因为使用时间长,腐蚀、磨损相对较大。对液压系统部件的拆检,管路的焊补也是经常性工作。这些工作往往会造成系统污染。液压系统管路焊接补漏过程因操作不规范极易进入焊渣等杂质。船上需焊补液压管时最好整段拆下进行焊接。焊妥装复前应彻底清洁,对焊管路时宜采用套管形式。一般对于大规模的液压管更换,建议由专业厂家完成。另外,平时对暴露甲板上的液压管路应及时做好防腐处理,修船时及时更换已经腐蚀变薄的管路。一些老旧船舶“FZJ”轮甲板液压系统故障频发,修理时发现大多是由于油内杂质的问题引起的。其实最大的原因就是该轮甲板液压管路腐蚀严重,经常不规范焊补管路造成的。
更换管路时,新管内部往往有很多杂质、粉尘,需要进行冲刷,装配前应全部彻底酸洗清洗。因此主管轮机员在申购物料时注意增加一些盐酸或硫酸。拆检过程中要特别注意部件的清洁。拆下来的阀件、管路接头彻底清洁后用尼龙布包妥(最好用绸布),防止异物落入。另外装配过程中对工具、部件以及操作人员的手的清洁应引起重视,很多船员不顾手上还黏满了木屑、铁锈就去安装部件,这样极易污染整个系统,可能导致更大的问题。
2)油泥清理与预防。在拆卸系统部件时看到的油液是干净的,但是在老旧船的存储柜、高置油箱、工作油箱的底部其实积存有相当数量的油泥。而这些油箱又很少设有底部放残阀,一旦船舶摇晃时油泥就极易进入系统。油泥对系统危害很大,会堵住阀开口(特别是一些阻尼孔)改变阀的特性或使阀失灵,影响阀件正常运行,甚至导致系统瘫痪。一般认为油泥主要是由于液压油与空气及水等氧化反应产生。所以防油泥一方面要及时清理已产生的油泥,定期进行底部放残(如果有),并在大修及换油时彻底清洗油箱,另一方面要重点防止油泥形成,定期对各液压系统放空气,对外露的油箱、管系做好防水,有条件的还要控制液压油储存处的湿度,严防水分进入液压系统。
3)外部粉尘的预防。现在有许多老旧船的油箱呼吸口安装高效能滤器,只是简单的把透气孔管折成前弯形。在这样的情况下,在装卸重粉尘货物时还是极易进入油箱的。 如“FZJ”轮V26航次从泰国装木薯粉(粉状物较多)回国,到港检修时打开尾绞缆机高置油箱发现油液表面漂浮了一层粉末,并且底部也有类似粉泥状沉淀物,最后只能更换液压油,清洗系统。建议在呼吸口加装适当目数滤网并定期清洗。
4)“O”形圈导致的污染。液压系统中“O”形圈广泛使用在各阀件、端盖、压盖密封上。但目前很多船东为了节省成本,使用的橡皮圈多不是耐油型,经一段时间使用后便硬化,甚至成粉末状。一方面不能有效密封,另一方面在系统运行以及拆装过程中极易进入系统造成阀件堵塞和油液污染。这种情况在老旧船多有发生,并呈不断增加的趋势。因此在订购备件时建议主管轮机员向机务注明液压系统中使用(耐油)。
(3)液压油污染程度的鉴定试验。液压油的污染程度需要送专业厂家化验,但在船上也可以作初步的现场判别,将用过的油和新油在颜色、气味、沉淀等方面进行比较。一般颜色透明、无变化、气味无异常可正常使用。与新油相比,颜色变黑有恶臭或焦臭表示油已变质。颜色变浑浊或发白,气味无明显异常表明混人了空气或水。主管轮机员也可在船上用滤纸检测油液的杂质:将油滴于滤纸上约30min,观察油滴中心,若出现浓黑的圆点表示有粉尘等杂质。将液压油滴于热的钢板上,若有爆裂声则说明油液中有水分存在。
2.液压系统油泄漏的控制
液压系统油泄漏在老旧船上是一个普遍的问题,不仅会造成油液浪费而且往往造成环境污染甚至影响到PSC检查。一般较大量的泄漏多发生在甲板液压系统承受大负荷时,最明显的就是爆管子。如“bzj”轮某航次靠泊绞缆时发生锚机液压油管爆裂,大量液压油喷洒到甲板上险些造成污染事故。查原因发现是暴露甲板的主油管局部腐蚀严重导致管璧过薄,受高压作用时爆裂。对于这种情况,建议主管轮机员定期巡查管路特别是外露管路,发现腐蚀严重的应及早更换并做防腐处理。对于无条件更换的要采取相应的防护措施。其次,液压管接头和操作阀的阀芯密封件处及油马达内部(不易察觉)的泄漏在老旧船上也是经常发生,要发现这些泄漏处,对高置油柜的油位做记号和对各个液压系统巡查是很需要的。对于接头泄漏可以在低压或无压状态下进行接头上紧,一般可用开口扳加一套管稍用力即可,用力过大可能滑牙,加剧泄漏。对于操作阀的泄漏,建议提前更换密封件,一般多为橡胶“Orlng”(有的开仓机构的千斤顶为片状尼龙圈,需特供)。平时漏泄量的多少可以观察高置油箱或工作油箱的油位得知,油位宜保持在液位镜2/3左右,并使高位溢流阀常开。
3.液压油质量的过程控制
(1)液压油油温的控制。氧化和污染是液压油质量恶化的主要原因。油温升高则氧化速度也相应力Ⅱ陕。液压设备在不同油温下的使用情况在一般的教科书上都有提到。最适合的油温一般是30~50℃,但针对不同设备应有所区别,如舵机一般不超过60℃,起货机一般小于85℃。需要一提的是,当船舶由寒带(-17℃)开往热带(36℃),这种情况下该怎样保养液压系统呢?建议老旧船修复液压系统加热及冷却装置。在寒带提前2~3 h加热,使油温保持在10℃左右,使用系统前,先开启油泵空载或轻载运行一段间让系统部件均匀受热。在热带区域系统运行时间长的话,要求开启冷却水(>40℃)。甲板液压系统(开关舱起货机等)等尽量避免不必要的空载运行。同时因温度升高,黏度相应降低,泄漏可能会增加,需要加强对整个系统的巡查。
(2)液压油的选择与使用。液压油的选用、补加、更换液压油的选择很关键,要依据环境、工况和使用的设备等实际使用情况进行选择液压油,具体可参照下表。
从下表可得,船上目前可选用的多为HM或HV系列的液压油,相应牌号包括32、46、68等。一般船舶多使用HV46/68或HM46/68。对于远洋航行船舶建议备用一些HV系列的液压油以备寒带地区时使用。值得注意的是不同品牌(如远洋轮常用的“BP ma-rine”、“CASTROL”、“SUN”)的同牌号液压油在部分理化性能指标上略有差别,所以在选用及订购时要注意区分。
适用液压油的品种列表
压力、温度
范围
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压力:<7MPa
温度:50℃以下
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压力:7~14MPa
温度:50℃以下
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压力:7~14MPa
温度:50~80℃
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压力:>14MPa 温度:80~100℃
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适用环境
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室内、固定液压设备
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HL
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HL或HM
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HM
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HM
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露天、寒区和严寒区
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HR
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HV或HS
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HV或HS
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HV或HS
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地下、水上
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HL
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HL或HM
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HL或HM
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HM
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高温热源或明火附近
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HFAE或HFAS
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HFB或HFC
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HFDR
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HFDR
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在补加液压油时需要对操作人员灌输“新油不干净”、“加油工具不干净”的观念。加入系统的油必须经过可靠的过滤设备,特别是通过漏斗加油的系统,必须在漏斗上焊装多目数滤网。建议液压系统的补油工具(油泵、油桶、软管等)专油专用,存放时注意防水和防尘。需不需要换油最好由进行油质化验结果决定,具体参照指标可依据行业标准CB/T3436 1992的规定,如下表所示。
船用液压油换油指标列表
项目
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L-HV液压油
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L-HM液压油
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L-HL液压油
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试验方法
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强化性能变化极限指标
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40℃运动黏度变化率(%)
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±10
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±15
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±15
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GB 265-1988
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酸值增加(mgKOH/g)
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0.3
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0.3
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0.3
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GB 264-1983
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水分(%)
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0.2
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0.2
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0.2
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GB 260-1977
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闪点下降(℃)
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-8
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-8
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-8
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GB 267-1988
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伺服系统
污染等级
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18/15
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18/15
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18/15
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计数法
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104
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104
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104
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重量法
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中高压
污染等级
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20/17
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20/17
|
20/17
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计数法
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107
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107
|
107
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重量法
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低压及一般
液压系统
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21/18
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21/18
|
21/18
|
计数法
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108
|
108
|
108
|
重量法
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总之,液压系统的故障主要是液压油的问题和管理不到位造成的。所以对于老旧船,轮机人员熟悉液压系统液压油、有效防止液压油污染和加强管理是保证各液压元件正常工作的主要途径。根据船舶固有的特点,船舶液压系统泄漏、污染等控制是一项系统工程,控制环节较多,只有严格控制各个环节,才能使船舶液压系统的可靠性大大提高,使用寿命延长。
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