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    關于油液污染度在線檢測研究

    摘要:通過對液壓設備進行分析,確定了油液污染度在線檢測的系統方震,提出了在不改變原有液壓設備管路的基礎之上,通過添加在線顆粒測量分析儀,實現液壓系統油液污染度在線檢測功能,同時總結了液壓系統油液在線檢測的發展趨勢。
     
    關鍵詞:液壓系統油液污染物在線檢測發展趨勢
     
    0引言
        近年來由于油液污染導致飛機液壓系統失效,已發生多起飛行等級事故、飛行事故征候和地面試車故障,嚴重危及飛行安全。有數據表明,因油液污染造成的事故占整個飛機液壓事故的80%以上,為保障飛機液壓系統和部附件產品的靈敏、穩定和可靠性工作,提高產品使用壽合,降低產品故障率,需要對液壓系統的油液進行有效的防污染控制,作為航修企業油液污染已經嚴重制約著我們的發展。
        對油液實施在線檢測,分析固體污染物顆粒的污染程度,完成液壓產品試驗設備狀態檢測和良性管理,是實現裝備可靠性維修的必然途徑,意義十分重大。
    1油液污染度的介紹
        了解不同液壓設備對油液污染度等級要求,分析油液污染度的檢測方法,為建立液壓系統在線檢測裝置奠定了理論基礎。
    1.1油液污染度的等級劃定
        按照GJB420B標準將油液中固體污染物按尺寸、顆粒數、分布為基礎劃分為15個等級油液污染度等級是按(B~E)尺寸100mI油液中顆粒數最高等級確定固體污染物等級,又根據液壓系統產品的不同,對設備污染度要求不一樣,電液伺服閥、舵機類產品要求設備油液污染度不大于6級;助力器要求設備油液污染度不大于7級。
    1.2油液污染度的檢測方法
        目前可用于油液污染度檢測的方法包括:稱重法、顯微鏡計數法、光測法、電測法、超聲波法、淤積法、分析比較法、目測法,種類比較繁多,但是各有優缺點。目前應用比較多的是光測法、電測法、超聲波法、淤積法。利用光、電、超聲波在污染度不同的油液中傳導性能的差異,可以在線識別、區分油液中的顆粒類型、尺寸,從而確定油液污染度。
        檢測又可分為離線檢測和在線檢測兩種方式,離線檢測目前應用比較廣泛,但是離線檢測有時間滑后性,不能及時反映設備(產品)的油液污染情況:油液在取樣測試的中間過程容易受到二次污染,可控程度不高,對采集的油樣結果會造成信息失真,不能準確反映油液的污染程度:離線檢測受操作人員的經驗和水平影響比較大,而在線檢測就可以克服這些問題,在線檢測是指在設備(產品)處于正常工作狀態時,對工作介質進行采樣,實時、動態的檢測,可以及時準確獲取被檢測對象的狀態信息,由于在線檢測是將油液檢測設備直接安裝在液壓系統管路或油箱上,減少了取樣、化驗等過程,避免了在檢測過程對油液的附加污染,因此檢測速度快,檢測數據也更能反映油液的真實污染程度,為及時地根據油液的污染狀況,做出相應的防控措施提供了依據。
    2在線檢測方案的設計
        通過對液壓設備和原有檢測方式的技術分析,設計了在線檢測系統的整體方案。
    2.1采樣點的選擇
        對于在線檢測設備采樣點的選擇有兩個原則:
        一、選在液壓設備的紊流區,在紊流狀態下,油液呈現激烈的攪動,可以使油液中污染物充分懸浮并分布均勻,保證在線檢測結果的準確性。
        二、采樣點應選在易操作的系統管路上,便于對設備的維護和清潔。將在線檢測設備進油口裝在系統進油濾的下端,出油口裝在系統回油濾的上端,保證既能檢測液壓系統油液污染度,也能檢測進入產品內部油液的污染度。
    2.2水分和空氣對在線檢測的影響
        顆粒測量分析儀對氣泡和固體顆粒物同樣敏感,設備運行過程中,系統管路會有一定量的氣泡產生,對檢測結果造成一定的影響:和氣泡一樣,油液中的懸浮微粒水珠會對檢測結果帶來很大誤差,通過檢查油液外觀,發現油液渾濁,無法恢復澄清,則判斷油液中水分過大。因此在檢測前選擇多功能油液凈化機對氣泡和水分進行排除。
        油液凈化機采用適度真空產生物質轉移的原理,結合設計獨特的立體蒸發技術,可以快速去除油液中固體顆粒物、溶解水、游離態水及氣體等污染物。該設備通過真空泵對油箱抽真空,在液壓設備的排油口建立一個負壓差,將受污染的油液從油箱中抽出,油液進入凈油箱利用真空泵對凈油箱的油液抽真空,利用加熱電機對油液進行加熱,通過空氣濾清器和油水分離器可以將油液中的水和空氣析出,降低油中水和空氣的含量。將過濾后油液通過切換工作模式切換電磁閥,實現真空加注。
    2.3壓力和流量對在線檢測的影響
        液壓系統處于運行狀態,壓力一般在21MPa左右。需要在油路和在線檢測設備之間添加減壓閥,使壓力滿足在線檢測裝置的要求,但是減壓裝置不應改變固體顆粒物的分布狀況。在采樣管路有壓力的情況下,添加在線流量控制裝置,保證流量滿足在線監測裝置的流量要求。
    3在線檢測裝置的實施
        對于液壓系統產品的實驗設備來說,油液的在線檢測要求能做到自動清洗、自動取樣自動測試、數據采集分析處理等環節,具有數據顯示、存儲、查詢、打印以及油液污染度超過上限報警等功能。
    3.1在線檢測裝置的選擇
        對于液壓系統設備在線檢測選用高精度的顆粒測量分析儀,用于液壓系統固體顆粒物含量的檢測,檢測范圍為1-150μm,系統中裝有32通道計數器和激光顆粒傳感器,采用的是無可比擬的激光技術,具有高精確度、精密性和可重復性的優點。工作原理是激光通過掃描油液,油中污染物顆粒會遮擋激光,一個固態光電二極管探測光會減弱,產生一個與固體顆粒尺寸大小成比例的電脈沖,通過測量電平的變化頻率,計算顆粒的數目:電平變化的幅。
        值來檢測顆粒大小,根據所需顆粒尺寸的闊值,由小到大設置32個通道的參數,可以測量不同范圍的固體顆粒。箱體內部裝有自吸泵,泵的流量為20ml/min,這就要調節流量控制裝置控制流量,擁有報警功能,根據GJB420B標準可以設定各通道的上下限報警等級,當被測油液超標時,可以進行報警提示。
    3.2在線檢測的測試過程
        儀器的每一次檢測都可分為四部分:
        (一)檢測之前,首先打開液壓系統設備進行設備油液循環5min,讓油液中的顆粒污染物充分懸浮起來。觀察油液是否有肉眼可見雜質、氣泡或油液是否渾濁。若渾濁,開啟油液凈化機對油液進行脫水除氣。
        (二)開啟檢測裝置上的旁路沖洗調節鈕,用待檢測油液對傳感器進行沖洗,每一次的沖洗量不低于250ml,沖洗次數和沖洗容量可以根據實際情況設定
        (三)沖洗結束后,開始進行測量,設定計數前容積為20ml,測量容積為10ml:測量模式設定為自動測量,循環時間3min,循環次數2次
        (四)測量完畢后,對測量結果進行儲存、打印,也可以通過R5232串行口將設備與示波器連接,通過輸出電壓的變化,觀察油液中顆粒的變化情況
    3.3在線檢測裝置的標定
        在線檢測裝置使用一段時間需要進行標定,標定有兩種方式:一、每年進行一次,由國家一級計量站對設備進行標定,看是否滿足GJB420B中對固體顆粒污染度的要求:二、單位自行校驗,每半個月校驗一次,校驗時選擇兩臺相同的在線檢測裝置,先用250ml石油醚清洗液對設備進行沖洗。沖洗完以后選擇標準油液進行校準,兩臺油液檢測裝置對同一份標準樣液進行2~3次重復性檢測,如果檢測數據相似性、重復性比較好,據此則說明合格:如果不同,則需要對設備進行維護。
    4結束語
        這套設備在保證設備運行正常化和裝備修理可靠性的前提下,能夠實現對液壓系統油液進行實時檢測,完成油液中水、氣的過濾凈化,與之前的離線檢測方式相比具有明顯的優勢,大大的提高了生產效率。通過與液壓系統本身的一些參數(壓力、溫度、流量)相結合,對液壓系統進行綜合測評,可以為整個系統的狀態評估、維修決策、剩余壽命預測提供依據,也為裝備的修理奠定了基礎。油液的溫度和粘度參數也會對在線檢測結果造成一定影響,還需要進一步的實驗和改進。
        隨著科學的進步,計算機技術、圖像處理技術、模式識別技術、傳感器技術在不斷地提高,未來油液污染度在線檢測技術會向著智能化、精確化、集成化、標準化的方向發展。智能化不但能夠實現油液在線檢測的自動化,還能進行遠程操控,把人從工作現場解放出來傳感器測量精度的提高、算法的優化,都會提高油液檢測的精度和準確度。目前,油液在線檢測技術應用還不成熟,隨著在線檢測技術的發展,會有一系列的標準將其規范化。
    日期:2019-6-16 閱讀:848次
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