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潤滑油的清潔度

    清潔度是潤滑油在使用過程中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對液壓油而言尤為突顯。機(jī)械設(shè)備需要的是清潔無污染的油液，用以保證設(shè)備在運(yùn)行過程中不至因油中的雜質(zhì)堵塞濾網(wǎng)導(dǎo)致供油不足、油壓下降進(jìn)而磨損機(jī)械。而油液中顆粒小於網(wǎng)眼的雜質(zhì)，通過濾網(wǎng)還可能會(huì)在更精密的部位直接給設(shè)備帶來磨損。由于認(rèn)識(shí)到了潤滑油清潔程度對機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)行的重大影響，因此，對於潤滑油很早就出現(xiàn)有了清潔度的控制指標(biāo)，也即是眾所熟知的機(jī)械雜質(zhì)指標(biāo)，以及在內(nèi)燃機(jī)油中規(guī)定的沉淀物指標(biāo)。此兩項(xiàng)指標(biāo)是潤滑油清潔度的低標(biāo)準(zhǔn)概念：它們都以稱重法為衡量標(biāo)準(zhǔn)，對雜質(zhì)的形狀、大小均不能作出表述。

    隨著機(jī)械設(shè)備精密程度的日益增高，引發(fā)產(chǎn)生了對潤滑油清潔程度的新認(rèn)識(shí)、新要求。以液壓油為例：現(xiàn)代的液壓系統(tǒng)中伺服機(jī)構(gòu)非常精密（間隙3μm ，）極易被油中的顆粒堵塞，導(dǎo)致控制失靈。潤滑油的微粒會(huì)大大降低設(shè)備的可靠性及使用壽命，因此極需以更精確的方法來衡量油品的清潔程度，稱謂為“清潔度”。

    【我國潤滑油清潔度之現(xiàn)狀】  之前，我國潤滑油規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)中幾乎沒有清潔度的要求（包括液壓油），但用戶對潤滑油的清潔度卻呼聲日漸高漲，所以清潔度進(jìn)入潤滑油國家標(biāo)準(zhǔn)勢在必行?，F(xiàn)在有關(guān)用戶對油品清潔度有需求時(shí)，往往是通過與潤滑油生產(chǎn)廠家制定協(xié)議要求，由生產(chǎn)廠特制加工使之滿足；或是由用戶使用市售多種高精度濾油機(jī)將采購油品自行清潔至達(dá)到滿意。

    【潤滑油清潔度的標(biāo)準(zhǔn)】    目前普遍使用ISO4406和NAS1638法規(guī)，兩種標(biāo)準(zhǔn)間有一定對應(yīng)關(guān)系。我國系等效采用ISO4406-1999標(biāo)準(zhǔn)，形成“液壓傳動(dòng)油液固體顆粒污染等級(jí)代號(hào)” GB/T 14039－2202。

    ISO4406-1991標(biāo)準(zhǔn)是判斷每100ml油液中＞5μm， ＞15μm的顆粒數(shù)，而修訂后的ISO4406-1999標(biāo)準(zhǔn)是判斷100ml油液中＞4μm，＞6μm，＞14μm  的顆粒數(shù)。以上標(biāo)準(zhǔn)也可換算成每1ml油液內(nèi)的顆粒數(shù)（非線性，對數(shù)關(guān)系）。ISO4406清潔度標(biāo)準(zhǔn)已由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織於1991年提出列表供查定污染等級(jí)代號(hào)（清潔度）。ISO4406之所以選擇5μm、15μm這兩個(gè)尺寸，是因?yàn)檠芯勘硎荆?μm的顆粒會(huì)引起嚴(yán)重磨損而＞15μm則主要引起元件卡死，因此這兩個(gè)尺寸基本上能反映油液的磨損、卡死的條件。

    NAS1638清潔度標(biāo)準(zhǔn)（美國航空航天工業(yè)聯(lián)合會(huì)於1984年1月發(fā)布）是判斷每100ml油內(nèi)的最大顆粒數(shù)。NAS1638是分段計(jì)數(shù)的，有5個(gè)尺寸段（5～15μm，15～25μm，25～50μμm，50～100μm，100μm以上）。由於實(shí)際油液各尺寸段的污染程度不可能相同，因此被測油樣的清潔度按其中的最高等級(jí)來定。但這樣也會(huì)引起一些判斷問題，例如，測出5～10μm的清潔度可能是4級(jí)，15～25μm顆粒的清潔度可能是5級(jí)，向50～100μm顆粒的清潔度可能是8級(jí)，此時(shí)數(shù)據(jù)會(huì)很難處理，往往使得概念不清。如據(jù)前述規(guī)定：按其中的最高等級(jí)判處，就應(yīng)定為8級(jí)，也即認(rèn)為系統(tǒng)很臟。而事實(shí)上，新的磨損理論表明只有尺寸與部件運(yùn)動(dòng)間隙相當(dāng)?shù)念w粒才會(huì)引起嚴(yán)重的磨損，也就是說5～15μm的顆粒危害最大，而50～100μm由于無法進(jìn)入運(yùn)動(dòng)間隙，對磨損的影響卻不大。

    ISO 4406與NAS 1638兩種清潔度標(biāo)準(zhǔn)制有對照表，在每毫升油液中同等顆粒尺寸范圍、同等顆粒數(shù)情況下可從表中查到兩種標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的等級(jí)代號(hào)。

    【使用清潔型液壓油的必要性】   液壓系統(tǒng)是借助液壓油的靜壓力來傳遞功率，使機(jī)械或裝置按要求工作的系統(tǒng)。由于液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)高速、高精度控制和反應(yīng)靈敏等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)日益廣泛地用于生產(chǎn)和生活之中。液壓油作為液壓系統(tǒng)工作中重要的元件之一，除作為工作介質(zhì)傳遞動(dòng)能之外，還起著對各種液壓元件的潤滑、抗磨、防銹和防腐蝕等作用。

    由于液壓系統(tǒng)越來越向高溫、高壓、高負(fù)荷、小型化發(fā)展，液壓系統(tǒng)對液壓油的要求更加苛刻，系統(tǒng)的可靠性和液壓元件的使用壽命顯得日益重要。在要求油品具有耐高溫、耐高壓和抗磨能力的同時(shí)，對油品的清潔度、過濾性能提出更加苛刻要求。

    可以毫不夸張地說，工業(yè)裝備的現(xiàn)代化是離不開液壓技術(shù)的發(fā)展和支持的。但是出現(xiàn)的問題是,液壓元件的實(shí)際使用壽命卻往往比設(shè)計(jì)壽命短得多。有統(tǒng)計(jì)表明，液壓系統(tǒng)所發(fā)生故障的70％以上與液壓油有關(guān)，而這70％中的90％是由于液壓油受到外來異物的污染而造成的。所以，液壓油清潔度的好壞將直接影響到液壓系統(tǒng)工作的可靠性。外來顆粒污染來源有如：經(jīng)過油箱呼吸孔把大氣中的塵埃帶入；運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中混入的； 液壓系統(tǒng)元件內(nèi)存的。還有如通過運(yùn)動(dòng)部件磨損產(chǎn)生的金屬顆粒、粉末； 液壓油化學(xué)變化產(chǎn)生的油泥、沉淀物； 因密封，墊片與液壓油不相適應(yīng)而產(chǎn)生的污染顆粒。

    在含油液伺服機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)中，閥的結(jié)構(gòu)精細(xì)復(fù)雜，控制閥閥心的尖銳刃邊很容易為液壓油中所含的固體顆粒所傷害，導(dǎo)致控制精度下降，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生系統(tǒng)控制失靈。因此，高清潔度液壓油的應(yīng)用對現(xiàn)代液壓設(shè)備而言至關(guān)重要。近年來對液壓油規(guī)格提出了可濾性要求，目的是用以控制液壓油需要持有的清潔度。目前，至少有兩種液壓油規(guī)格已有了可濾性要求，它們是美國的Denison HF-0和英國國防部 MOD 規(guī)格中O M-33液壓油。我國可濾性試驗(yàn)方法編號(hào)為SH/T 0210。

    在我國隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，大量高級(jí)液壓系統(tǒng)的投入使用和液壓系統(tǒng)控制精度的提高，對液壓油的清潔度要求也越來越高，一般要求清潔度NAS 等級(jí)不大于7。具體要求可參考列表。