油品检测论文

钻井机械中液压油的污染与控制论文

论文摘要：液压油的质量和清洁度是保证液压系统正常工作的首要条件,液压系统污染是液压故障的一个主要原因,为了保证钻井机械液压系统能够安全、可靠的运行,对液压系统中液压油污染的危害及原因进行分析,对液压油污染程度的检测及液压油污染的控制提出了方法和措施,以达到工作过程中的污染控制,主要包括：控制油温、定期过滤等措施

论文关键词：液压油,污染,控制

在现代的传动方式中，液压传动可以很好的实现远距离控制和自动控制，并且以其传动装置的重量轻、结构紧凑、惯性小等特点得到了较为广泛的应用。但是钻井设备由于多处于室外，工作中受外界环境的影响很大，在实际的使用过程中，很容易出现液压油的污染情况，严重影响了动力的传递，因此对液压油污染的控制就显得尤为重要。

一、液压油概述

液压油用于液压传动系统中作中间介质,起传递和转换能量的作用,同时还起着液压系统内各部间件的润滑、防腐蚀、冷却、冲洗等作用。其主要性能有:

1.合适的粘度，良好的粘温特性粘度是选择液压油时首先考虑的因素，在相同的工作压力下，粘度过高，液压部件运动阻力增加，升温加快液压泵的自吸能力下降，管道压力降和功率损失增大；若粘度过低，会增加液压泵的容积损失，元件内泄漏增大，并使滑动部件油膜变薄，支承能力下降。

2.良好的润滑性(抗磨性)液压系统有大量的运动部件需要润滑以防止相对运动表面的磨损，特别是压力较高的系统，对液压油的抗磨性要求要高得多。

3.良好的抗氧化性液压油在使用过程中也会发生氧化，液压油氧化后产生的酸性物质会增加对金属的腐蚀性，产生的油泥沉淀物会堵塞过滤器和细小缝隙，使液压系统工作不正常，因此要求具有良好的抗氧化性。

4.良好的抗剪切安定性由于液压油经过泵、阀节流口和缝隙时，要经受剧烈的剪切作用，导致油中的一些大分子聚合物如增粘剂的分子断裂，变成小分子，使粘度降低，当粘度降低到一定的程度油就不能用了，所以要求具有良好的抗剪切性能。

5.良好的防锈和防腐蚀性液压油在使用过程中不可避免地要接触水分和空气以及氧化后产生的酸性物质都会对金属生锈和腐蚀，影响液压系统的正常工作。

6.良好的抗乳化性和水解安定性液压油在工作过程中从不同途径混入的水分和冷凝水在受到液压泵和其他元件。

7.良好的抗泡沫性和空气释放性在液压油箱里，由于混入油中的气泡随油循环，不仅会使系统的压力降低，润滑条件变坏，还会产生异常的噪音、振动，此外气泡还增加了油与空气接触的面积，加速了油的氧化，因此要求液压油具有良好的抗泡沫性和空气释放性。

8.对密封材料的适应性由于液压油与密封材料的适应性不好，会使密封材料膨胀、软化或变硬失去密封性能，所以要求液压油与密封材料能相互适应。

二、液压油的污染与危害

液压油的污染，按照污染物的不同，可分为杂质(灰尘、金属颗粒、棉纱、氧化物等)、水分、空气、微生物及化学物污染。在钻采机械液压系统中，主要是杂质(大部份是金属颗粒)、水分和空气污染。

l、油液中混入水分

(1)油液中水分进入的途径

1)油箱盖因冷热交替而使空气中的水分凝结成水珠落人油中。

2)冷却器或热交换器密封损坏或冷却管破裂使水漏人油中。

3)通过液压缸活塞杆密封不严密处进入系统的潮湿空气凝聚成水珠。

4)用油时带人的水分以及油液暴露于潮湿环境中与水发生亲合作用而吸收的水。

(2)油液中混入水分后的危害

1)油液中混入一定量的水分后，会使液压油乳化呈白浊状态。如果液压油本身的抗乳化能力较差，静止一段时间后，水分也不能与油分离，使油总处于白浊状态。这种白浊的乳化油进入液压系统内部，不仅使液压元件内部生锈，同时降低其润滑性能，使零件的磨损加剧，系统的效率降低。

2)液压系统内的铁系金属生锈后，剥落的铁锈在液压系统管道和液压元件内流动，蔓延扩散下去，将导致整个系统内部生锈，产生更多的剥落铁锈和氧化物。

3)水还会与油中的某些添加剂作用产生沉淀和胶质等污染物，加速油的恶化。

4)水与油中的硫和氯作用产生硫酸和盐酸，使元件的磨蚀磨损加剧，也加速油液的氧化变质，甚至产生很多油泥。

5)这些水污染物和氧化生成物，随即成为进一步氧化的催化剂，最终导致液压元件堵塞或卡死，引起液压系统动作失灵、配油管堵塞、冷却器效率降低以及滤油器堵塞等一系列故障。

6)另外，在低温时，水凝结成微小冰粒，也容易堵塞控制元件的间隙和死口。

2、油中侵入空气

油液中的空气主要来源于松动的管接头，不紧密的元件接合面，暴露在油面上的油管以及密封失效处，油液暴露在大气中也会溶人空气。此外，当油箱内的油量较少时，加速了液压油的循环，使气泡排除困难，同时油泵吸油管“吃油”深度不够也使空气容易进入。

混入液压系统的空气，通常以直径为0．05～0．50mm的气泡状态悬浮于液压油中，对液压系统内液压油的体积弹性模量和液压油的粘度产生严重影响，随着液压系统的压力升高，部分混入空气溶人液压油中，其余仍以气相存在。当混入的空气量增大时，液压油的体积弹性系数急剧下降，液压油中的压力波传播速度减慢，油液的动力粘度呈线性增高。悬浮在油液中的空气与液压油结合成混合液，这种油液的'稳定性决定于气泡的尺寸大小，对液压系统等产生重大的影响，可能出现振动、噪声、压力波动、液压元件不稳定、运动部件产生爬行、换向冲击，定位不准或动作错乱等故障，同时还使功耗上升，油液氧化加速以及油的润滑性能降低。油液中的固态污染物主要以颗粒状存在。这些杂质有的是元件加工和装配过程中残留的，有的是液压元件在工作过程中产生的，有的源于外界杂质的侵入，其危害是：

(1)油中的各种颗粒杂质会对泵和马达造成危害。当杂质颗粒进入到齿轮泵或齿轮马达的齿轮端面和两端盖侧板、齿顶和壳体之间，或当杂质颗粒进入到叶片泵或叶片马达的叶片与叶片槽，转子端面和配油盘、定子与转子(叶片顶部)之间，或当杂质颗粒进入到柱塞泵或柱塞马达的柱塞与柱塞缸体孔，转子与配油盘、滑靴与倾斜盘、变量机构的滑动副之间时，均有可能造成卡死故障。即使不造成卡死故障，也会使磨损加剧。杂质颗粒还有可能堵塞泵前的进油滤油器，使泵产生气蚀或造成多种并发故障。

(2)油中各种颗粒杂质会对液压缸造成危害。颗粒杂质会使活塞与缸体、活塞杆与缸盖孔及密封元件产生拉伤和磨损，使泄油量增大，容积效率和有效推力(拉力)降低，如果颗粒杂质卡住活塞或活塞杆，将导致油缸不动作。

(3)油中的污染颗粒会对各种阀类元件造成危害。污染颗粒可能引起滑阀卡死或节流堵塞，造成阀动作失灵，即使不产生卡死或堵塞故障，污染颗粒也将使阀类元件运动副过早磨损，配合间隙加大，性能恶化。

(4)污染物繁殖细菌，加剧油液老化，使油液发黑发臭，更进一步产生污染。如此恶性循环，有可能产生以下后果：

1)污染物堵塞滤油器，导致油泵吸空，产生振动和噪声。

2)污染物使油缸或马达的摩擦力增大，产生爬行。

3)污物会完全使伺服阀等抗污染能力差的元件根本失效，至少是工作不稳定和滞后量增加，污物阻塞压力表前同定小孔，压力得不到正确传递和反映。

4)污染物堵塞压力表通道，使压力得不到正确传递和反应。

三、控制液压油污染的主要措施

为确保液压系统工作正常、可靠、减少故障和延长寿命，必须采取有效措施控制液压油的污染。

1、控制油温

油温过高往往会给液压系统带来以下不利影响：

（1）油液黏度下降，使活动部位的油膜破坏、磨擦阻力增大，引起系统发热、执行元件（例如液压缸）爬行。油液黏度下降可导致泄漏增加，系统工作效率显著降低。

（2）油液黏度下降后，经过节流器时其特性会发生变化，使活塞运动速度不稳定。

（3）油温过高引起机件热膨胀，使运动副之间的间隙发生变化，造成动作不灵或卡死，使其工作性能和精度下降。

（4）当油温超过55摄氏度时，油液氧化加剧，使用寿命缩短，据资料介绍，当油温超过55摄氏度后温度每升高9摄氏度，油的使用寿命缩短一半，因此，对不同用途和不同工作条件的机器。应有不同的允许工作油温。工程机械液压系统允许的正常工作油温为35-55摄氏度，最高为70摄氏度。

2、控制过滤精度

为了控制油液的污染度，要根据系统和元件的不同要求，分别在吸油口、压力管路、伺服调速阀的进油口等处，按照要求的过滤精度设置滤油器，以控制油液中的颗粒污染物，使液压系统性能可靠、工作稳定。滤油器过滤精度一般按系统中对过滤精度敏感性最大的元件来选择。

3、强化现场维护管理

强化现场维护管理是防止外界污染物侵入系统和滤除系统中污染物的有效措施。

（1）检查油液的清洁度

设备管理部门在检查设备的清洁度时，应同时检查系统油液、油箱和滤油器的清洁度，并建立液压设备清洁度上、中、下三级评分制度。对关键设备的液压系统都要抽查。

（2）建立液压系统一级保养制度

设备管理部门在制定设备一级保养内容时，要增加对液压装置方面的具体保养内容。

（3）定期对油液取样化验

应定期、定量提取油样，检查单位体积油样中杂质颗粒的大小和数量或称重量，并作定性定量分析，以便确定油液是否需要更换。

A、取油样时间：对已规定了换油周期的液压设备，可在换油前一周对正在使用的油液进行取样化验；对新换的油液，经过1000h连续工作后，应对其取样化验；企业中的大型精密液压设备使用的油液，在使用600h后，应取样化验。

B、取油样时，首先要把装油容器清洗干净，不许使用脏的容器，以确保数据准确，具体取油样的方法如下：

当液压系统不工作时（即在静止状态下），可分别在油箱的上部、中部和下部各取相同数量的油样，搅拌后进行化验；液压系统正在工作时，可在系统的总回油管口取油样；化验所需要的油样数量，一般为300-500mL/次；按油料化验规程进行化验，将化验结果填入油料化验单，并存入设备档案。

4、定期清洗

控制油液污染的另一个有效方法是，定期清除滤网、滤芯、油箱、油管及元件内部的污垢。在拆装元件、油管时也要注意清洁，对所有油口都要加堵头或塑料布密封，防止脏物侵入系统。

5、定期过滤油液、控制其使用期限

油液的使用寿命或更换周期取决于很多因素，其中包括设备的环境条件与维修保养、液压系统油液的过滤精度和允许污染等级等因素。由于油液使用时间过长，油、水、灰尘、金属磨损物等会使油液变成含有多种污染物的混合液，若不及时更换，将会影响系统正常工作，并导致事故。是否换油取决于油液被污染的程度，目前有3种确定换油期的方法：

（1）目测换油法。它是凭维修人员的经验，根据目测到的一些油液常规状态变化（如油液变黑、发臭、变成乳白色等），决定是否换油。

（2）定期换油法。根据设备所在场地的环境条件、工作条件和所用油品的换油周期，到期就进行更换。这种方法对液压设备较多的企业很适用。

（3）取样化验法。定期对油液进行取样化验，测定必要的项目（如黏度、酸值、水分、颗粒大小和含量以及腐蚀等）和指标，按油质的实际测量值与规定的油液劣化标准进行对比，确定油液该不该换。取样时间：对一般工程机械的液压系统应在换油周期前一周进行，关键设备的液压系统应每隔500小时进行一次取样化验，化验结果应填入设备技术档案。取样化验法适用于关键设备和大型液压设备。

换油时，要注意清洁，防止赃物侵入液压系统，不可混用和换错，主要有下列要求：

（1）更换的新油或补加的新油必须是本系统所规定使用的油，经过化验确认其油质已达到规定的性能指标，才能加入。

（2）为保持新油的清洁，换油时要将油箱内部及主要管道内旧油放尽，并把油箱、过滤网、软管清洗干净。加油时油液必须经过过滤，对已疲劳损坏的滤网应更换。

（3）加入的油量要达到油箱的油标位置，加油方法是：先加油至油箱最高油标线，开动油泵电动机，把油供至系统各管道，再加油至油箱油标线，再开动电动机，这样多次进行，直至油液保持在油标线内为止。

所以在日常的使用和设备保养过程中，要十分注意观察油的质量，避免油污染对设备造成的损害。

参考文献

1 湛从昌编.液压可靠性与故障诊断.北京:冶金工业出版社,1995

2 潘书业.现场检测液压油劣化的方法.工程机械,2001(5)

3 周宏林, 陈心淇. 液压系统的污染及控制[J]. 机械制造与自动化, 2003,(01)

4 王骏逸. 液压系统油液污染的危害与控制[J].山西建筑, 2002,(09)

5 童德源. 工程机械液压系统的污染控制[J].上海铁道科技, 2001,(04)

6 王骏逸. 液压系统油液污染的危害与控制[J].山西建筑, 2002,(09)

7 张启仁. 液压系统温升控制[J]. 甘肃科技, 2004,(04)

国产引进型300MW机组抗燃油劣化原因分析及防止论文

前 言

随着电力工业的高速发展,大容量、高参数机组投建愈来愈多,为保证机组的安全运行,调节系统的控制液采用了抗燃油。因抗燃油运行的好坏直接关系到机组的安全,故必须加强监督和重视。

嵩屿电厂1、2号机为利用美国西屋公司技术,由上海汽轮机厂制造的国产引进型机组()。汽轮机的调速系统采用美国西屋公司生产的DEHⅡ型数字式电液调节器,使用的是AKZO(美国)EH油,其油系统油压正常控制值在～。1号机于1995年12月并网发电,1996年9月转入商业运行;2号机于1996年12月并网发电,1997年7月转入商业运行。经过一段时间的运行,发生了因EH油油质劣化而危及到机组安全经济运行的现象,特别是2号机。为此,针对该机组的特点,对EH油的劣化原因进行了分析和研究。

1 机组抗燃油的运行和维护情况

高压EH油系统

高压EH油系统由供油装置、抗燃油再生装置及油管路部件组成。供油装置提供控制部分所需要的油及压力,同时,保持油的完好无缺。其主要部件有:油箱、油泵、油压控制块、储能器、冷油器和再生装置。

运行中出现的问题

2号机组1996年12月并网发电,1997年2月发现EH油颗粒度不合格,后经过滤合格,5月份又发现水分超标、颗粒度有增大的趋势,随后出现调门多次抖动现象。后因EH油劣化严重,形成乳状液,时常造成油泵滤网压差高,导致系统油压从降到,危及汽轮机的安全运行。曾利用停机处理了EH油,但随后油系统的EH油水分时常超标,酸值随着硅藻土的投运而波动,最大达。1998年2月因2号机4号高压调门卡涩,申请将机组负荷限制在280MW运行,且尽量避免调峰。

维护监督情况

机组投运前,能够依据厂家要求做好系统冲洗准备,将EH油加入系统后,进行冲洗及系统清洁度的测定,直至系统恢复到正常运行状态。抗燃油的测试周期:从启动至第1个月,每周一次;至第一年,每月一次。重要的试验项目有:含氯量(最大<150mg/L),含水量(最大<,以体积计),中和指数(最大<),杂质含量(洁净度)。

2 抗燃油的劣化原因及防止措施

嵩屿电厂2号机EH油质劣化原因是多方面的,经研究认为主要有以下几个方面。

EH油系统设计的不足之处

(1)高温促使EH油的老化 油动机直接挂在主汽门座的调门上面,没有冷却装置。经对EH油系统部件表面温度的测试,发现多个过热点。EH油正常运行的温度应小于65℃,虽然回油温度为45℃～60℃,实际抗燃油的接触温度远远高于它抗劣化的温度。

(2)O型橡胶密封圈耐高温能力差 油动机内的氟化橡胶O型密封圈由于长期处在高温下而脆化。调门在动作时出现磨损断裂现象,诸如"炭黑"的小颗粒卡涩油动机以及阻塞伺服阀,调门出现抖动或无法调节,或出现喷漏现象。对换下的O型密封圈进行试验发现:当O型圈处于250℃以下温度时,其物理性能尚无大的变化;当温度升至260℃时,O型圈的硬度开始发生变化,较尖的螺丝刀可轻易将其表面破坏;当温度达到290℃时,可较易将O型圈拉断;加热过程中最高温度控制在310℃时,氟化橡胶被慢慢溶解在EH油中,使EH油变成黑褐色,粘度变大,油质劣化。因此应考虑选择耐温更高,适合于EH油系统的密封圈。

(3)EH油的油箱偏小 回油速度过快,油箱仅有725升,而泵的出力为38L/min,循环倍率显然太高,易造成EH油劣化,故可考虑将油箱改大些。另一方面加油速度过快,冲力大,易形成泡沫,导致气体含量过高,加速老化。故可考虑在油箱中增加隔板,增加回油口和出油口的距离,有利于消泡和释放空气。

设备安装,特别是保温工作有问题

EH油系统管路在汽轮机大罩壳内,通风较差,且离缸壁及蒸汽管道太近。1、2号机相比较,2号机保温较差,该包的未包,不该包的却包了。将1、2号机EH油部件的温度进行比较,2号机的高压调速汽门油动机平均表面温度℃,较1号机的105℃高出℃;2号机的高压调速汽门连接件平均温度229℃,较1号机的℃高出℃;2号机的高压调速汽门所附油管平均241℃,较1号机的120℃高出121℃。很显然,2号机的EH油较1号机的EH油受到的热辐射强烈得多,故2号机的EH油劣化程度非常严重。

运行维护不足

旁路再生装置投运不合理

EH油再生装置在运行中进油阀未能全开,其中有两个原因:

第一,两台机组投运后,电厂从运行方面考虑,认为EH油再生装置全开,有可能造成系统失压。因此,再生装置未全开。实际上,这种考虑是片面的。原因是,旁路再生系统的进口管路接在高压管节流后的管路上,此节流管路使大约的油流过过滤组件,送回油箱。后来在试着全开旁路再生进口压力阀时,并没有造成系统压力降低。

第二,现场往往把硅藻土过滤器的筒体压力当成生产厂规定的压差来控制,不敢将再生装置全开。现场监督曾发现,当压差较低()时,硅藻土过滤器的筒体温度几乎没有升高,拆开硅藻土过滤器,发现后半段仍然是干的,即EH油并没有流过,很显然,EH油再生装置有漏投现象。

由以上分析可见,在机组运行中,EH油的再生旁路装置应同步投入并尽量将进油阀全开,及时对过滤器进行排汽。此外还应注意,在再生吸附剂允许压差下,应以酸值变化是否超标来确定滤芯是否失效。

油箱的电加热失控

1998年3月因检修需加热EH油,加热器投运后却忘了关闭,致使EH油温达100℃。应对加热器增设控温装置,确保油箱温度不超过60℃。

硅藻土的`更换工艺不合理新硅藻土滤芯投运前应先烘干,然后浸入合格的油中,待短时浸泡后再装入滤筒中。这样可使硅藻土充分吸收EH油系统中的水分,使运行中较少排气,即可正常投运。

环境温度影响油的品质

在南方地区,特别是雨季,空气的湿度较大,时常达85以上。对2号机EH油的水分、酸值进行跟踪分析,结果见表1。

在硅藻土接近失效,或未调整的情况下,由于空气湿度大及厂房昼夜温差等缘故,水分将会通过呼吸器侵入油箱,使水分逐渐升高。另外,由于EH油的密度(20℃)大于水的密度,故进入油箱的水分难以排出,加速了油品的劣化,酸值也逐渐升高。因此必须经常更换呼吸过滤器中的干燥剂硅胶(氧化铝)或选择更有效的防潮填充剂。

使用的进口抗燃油抗氧化性能不太理想

嵩屿电厂发现作用上海汽轮机厂所配的进口抗燃油,在良好的工况条件下它还是可以使用的,但当条件较为苛刻时,其抗氧化的性能下降,油质的变化就非常明显。例如,1号机运行半年后,油的酸值由上升到,变化不太明显。但2号机运行半年,酸值由上升到,酸值的递升较明显。

因此,对于运行环境较差的机组,在一时无法改变时,应考虑选择抗氧化性能更好的EH油。国产的抗燃油具有良好的抗氧化性能,且价格便宜,可考虑替代使用。

3 结束语

抗燃油的劣化原因较多,其中再生装置能否很好的使用是重要的方面之一。此外运行的环境温度过高、水分含量大以及抗燃油的抗氧化性能等均可导致抗燃油的劣化。只要针对存在的问题,积极寻求防止措施,抗燃油在大机组运行中是可以用好的。

石油论文参考文献

石油是一种粘稠的、深褐色液体，被称为“工业的血液”。下面，我为大家分享石油论文参考文献，希望对大家有所帮助!

爆炸荷载作用下大型立式圆柱形储油罐动力响应分析

延迟焦化装置主分馏塔及吸收稳定系统的模拟计算与优化

天然气管道无线监控系统的研究与实现

定向井井眼轨迹可视化技术研究

精细控压钻井井内压力计算方法研究

分隔壁塔双效精馏热集成系统的稳态和动态行为研究

高层办公建筑的空间流线解析及研究

再生水源热泵应用于供热系统的研究与评价

基于MVC的图形定制系统的研究与实现

电磁感应数据传输系统的硬件研制

大庆钻探工程公司内部控制评价与优化研究

长春岭低温低压高含蜡油藏开发技术对策研究

“固—气—液”联产的生物质能源转换工艺及产物利用的研究

香菇纤维素酶基因cel6B的克隆及其在大肠杆菌中的表达

碳钢热浸镀铝镀层的组织与性能及稀土改性研究

大型半潜船工程项目的可行性与市场评估研究

吉林油田公司油气田地面工程建设项目竣工验收规范流程的设计

新立油田整体改造工程可行性分析

管道局管道工程项目物流整合研究

新型PIP系统在大型石化工程项目管理中的应用

变温荷载作用下饱和粉质粘土的固结特性研究

XX油田井下作业工程公司配液站改扩建项目环境影响后评价研究

吉林油田公司企业生产安全文化建设研究

有机涂层下船用钢电偶腐蚀规律研究

逆向跨国并购的动因和绩效研究

基于GIS的海上石油平台溢油应急管理信息系统的开发研究

一类n+1维乘积型偏微分方程Cauchy问题

燃气轮机—加热炉系统集成优化研究

古平一井井眼轨道设计与控制

大规模稀疏线性方程组的预条件迭代法的研究

深圳湾滨海休闲带海洋工程对海洋环境影响的研究

疏浚工程对碣石湾环境影响评价研究

改性提高生物降解材料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)耐撕裂性的研究

共聚物橡胶的结构性能分析及其物理特性的'分子模拟

半纤维素基温敏性水凝胶的制备与性能研究

基于危险率分析的风浪参数联合设计标准研究

深水采油管柱在地震荷载作用下的动力响应

导管架平台结构整体安全水平分析与标定

采油螺杆泵光杆扭矩和轴向力集成传感器的研究

随钻地层压力测量装置的设计与仿真研究

石油钻进工程中竖直井钻柱振动问题的ANSYS模拟计算与分析

微介孔复合炭膜的制备及其性能研究

中国石油山东天然气管网工程可行性研究

化学反应放热失控安全泄放设计及评估技术研究

H型垂直轴风力发电机组支承塔架的结构选型和受力性能研究

天然气涡旋压缩机增压装置供油系统压力和流量的优化控制

烃类厌氧降解过程中互营细菌的分布特征和系统发育研究

中石油南美地区工程项目冲突管理研究

面向吊装工程的履带起重机站位优化研究

多尺度三维地质对象可视化关键技术研究与实现