聚酯型难燃液压油老化的影响因素

刘 雨

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司 河北唐山）

聚酯型难燃液压油耐高温性良好，广泛应用在钢铁、煤炭、化工和水泥等工业领域，其基础油主要成分为多元醇及脂肪酸反应生成的多元醇酯。聚酯型难燃液压油一般在高温下工作，其老化速度较快，据部分统计，在45～50℃、20～30 MPa压力工况下，46#～68#难燃液压油的寿命约为1～2年。老化速度过快，不但给设备运行增加了成本，也对生产节奏产生一定影响，为此有必要探究聚酯型难燃液压油的老化因素。下面以首钢京唐公司某连铸机组使用的46#难燃液压油的老化情况进行说明。

一、试验

为分析温度及水含量对聚酯型难燃液压油酸值增加速度的影响，进行如下数据跟踪：1#液压站运行温度在42℃左右，2#液压站运行温度在51℃左右。试验条件：工作压力29 MPa，油品牌号46#难燃液压油，样本量24本。利用检修时间，同时对两个液压站更换新油。除运行温度及受环境影响产生的油品含水量不一致外，两台液压站的运行工况完全相同。每周跟踪测量1次酸值增加值及运行温度，数据记录见表1。

2.数据分析

利用MINITAB软件对上述数据进行多元回归分析，结果见表2，可见在95%置信度水平下，温度、时间、水含量均为显著因子（P＜0.05），回归系数为88.9%，对其进行残差正态性分析，P=0.157，模型有效，残差分析见图1。回归拟合方程C=-0.272+0.00687t+0.00119s+0.00290T，其中C——酸值增加量，t——温度，℃，42＜t＜52，s——水含量，1×10-6T——时间，T＜12周。回归拟合方程显示，酸值增加速度随时间、温度、水含量的增高，均呈现增大趋势，表明在系统温度、水含量一定情况下，油品老化是一个加速过程。适当降低油品水含量及运行温度，油品老化速度明显降低，但总体仍呈现增高趋势（C＞0）。因此，液压系统在运行过程中，延缓油品老化的有效途径是控制运行温度及水含量。

二、改善措施

1.控制运行温度

液压油是由几十种乃至上百种烃类物质构成的混合物，其中烃类物质的种类分布、饱和度，抗氧添加剂的含量及类型等因素均会影响油品的抗氧化性。但是，从化学反应动力学的角度分析，温度升高一般会加速反应的进行（反应速率常数一般随温度、增加而增加）。油品的老化是由若干个复杂的化学变化组成的，其速度必定受温度影响。

表1 试验跟踪数据

表2 数据分析结果

图1 数据残差分析

液压系统在运行过程中，由于自身部件的摩擦，油品被压缩（虽然数量级很小）以及外界环境传热都会导致油品本身内能的增加，表现为温度升高。过高的系统运行温度会直接导致油品加速老化。改善措施主要有，改造管路路由，远离高温区域，液压站加装空调，加大换热器面积等。

2.控制水含量

液压系统进水的途径：①执行元件带入；②通过油箱顶部滤清器进入；③换热器泄漏。水分在液压系统运行过程中十分有害，会直接导致油品老化，产生凝胶和低分子酸，尤其是当水与气泡同时存在情况下，气泡在高压作用下，会瞬间升至几百摄氏度的高温，引起水分气化，高温下的水蒸气与油品接触会引起油品剧烈氧化，产生的酸性物质又会促进油的进一步氧化，形成链式反应，导致油品粘度急剧变化，酸值升高，产生凝胶，树脂等有害物质，威胁系统安全运行。对于水含量的控制，除了控制好上述3种进水途径外，另外一个有效方法就是油品定期养护，也就是进行定期脱水处理。由于液压油对于水含量要求较高，一般进行真空脱水，对于油膜轴承油，齿轮油等大黏度油品，可进行离心脱水。

3.控制金属颗粒物

在油品老化过程中，金属颗粒物一般起到催化作用，尤其是铜颗粒对油品老化的催化作用最为明显，其次是铁、镍、铝等金属元素。金属颗粒越小，比表面积就越大，催化作用越明显。因此有必要对油品进行定期过滤。油品的铁谱分析也显得尤为重要。