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关于油液污染度在线检测研究

摘要:通过对液压设备进行分析,确定了油液污染度在线检测的系统方震,提出了在不改变原有液压设备管路的基础之上,通过添加在线颗粒测量分析仪,实现液压系统油液污染度在线检测功能,同时总结了液压系统油液在线检测的发展趋势。
 
关键词:液压系统油液污染物在线检测发展趋势
 
0引言
    近年来由于油液污染导致飞机液压系统失效,已发生多起飞行等级事故、飞行事故征候和地面试车故障,严重危及飞行安全。有数据表明,因油液污染造成的事故占整个飞机液压事故的80%以上,为保障飞机液压系统和部附件产品的灵敏、稳定和可靠性工作,提高产品使用寿合,降低产品故障率,需要对液压系统的油液进行有效的防污染控制,作为航修企业油液污染已经严重制约着我们的发展。
    对油液实施在线检测,分析固体污染物颗粒的污染程度,完成液压产品试验设备状态检测和良性管理,是实现装备可靠性维修的必然途径,意义十分重大。
1油液污染度的介绍
    了解不同液压设备对油液污染度等级要求,分析油液污染度的检测方法,为建立液压系统在线检测装置奠定了理论基础。
1.1油液污染度的等级划定
    按照GJB420B标准将油液中固体污染物按尺寸、颗粒数、分布为基础划分为15个等级油液污染度等级是按(B~E)尺寸100mI油液中颗粒数最高等级确定固体污染物等级,又根据液压系统产品的不同,对设备污染度要求不一样,电液伺服阀、舵机类产品要求设备油液污染度不大于6级;助力器要求设备油液污染度不大于7级。
1.2油液污染度的检测方法
    目前可用于油液污染度检测的方法包括:称重法、显微镜计数法、光测法、电测法、超声波法、淤积法、分析比较法、目测法,种类比较繁多,但是各有优缺点。目前应用比较多的是光测法、电测法、超声波法、淤积法。利用光、电、超声波在污染度不同的油液中传导性能的差异,可以在线识别、区分油液中的颗粒类型、尺寸,从而确定油液污染度。
    检测又可分为离线检测和在线检测两种方式,离线检测目前应用比较广泛,但是离线检测有时间滑后性,不能及时反映设备(产品)的油液污染情况:油液在取样测试的中间过程容易受到二次污染,可控程度不高,对采集的油样结果会造成信息失真,不能准确反映油液的污染程度:离线检测受操作人员的经验和水平影响比较大,而在线检测就可以克服这些问题,在线检测是指在设备(产品)处于正常工作状态时,对工作介质进行采样,实时、动态的检测,可以及时准确获取被检测对象的状态信息,由于在线检测是将油液检测设备直接安装在液压系统管路或油箱上,减少了取样、化验等过程,避免了在检测过程对油液的附加污染,因此检测速度快,检测数据也更能反映油液的真实污染程度,为及时地根据油液的污染状况,做出相应的防控措施提供了依据。
2在线检测方案的设计
    通过对液压设备和原有检测方式的技术分析,设计了在线检测系统的整体方案。
2.1采样点的选择
    对于在线检测设备采样点的选择有两个原则:
    一、选在液压设备的紊流区,在紊流状态下,油液呈现激烈的搅动,可以使油液中污染物充分悬浮并分布均匀,保证在线检测结果的准确性。
    二、采样点应选在易操作的系统管路上,便于对设备的维护和清洁。将在线检测设备进油口装在系统进油滤的下端,出油口装在系统回油滤的上端,保证既能检测液压系统油液污染度,也能检测进入产品内部油液的污染度。
2.2水分和空气对在线检测的影响
    颗粒测量分析仪对气泡和固体颗粒物同样敏感,设备运行过程中,系统管路会有一定量的气泡产生,对检测结果造成一定的影响:和气泡一样,油液中的悬浮微粒水珠会对检测结果带来很大误差,通过检查油液外观,发现油液浑浊,无法恢复澄清,则判断油液中水分过大。因此在检测前选择多功能油液净化机对气泡和水分进行排除。
    油液净化机采用适度真空产生物质转移的原理,结合设计独特的立体蒸发技术,可以快速去除油液中固体颗粒物、溶解水、游离态水及气体等污染物。该设备通过真空泵对油箱抽真空,在液压设备的排油口建立一个负压差,将受污染的油液从油箱中抽出,油液进入净油箱利用真空泵对净油箱的油液抽真空,利用加热电机对油液进行加热,通过空气滤清器和油水分离器可以将油液中的水和空气析出,降低油中水和空气的含量。将过滤后油液通过切换工作模式切换电磁阀,实现真空加注。
2.3压力和流量对在线检测的影响
    液压系统处于运行状态,压力一般在21MPa左右。需要在油路和在线检测设备之间添加减压阀,使压力满足在线检测装置的要求,但是减压装置不应改变固体颗粒物的分布状况。在采样管路有压力的情况下,添加在线流量控制装置,保证流量满足在线监测装置的流量要求。
3在线检测装置的实施
    对于液压系统产品的实验设备来说,油液的在线检测要求能做到自动清洗、自动取样自动测试、数据采集分析处理等环节,具有数据显示、存储、查询、打印以及油液污染度超过上限报警等功能。
3.1在线检测装置的选择
    对于液压系统设备在线检测选用高精度的颗粒测量分析仪,用于液压系统固体颗粒物含量的检测,检测范围为1-150μm,系统中装有32通道计数器和激光颗粒传感器,采用的是无可比拟的激光技术,具有高精确度、精密性和可重复性的优点。工作原理是激光通过扫描油液,油中污染物颗粒会遮挡激光,一个固态光电二极管探测光会减弱,产生一个与固体颗粒尺寸大小成比例的电脉冲,通过测量电平的变化频率,计算颗粒的数目:电平变化的幅。
    值来检测颗粒大小,根据所需颗粒尺寸的阔值,由小到大设置32个通道的参数,可以测量不同范围的固体颗粒。箱体内部装有自吸泵,泵的流量为20ml/min,这就要调节流量控制装置控制流量,拥有报警功能,根据GJB420B标准可以设定各通道的上下限报警等级,当被测油液超标时,可以进行报警提示。
3.2在线检测的测试过程
    仪器的每一次检测都可分为四部分:
    (一)检测之前,首先打开液压系统设备进行设备油液循环5min,让油液中的颗粒污染物充分悬浮起来。观察油液是否有肉眼可见杂质、气泡或油液是否浑浊。若浑浊,开启油液净化机对油液进行脱水除气。
    (二)开启检测装置上的旁路冲洗调节钮,用待检测油液对传感器进行冲洗,每一次的冲洗量不低于250ml,冲洗次数和冲洗容量可以根据实际情况设定
    (三)冲洗结束后,开始进行测量,设定计数前容积为20ml,测量容积为10ml:测量模式设定为自动测量,循环时间3min,循环次数2次
    (四)测量完毕后,对测量结果进行储存、打印,也可以通过R5232串行口将设备与示波器连接,通过输出电压的变化,观察油液中颗粒的变化情况
3.3在线检测装置的标定
    在线检测装置使用一段时间需要进行标定,标定有两种方式:一、每年进行一次,由国家一级计量站对设备进行标定,看是否满足GJB420B中对固体颗粒污染度的要求:二、单位自行校验,每半个月校验一次,校验时选择两台相同的在线检测装置,先用250ml石油醚清洗液对设备进行冲洗。冲洗完以后选择标准油液进行校准,两台油液检测装置对同一份标准样液进行2~3次重复性检测,如果检测数据相似性、重复性比较好,据此则说明合格:如果不同,则需要对设备进行维护。
4结束语
    这套设备在保证设备运行正常化和装备修理可靠性的前提下,能够实现对液压系统油液进行实时检测,完成油液中水、气的过滤净化,与之前的离线检测方式相比具有明显的优势,大大的提高了生产效率。通过与液压系统本身的一些参数(压力、温度、流量)相结合,对液压系统进行综合测评,可以为整个系统的状态评估、维修决策、剩余寿命预测提供依据,也为装备的修理奠定了基础。油液的温度和粘度参数也会对在线检测结果造成一定影响,还需要进一步的实验和改进。
    随着科学的进步,计算机技术、图像处理技术、模式识别技术、传感器技术在不断地提高,未来油液污染度在线检测技术会向着智能化、精确化、集成化、标准化的方向发展。智能化不但能够实現油液在线检测的自动化,还能进行远程操控,把人从工作现场解放出来传感器测量精度的提高、算法的优化,都会提高油液检测的精度和准确度。目前,油液在线检测技术应用还不成熟,随着在线检测技术的发展,会有一系列的标准将其规范化。
日期:2019-6-16 阅读:447次
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