呂鵬
（烏魯木齊工務機（jī）械段）
摘 要：簡述（shù）大型養路機械液壓（yā）係統的組成、液壓油的（de）粘度（dù）等級（jí）分類標準，依據中國鐵路總（zǒng）公司4種搗固（gù）車的檢修規則，結合本單位（wèi）大型養路機械的實際運用狀況，重點闡述液壓油的鐵譜、光譜分析監測方法及液壓油的汙染危害、汙染原因、汙染預防措（cuò）施，在大型養路機械液（yè）壓係統檢（jiǎn）修中進行（háng）有益的探索與實踐，減少維（wéi）修成本及故障停時，從而有效降低大型養路機械發生嚴重機械事故的風險。
關鍵詞：液壓油；汙染；危害；預防
1 概述
我國在上世紀80年代初期（qī），為適應鐵路（lù）運量不斷增長，鐵路高速（sù）、重載及運行（háng）舒適化的要求，破解線（xiàn）路修理與安全行車日益突出的矛（máo）盾，不斷提高線路養護的效率及（jí）作業質量，從奧地利普拉賽與陶依爾（Plasser&Theure）公司陸續引進了不同（tóng）車型的大型養路機（jī）械（以（yǐ）下簡稱（chēng）：大機）。上世紀90年代又引進了多種車型的生產技術，不斷進（jìn）行消化吸（xī）收，逐步實（shí）行國產化生產。大機在生產（chǎn）過程中大量使用現代化的新技術（shù），如計算機技術、自動化控製、激光（guāng）、紅外線、光（guāng）電液（yè）壓技術（shù）等，是機、電、液（yè）、氣高度一體化（huà）的高技術裝備，逐步趨向於大型化、高效化、網絡化方（fāng）向發展。
我（wǒ）局於上世紀80年代末開始使用大機，經（jīng）過不（bú）斷地摸索與實踐，各種車型的大（dà）機在我局工務係統大量使用（yòng）。由於我局管（guǎn）內自然環境惡劣，鐵路線路經過的區（qū）域大（dà）多以戈壁或（huò）半戈壁地貌為主，夏季酷暑（shǔ）、冬季嚴寒、日夜（yè）溫差大、紫（zǐ）外線照射強烈、春秋季節沙塵暴頻發，其中哈密工務段、烏魯（lǔ）木（mù）齊工務段、阿克（kè）蘇工務段管轄（xiá）內，多個線路（lù）車間處於百裏（lǐ）風區、三十裏風口等地段，每年將近有多半年時（shí）間刮風作業環境惡劣。液壓係（xì）統的搗固裝（zhuāng）置、起撥（bō）道裝（zhuāng）置、夯拍裝置等液壓係統執行機構在作業過程中承受劇烈振動、衝（chōng）擊，這些都對大機液（yè）壓係統的檢修（xiū）、維護、保養提出嚴格（gé）的要（yào）求。
經過（guò）對我局近年各單位（wèi）大機故障信息數據的匯總、統計、分析，查閱大量（liàng）的技（jì）術文獻、資料，分析數據顯示大機故障約70％是由液壓係（xì）統（tǒng）造成的，進一步分解故（gù）障現象及原因後，統（tǒng）計結果顯示，液壓係統近75％的故障是液壓油受汙染引起的。因此保證（zhèng）液壓（yā）油清潔，減少液壓係統的汙染，可以有效降低液壓係統故障，從而降低大機整車的（de）故障率，對大型（xíng）機械的運用（yòng）管理有著重要意義。
2 大機液壓係統的組成
大機液壓係統（tǒng）主要（yào）由動力元件、控製元件、執行元件、輔（fǔ）助（zhù）元件和液（yè）壓油等5部分組成，具有結構簡單、布（bù）局緊湊、體積小、反應（yīng）靈敏、無極調速、過載保護（hù）等優點。搗（dǎo）固（gù）車高速液力走行、作業液壓走行、作業裝置采用異步夾（jiá）持（chí）工作原理，這些都是液壓係統在大機運用過程中的應用典範（fàn）。
液壓油是液壓係統傳（chuán）遞能量的工作介（jiè）質，液壓油還能（néng）把係統中產生的熱量帶走，通過散熱器傳到大氣中，帶有自潤滑性質，滿足液壓係統各機構的潤（rùn）滑要求。優良的液壓油應具（jù）備良好的潤滑性、抗磨性、散熱性、粘溫性和化學穩定性等（děng）。
3 液壓油的（de）黏度選擇標準
液壓油主（zhǔ）要采（cǎi）用石油基（jī）礦物油，根據使用要求可（kě）以在基（jī）礎油（yóu）中添加化學添加（jiā）劑來改善油品的性能，例如耐壓添加劑、防鏽（xiù）蝕添加劑（jì）等，品種較多，性能各異。液壓油應有較好的黏溫特性、質量純淨、雜（zá）質少，對金屬及橡膠的（de）腐蝕性小，不易氧化，對人體無害；環境溫度高時，閃（shǎn）點要高，環境溫度低時，凝點要（yào）低；應具有良好地抗乳化性和消（xiāo）泡性。
液壓油的黏度選擇主要取決（jué）係統（tǒng）的（de）工作（zuò）溫度和（hé）所用泵馬達的類型（xíng）。主要是液壓油的黏度（dù）對溫度的變（biàn）化很敏（mǐn）感，要求液壓油在溫度高時不要太稀，溫度低時不要太黏稠。黏（nián）度選得大，液壓損失大（dà），係統效率低，油泵吸（xī）油困難；黏（nián）度（dù）太小，油泵內滲漏量大，容積損失增大，同樣會使係統效率下降。經過多年的使用及現場驗證，我局管內各單位目前普遍使用N46號低凝點抗磨液壓油，基本可以滿足大機（jī）在-10~40℃之間正常使用。
4 油（yóu）液監測、性能分析
隨著科技水（shuǐ）平的不斷提高，在二次大戰後，油樣檢測技術Z早在航天領域進行，後期在70年代逐步應（yīng）用到工業設備的隱蔽（bì）設備性能判定，例如發動機、齒輪箱、液壓馬達、液壓泵等不（bú）便拆解設備內部技術狀態的評定。
大機液（yè）壓油性能檢測技（jì）術，早期主要采用顆粒計數法（fǎ）、顆粒（lì）重量法監測方法來（lái）檢測油液汙染程度。隨（suí）著電子技術的不斷（duàn）進（jìn）步，鐵譜分析、光譜分析技術（shù）逐漸應用到大機的油液汙（wū）染度判定（dìng）工作中，並且相互驗證，通過油樣化驗分析，對5種特征元素進行光譜定性分析（xī），包括Al，Cu，Pb，Si，Mo，結合（hé）這（zhè）5種特性元素在油樣中所占的比例，推（tuī）斷出相應的判定（dìng）標準，形成不同油樣的光（guāng）譜分析判（pàn）斷標準，將標準對照油樣化驗結果，可以快速判斷全車各係統的油液狀態，從而達到判斷整個係統的技術狀況目的，較鐵譜分析準確（què）性（xìng）更高。圖1、圖2分別顯示送（sòng）檢油（yóu）樣中（zhōng），鐵的疲勞磨（mó）粒、切削磨粒、正常磨粒、疲（pí）勞磨粒（lì）、暗金屬氧化物形狀（zhuàng）。
2013年12月8日，中國鐵（tiě）路總公司下發了鐵（tiě）總運（2013）167號《DC-32K搗固車檢修（xiū）規則》等多（duō）項大機（jī）檢修規（guī）則，對各類車（chē）型大機的液壓係統提出檢修要求：日常檢查保養時要求操（cāo）作人員在每日（rì）施工期間進行，檢（jiǎn）查液壓（yā）油箱油位在限度範圍以內，油液不足（zú）時應用濾芯精度不低（dī）於10μm的濾油機補充同一廠家相同牌號的液壓油。每6個月進行1次定期（qī）檢（jiǎn）查，取樣化驗液壓油的汙染程度和理化性能指標，包括40℃運動黏度變化率（lǜ）、水分、酸值、清潔（jié）度等級，更換不符合要求的液（yè）壓油，換油時使用精密濾油機（jī），同時更換各濾芯。
5 液（yè）壓油汙染危害
液壓係統的汙染是指係統油液（yè）中沾染了係統不需要的（de），對係統功能、壽命和可靠性有害（hài）的物質和能量。液壓係統（tǒng）中常見（jiàn）的汙（wū）染物質有各種金屬固體顆粒、磨粒、水分、氣體、化學溶劑等；常見的汙（wū）染能量有：熱能、機械振動、靜（jìng）電場、磁場等。大機的液壓油汙染後，一個重要指標特性——黏度將會顯著降低，同時（shí）液壓油的潤滑性能也降低。
液壓油的汙染（rǎn）顆粒會加劇液壓係統（tǒng）中液壓閥閥芯的磨損（sǔn），或造（zào）成（chéng）閥芯卡死，節流孔（kǒng）或阻尼孔堵塞，使液壓閥性能變壞，動作不良（liáng）。例如伺服閥（fá）工作時，因為極為細小的汙染顆粒（lì）就會（huì）使閥芯（xīn）與閥座之間的摩擦力增加，從而使遲滯（zhì）增加，動作（zuò）不力，影響生（shēng）產、作業質量。液壓油中的水分會侵蝕金屬，使油液乳化、變質，有可能使（shǐ）金屬間隙產生鏽（xiù）蝕，加快金屬部件的（de）磨損，使（shǐ）機械部件動作不良，動力部件動作產生爬行，降低液壓元件的壽命，影響作業的質（zhì）量和進度。
我局管內阿克（kè）蘇工務段（duàn）配屬（shǔ）的DC-32ⅡK型搗固車，在2008年3月發生液（yè）壓係統油液汙染，造成嚴重機械事故和停時；2010年（nián）哈密工務段配屬的DC-32ⅡK型搗固車，發生液壓係統油液汙染，由於及時進行了（le）光譜、鐵譜（pǔ）檢測，分析了汙染程度（dù），更換了全部（bù）液壓油、濾芯及故障原件，未構成嚴重機械事故。
這些（xiē）汙染物（wù）中固體顆粒汙染物，特別是金屬顆粒侵入係統油液（yè）的（de）可能性（xìng）Z大，對係統油液的危害也（yě）Z大，所以固體顆粒汙染物是汙染控製的主要對象，其次應著重控製（zhì）水分、空（kōng）氣和熱能的汙染。所以（yǐ）液壓係統的汙染程（chéng）度決定著液壓元件乃至整台（tái）大機的使用（yòng）壽命。
6 液壓油汙染原因
液壓係統元件很多，其中一（yī）部分較為精密並且比較（jiào）常用，例如液壓泵、液壓馬（mǎ）達、液壓閥（fá）及其組（zǔ）件；還有一些比（bǐ）較直觀的，例如工作油缸、液壓（yā）油管、液壓開關（guān）等。這些元件需要安裝在液壓係統中參與機械的（de）運轉，它（tā）們在生產、保存、運輸、安裝過程中受到的汙染成為液（yè）壓油汙染源之（zhī）一。
（1）現場更換、修理液壓元件、閥件、油管、各類接頭時，由於現場環境差，粉塵、灰沙、空氣、水（shuǐ）分（fèn）容易侵入液壓油中，人員素質、意識存在（zài）差距，技術水平達（dá）不到要求，汙染防範措施不（bú）力，導致外界汙染隨著以（yǐ）上工作侵入液壓係統（tǒng），造成液壓係統液壓油及其他部件受到固體顆粒、水、空氣、纖維等汙染。
（2）液壓係統在正（zhèng）常的工作中，運動部件運動頻繁，金屬（shǔ）部件和密封部件相互磨損（sǔn），濾清器上的（de）顆粒、纖維脫落也（yě）會造成液壓油的汙染。
（3）由於機械裝置常年在工作環（huán）境比較差的現場作業，係統內（nèi）部與外界環（huán）境接觸的部分（如油缸中往複運動的活塞杆）也極易把外界的汙染物帶入油液，其他如（rú）膠（jiāo）管接（jiē）頭、液壓油箱、空氣濾芯等部位在工作過程中（zhōng）的吸入動作、破損部位均可能（néng）給液壓油帶（dài）來汙（wū）染。
（4）新購買的液壓油質量不好，或在現（xiàn）場補充液壓油時不注（zhù）意（yì）加油裝（zhuāng）置的清（qīng）潔，沒有按要求（qiú）使用精濾機加注液壓油，都（dōu）會將汙染物帶入液壓係統（tǒng），造成液壓油的汙染。
7 防治措施（shī）
首先，應根據液壓係統的溫度以（yǐ）及相應的（de）環境溫度正確選（xuǎn）擇液（yè）壓油的牌號，使它具有較（jiào）好（hǎo）的黏溫特性及良好的抗氧化、抗乳化（huà）等特性，新油、舊油不能混（hún）用，更不能把不（bú）同牌號的液壓油（yóu）混用；其（qí）次，應建立液壓油更換檔案（àn），定（dìng）期每6個月對油液進行一次取樣（yàng）化驗，長期監測液（yè）壓油的理化性（xìng）能指標。具體措施如下：
（1）大機新（xīn）投入運用時，在磨合期結束後，要在熱車狀態下全部更換液壓油、各（gè）部濾清器。
這（zhè）樣能把係統（tǒng）在加工、生（shēng）產過程中產生的（de）汙垢顆粒和（hé）部件磨合階段產生的碎（suì）屑帶走、清洗幹淨，使液（yè）壓係統有一個（gè）良好的工作開端。
大機工作時，嚴格控製（zhì）液壓係統溫（wēn）度（dù）。大機在站（zhàn）場、隧道內（nèi）、路塹內持續工作時，由於空氣流通不暢、環境（jìng）溫度高、液壓油散熱器狀況不良等因素，造成（chéng）液壓油溫度升高、黏度下降，會加快液壓油（yóu）氧化變質、密封件和油封加速（sù）老化、導致整個（gè）液壓係（xì）統潤滑及散熱不良，磨損急劇增加，產生各種生成物，嚴重想影響液壓係統的可靠性及液壓原件的使用（yòng）壽命。建議搗固車作業時溫度控製（zhì）的65℃以（yǐ）下，液壓油Z高（gāo）溫度不超過80℃，液壓油散熱器在設計時，設定（dìng）液壓油溫度高於40℃時（shí）自（zì）動開始工作，避免液壓係統過載（zǎi）。
（2）大（dà）機轉場運輸時（shí），要（yào）有防汙染措施。檢查（chá）液壓油油箱蓋及各液（yè）壓係統濾芯及連接部位有無泄漏狀況。保養過程中拆開液壓係統元件時，要（yào）先進行（háng）徹底清潔（jié）後方可拆開（kāi），並且需要避免揚塵和風沙。
（3）大機維（wéi）修液壓元件及管路時，盡可能減少與汙染的空氣接（jiē）觸，特別是在（zài）大風、揚塵、揚沙等（děng）惡劣天氣條件下（xià）進（jìn）行此類工作。液（yè）壓元件在組裝前須用煤油、汽油以（yǐ）及相同牌號的液壓油進行清洗，用高壓（yā）風吹幹，避免纖維、灰塵、金屬屑、水分等散落（luò）入液壓係統造成人為汙染。已裝配完的液壓組件暫不進行組裝時，應用塞子（zǐ）封堵油口。尤其對於新（xīn）加工的液（yè）壓鋼（gāng）管，一（yī）定要徹底清洗鋼管內部的汙垢和鏽蝕，避免金屬顆粒物進入液壓係統。
8 結束語
大機的日常維（wéi）護保養和定期保養過程中，液壓係統（tǒng）的維護工作量占較大的比重，直接關係到大（dà）機的整體技術（shù）性能指標，通（tōng）過液壓油的檢測和采取相應的汙（wū）染措（cuò）施，可以較早發現液壓係統各部件的非正常磨損，及時采取措施，避免發生嚴重的機械事故（gù）。
各運用單（dān）位需要專門建立“油樣監測單車技術檔案”，運用鐵譜、光譜（pǔ）、顆粒計數的汙染度分析技術，與相關試驗台和其他檢測（cè）設備相互配合，定期監測每台大機液壓係統的運用狀況。針對新疆多風沙的特點，建議液壓油使用時間Z好不要超過一（yī）年（nián）半。
以上是本（běn）人結合現場實際工作經驗，針對大機液壓係統汙染存（cún）在（zài）的（de）一些問題，如何有效（xiào）減少大型養路機（jī）械的液壓係統（tǒng）故障和停機發生頻率進（jìn）行的（de）原因分析及解決途徑探討，希望能提高現場作業人員對（duì）液（yè）壓油重要性的認識，杜絕現場一些不規範的保養及檢修行為，對提高大機的（de）運用效率以及使用安全（quán）性、可靠性具有一定的指導作用（yòng）。
（來源：大型養（yǎng）路機械）
