一、基本概念
润滑油清洁度也叫颗粒污染度、NAS等级。是指通过检测油液中污染粒子的数量、大小分布来评价油液的被污染的程度。
二、监测的意义
润滑油在生产、运输、存储以及使用过程中,不可避免的会受到污染、老化降解。进行污染控制的目的是最大限度地保持油液的清洁,从而延长设备和润滑油的使用周期。
三、分析方法
测定方法有自动颗粒计数法和显微镜测定法;测定标准有:DL/T 432(自动颗粒计数法和显微镜测定法)、ISO-11500(自动颗粒计数法)、 ISO 4407(显微镜测定法)等;分级方法有NAS 1638(显微镜测定法和称重法)、SAE 4059F(自动颗粒计数法和显微镜测定法) 、ISO 4406、GB/T 14039等。
(一)、自动颗粒计数器
依据遮光原理来测定油的颗粒污染度。当油样通过传感器时,油中颗粒会产生遮光,不同尺寸颗粒产生的遮光不同,转换器将所产生的遮光信号转换为电脉冲信号,再划分到标准设置好的颗粒度尺寸范围内并计数。
按颗粒物的大小,将每毫升油液中的颗粒物分为三个等级,并用三个数字来表示:
- 第一个数字代表颗粒尺寸≥4μm(c)的颗粒数;
- 第二个数字代表颗粒尺寸≥6μm(c)的颗粒数;
- 第三个数字代表颗粒尺寸≥14μm(c)的颗粒数;
(c)表示使用的方法是自动颗粒计数法(Count)
(二)、显微镜对比法
用电子显微镜观察并记录油液中>5μm和>15μm颗粒物的数量(相当于自动颗粒计数器计数的6 μm和>14μm)。缺点是:此方法为人工计数,耗时并且很依赖于操作者的经验。优点是:可以排除气泡对计数的影响,较自动颗粒计数器准确。
(三)、结果表示
由于油液中颗粒污染物的数量很大,不方便记忆,GB/T 14039《液压油固体颗粒污染等级代号》参照ISO 4406、SAE AS 4059,将油液中颗粒污染数量分为若干个等级,见下图,将每毫升颗粒数在2500-5000的数字用代码19表示、1300-2500的数字用18表示……,每个代码等级颗粒物数量是上一代码等级的2倍。
注:ISO 4406和SAE 4059标准是按照100ml计量的,GB15039是按照1ml计数的,代码对应关系不变。
(三)、结果换算
现在部分工程师仍然习惯用NAS等级表示润滑油的清洁度。NAS等级与ISO4406代码不能直接换算,因为:ISO 4406用 ≥4μm、≥6μm 、≥14μm或>5μm、>15μm数字表示;NAS 1638 是分段计数的,5~15μm、15~25μ m、25~50μ m 、50~100μ m 、>100μ m 。SAE 4059包括了这两个标准。但是根据经验和设备运行使用情况,可做如下简单换算。
- 21/17/14可以换算为NAS 8级,理由是:工程实际应用表明,对摩擦副影响最大的是6-14μm的颗粒;小于6μm颗粒进入摩擦副影响不大;大于14μm颗粒不能进入摩擦副,所以影响也不大。为方便记忆,直接用中间一个数字减9即可,即:17-9=8。
- -/17/14 前面的“-”表示4μm的不用考虑;
- */17/14 前面的“*”表示4μm的太多,无法计量。
四、评定标准
4.1 新油指标
不同行业新由清洁度差别比较大,详见润滑油产品标准。
4.2 运行维护指标/报警指标
详见工业用油运行指标。
4.3 换油指标
不同油品换油指标存在较大差异,液压油和润滑油可参考下表,详细参考各类油品的换油标准。
五、变化的原因
- 新建/检修系统时,未彻底清理干净:油箱、泵、管路、驱动机构/润滑部件,举例:PSA管路现场焊接;
- 系统使用过程中产生的:运动部件磨损、润滑油讲解;
- 外界污染:加油过程、尘杂环境。举例:磨煤机。
六、治理措施
- 定位和消除微粒来源。
- 检查油中是否含有不溶性和磨损金属。
- 通过过滤或离心或两者一起清洗系统油。
七、相关知识点
NAS1638是分段计数的,有多个尺寸段。由于实际油液各尺寸段的污染程度不可能相同,因此被测油样的污染度按其中的最高等级来定。这会引起一个问题。例如,测出的5~15μm的污染度可能是4级,15~25μm颗粒的污染度可能是6级,25~50μm可能是5级,而50~100μm颗粒的污染度可能是8级,这时数据就很难处理,往往使得概念不清。如果保守的话,就会按照规定判定为8级,认为系统很脏。而事实上,新的磨损理论表明只有尺寸与部件运动间隙相当的颗粒才会引起严重的磨损,也就是说5~15μm的颗粒危害最大,而50~100μm由于无法进入运动间隙,对磨损的影响却不大。