液压系统油液污染对系统的危害有哪些?
1 液压系统油液污染物的分类
液压系统油液污染物,按其类型可分为固体、液体和气体三种形式。固体颗粒主要由剥落物、胶质、
金属粉末、空气中带来的粉尘、砂子、研磨粉、沉积物和纤维等组成。液体污染物主要指水分、清洗液
及其他种类的油液。气体污染物则主要指空气。
2 液压系统油液污染物的来源
液压系统的污染源主要有固有污染物、外部侵入污染物和内部生成污染物。
2.1 固有污染物
固有污染物是指系统或附件在制造、装配过程中遗留在系统或附件内部及新油内的污染物。使用前
未经清洗或虽经清洗,但未清洗干净而残留下来,造成液压油污染。由于液压元件在出厂或装机前都经
过必要的清洗和检验,所以这种情况虽然无法避免,但是可以降到最低。
2.2 外部侵入污染物
外部侵入污染物主要是指环境中的污染物(空气、尘埃、水滴等)通过一切可能的侵入点侵入系统,
造成液压油污染。
飞机一般工作在非常恶劣的环境中,而液压系统却有许多重要部分与外界接触,这些部位往往都没
有保护措施或阻隔以消除或减少周围环境与系统油液之间的相互影响。在使用过程中,许多污染物会通
过外露的往复运动液压元件(活塞杆等)、油箱的进气孔和注油孔等进入液压油;或者由于维护过程中
的拆卸和安装不当,造成液压油的污染。
造成空气侵入的原因主要有以下几个方面:一是吸油管或泵入口密封不良而吸入空气。二是由于泄
漏而造成油箱液面下降,滤网部分外露,泵在吸油的同时吸入大量的空气(飞机Ⅰ型液压系统)。三是由
于吸油管路通径小、有堵塞或入口区预置压力小等原因,造成液压泵补给不足,在泵的入口区形成一定
的真空度,使原溶于油中的空气分离出来。四是当系统停止工作时,局部漏油形成真空,外部气体受大
气压的作用从密封不严处侵入。五是飞机在进行应急操作试验(如应急放起落架)时进入系统的压缩空气
没有放干净。
2.3 内部生成污染物
主要是由内部磨损和油质劣化而生成的固体颗粒。这些颗粒在磨损过程中被加工硬化,一般比原来
的金属基体表面硬,这种颗粒在系统中会造成磨损连锁反应。它包括:液压泵、液压阀等元件正常磨损
所产生的金属微粒,橡胶密封件磨损或破坏所形成的橡胶颗粒,过滤器的滤芯和胶管破坏等产生的脱落
物,剥落的油漆或涂料碎渣,液压油氧化后所形成的胶状沉淀物及液压油中的水电化学反应所引起的金
属锈蚀等。
3 液压系统油液污染的危害
液压系统油液污染后,极易造成液压系统的失效,从失效形式上可分为三种:突发性失效、间歇性
失效、退化性失效。但无论何种失效形式都给飞行安全造成极大的隐患。
3.1 突发性失效
液压元件中进入了一个大颗粒污染物,使相对运动零部件卡死,从而引起突发性失效。例如颗粒使
液压泵转子卡在转子槽内、使电磁阀芯不能完全关闭或打开、使滑阀的控制节流孔被堵住等等,这些均
会使得液压元件突然失去工作效能。
3.2 间歇性失效
间歇性失效是由液压油中的颗粒污染物妨碍了阀座的正确归位所致。例如,如果阀座很硬,使颗粒
不能嵌入其阀座,则当阀口再次打开时该颗粒可能被冲走,以后另一个颗粒可能再次阻碍该阀座的完全
关闭然后再被冲走,于是出现了一种液压元件工作时好时坏的现象。
3.3 退化性失效
退化性失效是液压元件长期受磨粒磨损、腐蚀、气蚀、混气、冲刷磨损或表面疲劳的结果。以上每
一种都会使元件降低其效率或精度,最终结果导致液压元件的突发失效。例如:泵的运动零件间的间隙
增大,使颗粒杂质很容易嵌入间隙中,最终造成卡死。
4 液压系统油液污染的防控措施
飞机污染度验收水平和控制水平决定于飞机设计要求、系统抗污染特性、系统可靠性及维护性要求、
系统性能要求、系统制造工艺水平以及飞机全寿命费用等因素。在飞机投入现役后,它的污染度验收水
平和控制水平已经确定,因此,下面仅就飞机大修过程中液压系统油液污染的防控措施做出一些经验总
结。飞机维护过程中油液污染的控制方法也可参照下面的一些经验进行。(飞机液压系统污染度验收水平
指飞机交付时液压系统固体污染度的极限水平;飞机液压系统污染度控制水平指飞机在服役期间,为保
证液压系统正常、可靠地工作必须予以控制的固体污染度极限水平。)
4.1 环境要求
4.1.1 液压系统安装、清洗、调试现场必须整洁,在整个工作过程中不允许同时进行能引起环境污染的
作业,如钻孔、铆接、修锉等。
4.1.2 液压系统安装前,必须清除飞机结构内部的所有多余物,不宜在风、雨、雪等不利天气条件下维
护液压系统。
4.2 工艺装备与工具
4.2.1 工艺装备是指内场使用的清洗、试验、加油等工艺设备。我们在设计这些设备时,就采取了措施
以保证其具有足够的自净化和防止污染侵入的能力,使其固体污染度低于相应系统或产品要求的验收水
平1~2级(按GJB 420/A)。例如:在油泵出口精密油滤后面再串装一个高精度油滤,其绝对过滤度不超过3
μm。加油车的油箱是密闭式的,具有防尘、防雨措施,油箱底部有放油开关,定期通过放油开关来放
出油箱底部的水分和杂质。各种设备都设置了采样点,试验台设在被校试附件(或部件)的入口前,油
泵车设在回油滤的入口前。
4.2.2 采用表面处理层完好,无锈蚀、锈斑,无脱落金属、非金属颗粒的工具。用于擦拭附件、设备表
面的抹布是低颗粒、四周卷边缝合、洁净的长纤维织物。
4.3 液压油的管理与使用
飞机使用的YH-15号航空液压油,入库前均按产品批次进行抽检,并挂上相应的标签。在注入设备之
前,都经过洁净的绸布过滤。(供货新油的固体污染度不超过GJB420A-5级)
4.4 人员及衣着
从事飞机液压系统、工艺装备安装、清洗、试验、使用的人员,均经过固体污染度控制的专业培训。
人员工作时双手应无油污,应着整洁工作服和帽子,不允许戴易脱落纤维或污浊的手套。
4.5 装机部、附件的控制要求
具有运动零组件的液压附件,我们都按要求进行验合,以减少内部生成污染物。导管、附件等交付
前,使用YH-15号航空液压油清洗。以清洁的塑料堵帽、堵塞封堵经清洗合格的导管端口和附件的接嘴(接
口)。同时每根导管端部都再用洁净的聚氯乙稀薄膜袋包扎。液压系统系统安装时,才允许打开导管、附
件的内包装或开口处的封堵物,并清除外露活动部位上的防锈涂料。
4.6 清洗要求
据统计,系统各元件在制造、装配、调试和系统性能试验时产生的污染物数量占液压系统污染物总
数的半数以上。因此,在工作的各个阶段进行系统清洗是必不可少的步骤。它们是保证液压系统清洁的
重要组成部分。我们在工作中将清洗分为三个阶段:部、附件的清洗、部装清洗、全机清洗。由于部、
附件清洗时涉及面比较小,相对就比较容易,这里就不多做介绍。下面主要谈谈后两个阶段的清洗要求:
4.6.1 采用冲击式与循环式相结合的方法进行清洗:
部装清洗:冲击不少于15次,循环2min~3min。
全机清洗:冲击不少于10次,循环3min~5min。
4.6.2 清洗时,工作液温度控制在50℃~80℃。采用循环清洗时,清洗油车上油泵出口压力保持在4.9MPa~
6.9MPa。
4.6.3 由于部装、全机清洗在性能试验前进行。为了保证系统固体污染度要求,所以在性能试验后需复
查一下,若固体污染度不符合要求,还需重复上述规定进行清洗,直至符合要求为止。同时我们飞机出
厂前还对液压系统的固体污染度进行检测,当其不符合要求时也要对全系统进行清洗,直至符合要求为
止。
5 结束语
油液污染控制是液压系统工作可靠性的基本保证,由于引起系统污染的原因是多方面的,完全杜绝
污染不仅难以做到,同时从经济效益上看也是不足取的,因此不能盲目要求降低飞机液压系统油液的固
体污染度等级。实践证明,通过上述油液污染的防控措施的实施,完全达到了飞机固体污染度验收水平
和控制水平。