路 紅
摘 要：本文介紹了液壓污染控制與污染平衡的關(guān)系和過(guò)濾器在系統污染控制中的作用。提出過(guò)濾器在系統中的設置、參數選定以及制造和使用質(zhì)量都與系統污染控制能力密切相關(guān)，最后又提出過(guò)濾器的性能檢測是保證過(guò)濾器質(zhì)量的重要手段的觀(guān)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：污染控制；過(guò)濾器；設置；選定；制造；使用；性能檢測
前言
著(zhù)名的質(zhì)量管理學(xué)家田口玄一教授曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“與其給用戶(hù)一個(gè)好的售后服務(wù)，不如給用戶(hù)一個(gè)好的設計。”
液壓污染控制技術(shù)的發(fā)展，給過(guò)濾器的制造者和使用者架起一座金橋。本文從如下幾個(gè)觀(guān)點(diǎn)論述過(guò)濾器，旨在使過(guò)濾器供需雙方成為親密的伙伴，讓過(guò)濾器真正成為液壓設備的保護神。
1． 液壓系統污染的控制及污染平衡理論
液壓系統污染控制的目的是使系統所有液壓元件在可承受的污染度下能正常工作，以保證系統工作的可靠性和元件的使用壽命。它主要解決兩方面的問(wèn)題，一是采取有效措施防止污染物侵入系統，二是把已侵入系統的污染有效地清除。液壓系統污染控制是一個(gè)系統工程，它貫穿于系統和附件的設計、制造、安裝、使用、維修各個(gè)階段和環(huán)節，并且始終都與各種人為因素的影響緊密聯(lián)系，任何一個(gè)環(huán)節稍有疏忽或失控都可能帶來(lái)嚴重后果。
通常液壓系統固有污染控制能力和抗污染特性是設計出來(lái)的，系統保持在什么樣的污染水平？系統污染狀況處于良性循環(huán)還是惡性循環(huán)？從根本上講取決于元件和系統的污染控制設計水平。
圖中：DR －元件對污染物磨損的設計阻抗；
AW －系統油液提供的抗磨特性；
PNT－設備應用對元件或系統提出的工作周期或操作條件；
P －工作壓力；N－速度；T－時(shí)間；
β －過(guò)濾器的過(guò)濾比；
Q －過(guò)濾器流量；
Ri －系統污染侵入；
Nd －下游污染度；
ω－污染耐受度指數。
圖1 是美國俄克拉何馬州立大學(xué)液壓研究中心主任（Dr. E. C. Fitch）教授對液壓系統污染控制十幾年的研究成果，從平衡圖可以看出要使系統保持污染平衡，取決于三個(gè)因素：過(guò)濾器-系統污染度與元件的污染耐受度——元件使用時(shí)間，也就是說(shuō)系統選用優(yōu)質(zhì)合適的過(guò)濾器就可以使系統污染耐受度降低到所控制的目標（低于液壓元件的污染耐受度）液壓元件的使用時(shí)間和整個(gè)系統使用時(shí)間就會(huì )長(cháng)，所以合理設置和正確選用過(guò)濾器是系統污染控制設計的關(guān)鍵。
2、液壓系統過(guò)濾器的合理設置和性能參數的選定
（1）合理設液壓系統過(guò)濾器
對一個(gè)液壓系統來(lái)說(shuō)，至少要設置三個(gè)過(guò)濾器，壓力過(guò)濾器、回油過(guò)濾器和殼體回油過(guò)濾器。如果系統復雜，管路又多又長(cháng)，則應在一些比較重要的伺服作動(dòng)系統或重要的分系統中設置一些最后機會(huì )過(guò)濾器。只有當它們在液壓系統中各置其位、各負其責，才能最大限度地發(fā)揮其作用，降低系統污染危害，達到污染控制目標。
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液壓系統類(lèi)型和實(shí)例
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油液污染度要求
GJB420A-96
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推薦過(guò)濾比
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可靠性要求極高，對污染非常敏感的液壓控制系統，如宇航裝置等
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4級
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β2=75
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高性能液壓伺服系統和重要的高壓液壓系統，如飛機、精密機床等
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6級
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β3.5=75
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高壓或中壓工業(yè)液壓設備，如工程機械、車(chē)輛等
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9級
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β10.20=75
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元件間隙較大的低壓液壓系統
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12級
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β30.40=75
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如果從污染磨損控制的觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，過(guò)濾器的精度應能保證有效地濾除接近元件運動(dòng)副動(dòng)態(tài)油膜厚度的
顆粒。因為這種尺寸的顆粒一旦進(jìn)入運動(dòng)副的間隙內，將引起零件表面磨損并使間隙增大，從而使尺
寸較大的顆粒進(jìn)入間隙，引起進(jìn)一步磨損，這樣繼續下去磨損不斷加劇，最后導致元件失效。 3、過(guò)濾器的制造與使用質(zhì)量 有人把過(guò)濾器當作設備上的“保險絲”，可見(jiàn)過(guò)濾器對于設備的重要性。劣質(zhì)過(guò)濾器會(huì )導致一招不慎
滿(mǎn)盤(pán)皆輸的局面，所以明智的企業(yè)家或設備的管理者，對過(guò)濾器的選購往往是慎之又慎，以確保大設
備的正常運轉和使用壽命。 過(guò)濾器雖然是一個(gè)小小的附件，但是筆者深知，生產(chǎn)一只合格的過(guò)濾器是很不容易的。每一只過(guò)濾器
的生產(chǎn)都有很多特定的工藝訣竅，一項性能指標科研人員就可能進(jìn)行長(cháng)達數年的研究實(shí)驗，合格過(guò)濾
器決不是20世紀60年代糊火柴盒式的手工作坊里能制造出來(lái)的。它需要合格的產(chǎn)品設計、過(guò)濾材料選
定測試水平、先進(jìn)的工裝設備和工藝制造水平、產(chǎn)品性能測試水平。而許多什么條件都不具備的過(guò)濾
器廠(chǎng)，制造的過(guò)濾器根本談不上質(zhì)量二字。在我們進(jìn)行的多次過(guò)濾產(chǎn)品質(zhì)量評定和性能測試中，普遍
存在如下問(wèn)題： （1）制造工藝水平差 生產(chǎn)過(guò)程中濾材處理、波紋成形、合縫、粘接與焊接等工藝不過(guò)關(guān)；下表是一次質(zhì)量抽查中三個(gè)不同
廠(chǎng)家，用相同過(guò)濾材料生產(chǎn)的同一結構形狀濾芯的結構完整性試驗結果： 表2 相同濾材、相同結構形狀濾芯的結構完整性試驗結果
（2）生產(chǎn)過(guò)程污染控制差
過(guò)濾器生產(chǎn)，有效的污染控制措施必不可少，正規的過(guò)濾器生產(chǎn)廠(chǎng)家將有效污染控制融入生產(chǎn)、管理的每一過(guò)程，從濾材、半成品、成品的存放條件，到波紋折疊、粘接、包裝的每一道工序都嚴加管理和控制。但是不注重污染控制的過(guò)濾器生產(chǎn)廠(chǎng)家也為數不少。
表3是對一標稱(chēng)3μm的高精過(guò)濾器上下游的測試值。
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粒徑（μm）
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>3
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>5
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>7
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>10
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>15
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>20
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上游
10mL顆粒數
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131862
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74739
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46731
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24564
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9078
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3912
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下游
10mL顆粒數
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234638
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103642
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91320
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27984
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8763
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4819
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經(jīng)過(guò)分析驗證，上述反常的結果不是過(guò)濾材料介質(zhì)脫落和濾材與試驗液相容性差造成的，而是生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境太臟使濾芯受到污染造成的。
過(guò)濾器的使用質(zhì)量問(wèn)題，其實(shí)與使用者污染控制知識和責任心有關(guān)，過(guò)濾器的制造者和使用者出發(fā)點(diǎn)都是一致的，讓過(guò)濾器濾除設備（系統）的污染物，保證設備正常運行和使用壽命。筆者認為過(guò)濾器的使用質(zhì)量問(wèn)題有以下兩個(gè)方面因素造成。
（1）因為系統設計造成的使用質(zhì)量問(wèn)題，表現在系統過(guò)濾器設置不合理，該設置的位置沒(méi)有設置，僧多粥少，供不應求；過(guò)濾性能參數選擇不合理，應裝高精度過(guò)濾器的位置裝的是粗過(guò)濾器，達不到有效的濾除效果造成系統故障；應裝粗過(guò)濾器的位置裝上高精過(guò)濾器，造成系統早期報警加大維護量和費用；有些應加粗濾保護的高精過(guò)濾器沒(méi)有采取保護措施。
（2）因為系統操作維護造成的使用質(zhì)量問(wèn)題。典型的表現為過(guò)濾器保存不當，放置位置潮濕和污染嚴重；責任心不強，裝濾芯時(shí)忘裝密封圈，致使過(guò)濾器漏油或旁通，更有甚者，過(guò)濾器殼體內忘裝濾芯，系統凈化實(shí)際是在空循環(huán)；不管精度和其他性能參數如何，只要能裝上就行，張冠李戴裝濾芯裝錯位置；一勞永逸思想，認為系統只要裝上過(guò)濾器就達到了污染控制的目的，甚至連過(guò)濾器壓差指示器跳起壽命達到后也不更換濾芯。
綜上所述，即使在系統裝了過(guò)濾器也達不到保護系統、設備的目的。
4 性能檢測是保證過(guò)濾器質(zhì)量的重要手段。
過(guò)濾器的性能主要有過(guò)濾性能、結構性能、環(huán)境工況性能三個(gè)方面，對過(guò)濾器性能的檢測是保證其質(zhì)量的重要手段，它貫穿在過(guò)濾器設計、生產(chǎn)、驗收、鑒定的每個(gè)階段。如我國某行業(yè)液壓過(guò)濾器標準就規定了39個(gè)檢測項目，每一項目都確定了檢測的方法和技術(shù)要求。只有設計、生產(chǎn)、使用過(guò)濾器的各方適時(shí)地對過(guò)濾器進(jìn)行嚴格的性能檢測，才能使過(guò)濾器真正起到作用。
設計人員在設計過(guò)濾器時(shí)，首先要確定性能參數的指標，以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求。如過(guò)濾器過(guò)濾性能參數的設計，首先要考慮過(guò)濾材料過(guò)濾性能檢測的參數，而流量、壓力等參數的確定，他會(huì )參考或選擇先前某過(guò)濾器檢測的合適參數來(lái)推算；生產(chǎn)者對過(guò)濾器性能的檢測，則側重于它制造過(guò)程中的質(zhì)量保證，確保過(guò)濾器各項性能指標達到設計要求，如濾芯結構完整性，濾芯抗破裂性能檢測等；而用戶(hù)要求對過(guò)濾器性能的檢測，是他們對質(zhì)量保護意識增強的體現，也是對過(guò)濾器設計、生產(chǎn)廠(chǎng)家實(shí)施質(zhì)量監督的需要。
設計、生產(chǎn)和使用過(guò)濾器的各方，在對過(guò)濾器性能實(shí)施檢測時(shí)，一定要選擇有資格的檢測機構。合格的檢測設備，科學(xué)統一的檢測方法，有技術(shù)實(shí)力的檢測人員，才能使你達到過(guò)濾器性能檢測的目的。過(guò)濾器性能檢測為過(guò)濾器質(zhì)量增加了保險系數。一批過(guò)濾器中，一個(gè)劣質(zhì)產(chǎn)品，其比例可能是百分之一或千分之一，但對用戶(hù)的貴重設備來(lái)說(shuō)，絕對是百分之百。
過(guò)濾器質(zhì)量問(wèn)題涉及方方面面，液壓系統的污染控制更是一個(gè)復雜的系統工程，只有我們大家齊心協(xié)力，才能使過(guò)濾器真正成為液壓設備的保護神。
參考文獻：
《液壓系統污染控制》 夏志新編著(zhù) 1992年12月
