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- 新鄉(xiāng)市華豫濾器有限公司
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引言
近十余年，液壓行業(yè)發(fā)展迅速，為國民經(jīng)濟建設做出了較大貢獻。與此同時，國產(chǎn)液壓系統(tǒng)的性能日益成為制約主機性能的主要因素之一。過濾器作為液壓系統(tǒng)污染控制的最主要元件，其設計選型是否合理，日常使用( 維護) 是否正確直接關系到系統(tǒng)的安全及可靠性。而在實際應用中，許多用戶對過濾器選型及使用還存在著一定誤區(qū)， 不加以糾正將會影響系統(tǒng)的正常可靠工作。本文以液壓用過濾器在實際應用中的常見誤區(qū)草作闡述，希望能為初學者提供一點借鑒作用。
正文
誤區(qū)之一：進油過濾、管路過濾、回油過濾實際上只是安裝部位不同，實際功用是一樣的，只要選擇一種過濾器，并選用更高的精度就能達到設計目的。
吸油過濾器能否有效能保證系統(tǒng)的清潔度？由于油液中的顆粒污染物會加劇泵的
磨損從而影響泵的使用性能和壽命， 大顆粒污染物可能還會卡死泵， 嚴重影響系統(tǒng)的安全、可靠性。油泵是系統(tǒng)中最關鍵的元件之一，所以有些用戶就選擇了相對較高精度吸油過濾器， 認為其既能保護泵又能保證系統(tǒng)的清潔度。實際上，油箱不但是儲油工具，也是重要的渣質沉淀區(qū)， 高精度吸油過濾器會因為過多污染物而易堵塞， 導致泵吸油不暢， 以致吸空， 加速泵的磨損， 嚴重影響系統(tǒng)安全。所以， 吸油過濾器的壓降要進行嚴格控制。筆者2010年1月在東北某鋼廠發(fā)現(xiàn)一個液壓系統(tǒng)不能出油，在確認了泵電機組連接、溢流閥、液位等沒有問題后，發(fā)現(xiàn)吸油過濾器外面有一層糊狀粘稠液，整個濾網(wǎng)內陷。詢問現(xiàn)場維護人員系統(tǒng)工作介質的使用情況，答案是前兩天加注的HM-46#，問題是該系統(tǒng)沒有加熱器，雖然吸油過濾器為80u,額定流量也達到泵流量的5倍以上，由于溫度條件的變化，使得過濾器兩側壓降過大導致內陷后，通流面積變小或消失。所以出現(xiàn)泵不出油”現(xiàn)象也就在情理之中。
管路過濾器能否有效能保證系統(tǒng)的清潔度？隨著科技的發(fā)展與普及，比例伺服技術正被更廣泛地應用于社會生產(chǎn)的各個領域，因此管路濾油器（幾乎壓力回路中所有過濾器）也得到了更廣泛的普及。所有過濾器有一個共性，就是能對下游的介質清潔度進行一定控制，對上游卻無能為力。管路過濾器的存在其實只是基于兩個理由，一是控制進入系統(tǒng)的介質清潔度；二是對關鍵元器件進行保護。盡管如此，管路濾油器的單獨使用也不能有效保證系統(tǒng)清潔度，因為單獨使用管路濾油器勢必加大其承受力，主要表現(xiàn)為規(guī)格放大；其次，不少元件是雙向或多向供油的，比較典型的就是（比例伺服）換向閥，P/A/B都是供油方向，我們不可能在每個（比例伺服）換向閥的這三個油口都設置過濾器。
回油過濾器能否有效能保證系統(tǒng)的清潔度？回油過濾器的使用目的很明顯，保證系統(tǒng)回到油箱的介質達到一定清潔度，進而保證系統(tǒng)清潔度。事實告訴我們：回油過濾器并不能過濾一些液態(tài)雜質；不是所有的雜質都是液壓回路中產(chǎn)生的；回油過濾器選用精度過高會帶來系統(tǒng)較高背壓，加大功率損耗；金屬類細小雜質可能不會使閥“卡住”、“咬死”，但會加速元器件的磨損。
無數(shù)經(jīng)驗和教訓告訴我們，不同的過濾器適用于不同場合，不同的場合需要不同的過濾器的柔性組合。在一個相對復雜的系統(tǒng)中，不同性質、不同功能的過濾器有機組合才能有效控制系統(tǒng)清潔度，片面理解或夸大，沒有任何理論依據(jù)和實踐基礎。
誤區(qū)之二：過濾器的額定(公稱)流量就是系統(tǒng)的實際流量，按經(jīng)濟性原則可以等量選用。
這種觀點可能是按照液壓閥的額定(公稱)流量理解推理而來。而過濾器的額定流量規(guī)定是油液黏度在 32cst 的時候， 油液在規(guī)定原始阻力下的清潔濾芯所通過的流量。但在實際應用中， 由于使用介質牌號和系統(tǒng)的溫度不同， 油液黏度也會隨時變化。如按額定流量與實際流量 1： 1選用過濾器， 在系統(tǒng)油液黏度稍大時， 油液通過過濾器的阻力將增大， 甚至達到過濾器的污染堵塞發(fā)訊器發(fā)訊值， 濾芯被認為堵塞。其次， 過濾器的濾芯是屬于易損件， 工作中逐漸被污染， 濾材實際有效過濾面積不斷的減少，油液通過過濾器的阻力很快達到污染堵塞發(fā)訊器發(fā)訊值。這樣， 過濾器需頻繁的清洗或更換濾芯， 加大用戶的實際使用成本。實際操作中，應考慮到油泵類別（不同的泵自吸力不同）和系統(tǒng)污染生成量，特別是有外部回油的的情況（比如外部馬達回油、機床潤滑回油）、溫差較大的情況（海上使用或郊外使用）、環(huán)境粉塵量（冶金業(yè)、人造板業(yè)、水泥業(yè)等）。對于這些系統(tǒng)，一般情況下適宜多級過濾。有條件的采用進油過濾、管路過濾、回油過濾、關鍵部位過濾、磁過濾等多方位或全方位過濾方式保證系統(tǒng)的清潔度和可靠性。
誤區(qū)之三： 過濾器選用的精度越高越好。在普通中過濾精度之所以選的相對較低，主要是基于經(jīng)濟性。
事實上選用高精度過濾器來控制污染不但增加了系統(tǒng)的制造成本， 還間接地縮短了濾芯的使用壽命。系統(tǒng)對于清潔度的要求主要由液壓系統(tǒng)的元件對油液的污染度要求所決定（泵或比例伺服閥）， 元件要求達到的清潔度越高， 過濾器選擇的精度也就越高。當磨損顆粒進入元件的運動副間隙， 就會產(chǎn)生磨損的鏈式反應。所以要把磨損降到最低， 并最大限度的延長元件壽命， 就必須濾除與間隙尺寸相近的顆粒。也就是只有這些污染物對系統(tǒng)造成的威脅是最大的。國家標準GB/T20079- 2006 中規(guī)定： 過濾器的過濾能力用過濾比βx(c) 表示來表示， 其定義為： 過濾器上、下游的油液單位體積中大于某一給定尺寸 x(c)的污染物顆粒數(shù)之比。也就是說，假如使用了10μm的過濾器，不是說在過濾器的下游就沒有了大于10μm的污染物；同時由于各過濾器制造廠家對過濾比 βx(c)值的大小規(guī)定差異，也是液壓行業(yè)浪費和不能有效控制系統(tǒng)性能的原因之一。目前，濾芯國產(chǎn)化已成為大勢所趨，盡快統(tǒng)一標準并有效實施成為行業(yè)當務之急。
值得一提的是，有不少人認為過濾器在清洗、沖洗后是可以重復使用的。嚴格的來說，這是完全錯誤的觀點，無論是何種材質、無論材質結構如何，沖洗多少會改變?yōu)V材的過濾間隙。從實踐操作上講，這也是過濾比βx(c)的定義的精神。由于通過過濾器時壓差的存在，就不可避免地使相對較大的顆粒通過相對較小的過濾間隙，即使材料的恢復性再好，長此以往（類似與沖洗濾芯），也會擴大間隙。也就是說，此時的濾芯不再匹配與該系統(tǒng)了。有些人要問，既然濾芯不能重復使用，為什么市場上還有濾芯沖洗設備、設計中還有反沖洗回路？其實這也很簡單，一般情況下市場上可沖洗濾芯和反沖洗回路用于水介質系統(tǒng)，這類系統(tǒng)對于清潔度控制要求并不是很嚴格，偶爾見于基于液壓介質的系統(tǒng)的這種情況中，也多有并聯(lián)過濾器（一用一備），也就是說這種回路中本身就有考慮到時效問題、壓差問題。實際上，市場可反沖洗的濾芯并不多見，因為要反沖洗就意味著濾芯的內外兩側都必須可以承受一定壓差，目前這種元件多見于煤礦機械，市場上常見過濾器并不能“反沖洗”（部分吸油過濾器可通過空氣吹掃重復利用）。其實，濾芯是否可否重復利用只有一個標準，即它的繼續(xù)使用是否還能達到既定的清潔度目標。
當前不少人（主要表現(xiàn)為最終用戶）還是以過濾器的使用壽命來判斷過濾器性能的優(yōu)劣許多用戶由于沒有油液污染度檢測設備，就以過濾器的使用壽命/堵塞快慢來判斷過濾器性能的優(yōu)劣。這種觀念都是片面的。應該說也是濾芯國產(chǎn)化和濾芯型號不夠規(guī)范引起的，市場的濾芯主要有三個識別參數(shù)：品牌、過濾精度、公稱流量。從GB/T20079- 2006規(guī)定中不難看出選擇過濾器時，應考慮以下幾方面的性能要求：具有路夠大的通油能力，壓力損失小；過濾精度應滿足設計要求；濾芯具有足夠的強度和納污容量；濾芯抗腐蝕性好，能在規(guī)定的環(huán)境下長期工作；濾芯的更換，清洗及維護方便。也就是說在濾芯型號中沒有反映出關鍵參數(shù)β值。所以在液壓設備的說明書中對此應作明確標記。
結束語
要完成一個好的液壓系統(tǒng)設計，不單單是滿足使用功能要求，能否正確選擇和使用過濾器、合理優(yōu)化油箱設計、正確設置油液取樣點是液壓系統(tǒng)污染控制的關鍵步驟，也是系統(tǒng)安全運行的可靠保證。根據(jù)實際需求合理配置和維護不同類型的過濾器，以達到最經(jīng)濟可靠的效果，是實現(xiàn)安全生產(chǎn)、和諧生產(chǎn)的需要，也是實現(xiàn)社會可持續(xù)性發(fā)展的有效途徑。所有這些，都應在系統(tǒng)設計階段予以綜合考慮。
近十余年，液壓行業(yè)發(fā)展迅速，為國民經(jīng)濟建設做出了較大貢獻。與此同時，國產(chǎn)液壓系統(tǒng)的性能日益成為制約主機性能的主要因素之一。過濾器作為液壓系統(tǒng)污染控制的最主要元件，其設計選型是否合理，日常使用( 維護) 是否正確直接關系到系統(tǒng)的安全及可靠性。而在實際應用中，許多用戶對過濾器選型及使用還存在著一定誤區(qū)， 不加以糾正將會影響系統(tǒng)的正常可靠工作。本文以液壓用過濾器在實際應用中的常見誤區(qū)草作闡述，希望能為初學者提供一點借鑒作用。
正文
誤區(qū)之一：進油過濾、管路過濾、回油過濾實際上只是安裝部位不同，實際功用是一樣的，只要選擇一種過濾器，并選用更高的精度就能達到設計目的。
吸油過濾器能否有效能保證系統(tǒng)的清潔度？由于油液中的顆粒污染物會加劇泵的
磨損從而影響泵的使用性能和壽命， 大顆粒污染物可能還會卡死泵， 嚴重影響系統(tǒng)的安全、可靠性。油泵是系統(tǒng)中最關鍵的元件之一，所以有些用戶就選擇了相對較高精度吸油過濾器， 認為其既能保護泵又能保證系統(tǒng)的清潔度。實際上，油箱不但是儲油工具，也是重要的渣質沉淀區(qū)， 高精度吸油過濾器會因為過多污染物而易堵塞， 導致泵吸油不暢， 以致吸空， 加速泵的磨損， 嚴重影響系統(tǒng)安全。所以， 吸油過濾器的壓降要進行嚴格控制。筆者2010年1月在東北某鋼廠發(fā)現(xiàn)一個液壓系統(tǒng)不能出油，在確認了泵電機組連接、溢流閥、液位等沒有問題后，發(fā)現(xiàn)吸油過濾器外面有一層糊狀粘稠液，整個濾網(wǎng)內陷。詢問現(xiàn)場維護人員系統(tǒng)工作介質的使用情況，答案是前兩天加注的HM-46#，問題是該系統(tǒng)沒有加熱器，雖然吸油過濾器為80u,額定流量也達到泵流量的5倍以上，由于溫度條件的變化，使得過濾器兩側壓降過大導致內陷后，通流面積變小或消失。所以出現(xiàn)泵不出油”現(xiàn)象也就在情理之中。
管路過濾器能否有效能保證系統(tǒng)的清潔度？隨著科技的發(fā)展與普及，比例伺服技術正被更廣泛地應用于社會生產(chǎn)的各個領域，因此管路濾油器（幾乎壓力回路中所有過濾器）也得到了更廣泛的普及。所有過濾器有一個共性，就是能對下游的介質清潔度進行一定控制，對上游卻無能為力。管路過濾器的存在其實只是基于兩個理由，一是控制進入系統(tǒng)的介質清潔度；二是對關鍵元器件進行保護。盡管如此，管路濾油器的單獨使用也不能有效保證系統(tǒng)清潔度，因為單獨使用管路濾油器勢必加大其承受力，主要表現(xiàn)為規(guī)格放大；其次，不少元件是雙向或多向供油的，比較典型的就是（比例伺服）換向閥，P/A/B都是供油方向，我們不可能在每個（比例伺服）換向閥的這三個油口都設置過濾器。
回油過濾器能否有效能保證系統(tǒng)的清潔度？回油過濾器的使用目的很明顯，保證系統(tǒng)回到油箱的介質達到一定清潔度，進而保證系統(tǒng)清潔度。事實告訴我們：回油過濾器并不能過濾一些液態(tài)雜質；不是所有的雜質都是液壓回路中產(chǎn)生的；回油過濾器選用精度過高會帶來系統(tǒng)較高背壓，加大功率損耗；金屬類細小雜質可能不會使閥“卡住”、“咬死”，但會加速元器件的磨損。
無數(shù)經(jīng)驗和教訓告訴我們，不同的過濾器適用于不同場合，不同的場合需要不同的過濾器的柔性組合。在一個相對復雜的系統(tǒng)中，不同性質、不同功能的過濾器有機組合才能有效控制系統(tǒng)清潔度，片面理解或夸大，沒有任何理論依據(jù)和實踐基礎。
誤區(qū)之二：過濾器的額定(公稱)流量就是系統(tǒng)的實際流量，按經(jīng)濟性原則可以等量選用。
這種觀點可能是按照液壓閥的額定(公稱)流量理解推理而來。而過濾器的額定流量規(guī)定是油液黏度在 32cst 的時候， 油液在規(guī)定原始阻力下的清潔濾芯所通過的流量。但在實際應用中， 由于使用介質牌號和系統(tǒng)的溫度不同， 油液黏度也會隨時變化。如按額定流量與實際流量 1： 1選用過濾器， 在系統(tǒng)油液黏度稍大時， 油液通過過濾器的阻力將增大， 甚至達到過濾器的污染堵塞發(fā)訊器發(fā)訊值， 濾芯被認為堵塞。其次， 過濾器的濾芯是屬于易損件， 工作中逐漸被污染， 濾材實際有效過濾面積不斷的減少，油液通過過濾器的阻力很快達到污染堵塞發(fā)訊器發(fā)訊值。這樣， 過濾器需頻繁的清洗或更換濾芯， 加大用戶的實際使用成本。實際操作中，應考慮到油泵類別（不同的泵自吸力不同）和系統(tǒng)污染生成量，特別是有外部回油的的情況（比如外部馬達回油、機床潤滑回油）、溫差較大的情況（海上使用或郊外使用）、環(huán)境粉塵量（冶金業(yè)、人造板業(yè)、水泥業(yè)等）。對于這些系統(tǒng)，一般情況下適宜多級過濾。有條件的采用進油過濾、管路過濾、回油過濾、關鍵部位過濾、磁過濾等多方位或全方位過濾方式保證系統(tǒng)的清潔度和可靠性。
誤區(qū)之三： 過濾器選用的精度越高越好。在普通中過濾精度之所以選的相對較低，主要是基于經(jīng)濟性。
事實上選用高精度過濾器來控制污染不但增加了系統(tǒng)的制造成本， 還間接地縮短了濾芯的使用壽命。系統(tǒng)對于清潔度的要求主要由液壓系統(tǒng)的元件對油液的污染度要求所決定（泵或比例伺服閥）， 元件要求達到的清潔度越高， 過濾器選擇的精度也就越高。當磨損顆粒進入元件的運動副間隙， 就會產(chǎn)生磨損的鏈式反應。所以要把磨損降到最低， 并最大限度的延長元件壽命， 就必須濾除與間隙尺寸相近的顆粒。也就是只有這些污染物對系統(tǒng)造成的威脅是最大的。國家標準GB/T20079- 2006 中規(guī)定： 過濾器的過濾能力用過濾比βx(c) 表示來表示， 其定義為： 過濾器上、下游的油液單位體積中大于某一給定尺寸 x(c)的污染物顆粒數(shù)之比。也就是說，假如使用了10μm的過濾器，不是說在過濾器的下游就沒有了大于10μm的污染物；同時由于各過濾器制造廠家對過濾比 βx(c)值的大小規(guī)定差異，也是液壓行業(yè)浪費和不能有效控制系統(tǒng)性能的原因之一。目前，濾芯國產(chǎn)化已成為大勢所趨，盡快統(tǒng)一標準并有效實施成為行業(yè)當務之急。
值得一提的是，有不少人認為過濾器在清洗、沖洗后是可以重復使用的。嚴格的來說，這是完全錯誤的觀點，無論是何種材質、無論材質結構如何，沖洗多少會改變?yōu)V材的過濾間隙。從實踐操作上講，這也是過濾比βx(c)的定義的精神。由于通過過濾器時壓差的存在，就不可避免地使相對較大的顆粒通過相對較小的過濾間隙，即使材料的恢復性再好，長此以往（類似與沖洗濾芯），也會擴大間隙。也就是說，此時的濾芯不再匹配與該系統(tǒng)了。有些人要問，既然濾芯不能重復使用，為什么市場上還有濾芯沖洗設備、設計中還有反沖洗回路？其實這也很簡單，一般情況下市場上可沖洗濾芯和反沖洗回路用于水介質系統(tǒng)，這類系統(tǒng)對于清潔度控制要求并不是很嚴格，偶爾見于基于液壓介質的系統(tǒng)的這種情況中，也多有并聯(lián)過濾器（一用一備），也就是說這種回路中本身就有考慮到時效問題、壓差問題。實際上，市場可反沖洗的濾芯并不多見，因為要反沖洗就意味著濾芯的內外兩側都必須可以承受一定壓差，目前這種元件多見于煤礦機械，市場上常見過濾器并不能“反沖洗”（部分吸油過濾器可通過空氣吹掃重復利用）。其實，濾芯是否可否重復利用只有一個標準，即它的繼續(xù)使用是否還能達到既定的清潔度目標。
當前不少人（主要表現(xiàn)為最終用戶）還是以過濾器的使用壽命來判斷過濾器性能的優(yōu)劣許多用戶由于沒有油液污染度檢測設備，就以過濾器的使用壽命/堵塞快慢來判斷過濾器性能的優(yōu)劣。這種觀念都是片面的。應該說也是濾芯國產(chǎn)化和濾芯型號不夠規(guī)范引起的，市場的濾芯主要有三個識別參數(shù)：品牌、過濾精度、公稱流量。從GB/T20079- 2006規(guī)定中不難看出選擇過濾器時，應考慮以下幾方面的性能要求：具有路夠大的通油能力，壓力損失小；過濾精度應滿足設計要求；濾芯具有足夠的強度和納污容量；濾芯抗腐蝕性好，能在規(guī)定的環(huán)境下長期工作；濾芯的更換，清洗及維護方便。也就是說在濾芯型號中沒有反映出關鍵參數(shù)β值。所以在液壓設備的說明書中對此應作明確標記。
結束語
要完成一個好的液壓系統(tǒng)設計，不單單是滿足使用功能要求，能否正確選擇和使用過濾器、合理優(yōu)化油箱設計、正確設置油液取樣點是液壓系統(tǒng)污染控制的關鍵步驟，也是系統(tǒng)安全運行的可靠保證。根據(jù)實際需求合理配置和維護不同類型的過濾器，以達到最經(jīng)濟可靠的效果，是實現(xiàn)安全生產(chǎn)、和諧生產(chǎn)的需要，也是實現(xiàn)社會可持續(xù)性發(fā)展的有效途徑。所有這些，都應在系統(tǒng)設計階段予以綜合考慮。
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