随着各行业企业运营压力的不断增大，生产设备的稳定运行也显得越发重要。企业都在关注降本增效，清洁生产，而设备的油品清洁度管理对此至关重要。
我们将逐篇与大家分享有关油品清洁度的点点滴滴。如您在阅读本文中有任何疑问，也欢迎随时留言交流。
Q：您的设备油品清洁度怎么样？
A1：没问题，达标了。
这是我们在向客户了解油品清洁度时经常听到回答。可以说在超过90%的用户理念中，油品的清洁度只要达标就行了，进一步提升是没有必要的。甚至即使超标了，只要设备没停也问题不大。油品是工业设备的“血液”，就像人体的血液一样，血液里面污染杂质多了人就会不舒服，就会生病。但这是一个日积月累，由量变到质变的变化过程。因此，就算体检验血结果上某些指标超标也不会立刻生病，但如果放任不管不顾，身体抱恙在所难免。一旦生病了自己身体遭罪不说，还需要花费额外的费用去治疗，停工停课等产生的其他损失更是不计其数。因此，现在大家都倡导预防胜于治疗，健康的人生从预防做起。设备也是一样。您知道吗？保持液压系统中油品的最佳清洁度可以在设备全生命周期中削减超过三分之二的运营成本。清洁系统不仅能延长正常的运行时间，还能提高系统性能，降低机器和设备的运营费用。现代设备依赖于高效、可靠和坚固的液压系统。与电力驱动系统相比，流体动力作为一种能源，可以在更小的体积内提供更大的动力。因此，确保最佳的油品清洁度对于任何液压操作的成功都至关重要。液压油中的污染是影响系统可靠性的一个关键因素，据权威机构统计，约80%的液压系统故障可归因于此。因此，采取积极的预防措施来确保油品的最佳清洁度可以大大降低这种风险。通过实施保持油品和系统清洁度的有效措施，可以延长系统组件的寿命，减少意外停机时间和维护成本。简而言之 - 油越干净，设备可靠运行时间越长，运维成本越低。确保最佳的油品清洁度使您的设备实现健康完整的生命周期，这也意味着您可以从投资中获得最大价值。
控制系统清洁度的整体有效方案可防止非计划性的停机时间、避免液压系统清洁度低下带来的相关成本增加。当液压系统中的油品因受到污染导致重要部件故障而面临意外停机时，利润会减少，生产成本就会增加。由于异常的部件必须维修或更换，额外的不必要的财务费用可能会呈指数级增长。当计算所有因素时，如维护时间、更换零件、消耗的油液和产品利润下降，很容易理解油液污染对成本的巨大影响。正因如何，控制油品污染问题为增加利润、节省维护和降低运营成本提供了绝佳的机会。液压系统清洁是一个全面的系统清洁过程。通过整个清洁过程，液压系统的寿命将通过延长部件和油液的使用寿命而增加。其他好处包括减少维护成本和废油处理，并最大限度地延长设备的无故障运行间隔（MTBF），增加正常运行时间。
在理想的情况下，液压油会产生一层润滑油膜，以保持精密零件分离。这种薄膜应该足够厚，以填充运动部件摩擦副之间的间隙。油膜的实际厚度取决于流体粘度、施加的载荷以及两个表面的相对速度。当污染颗粒大于摩擦副表面之间的间隙时，就会产生破裂。摩擦增加，损害显而易见。这种损伤会导致更多的污染物颗粒侵入。保持污染物颗粒小于间隙并尽可能减小其尺寸至关重要。液压油污染是一个严重的问题，会对液压系统造成相当大的损害。为了有效处理污染，了解潜在来源至关重要。以下是最常见的几种污染来源。1、生产过程中的液压油污染
液压油生产过程是如何产生污染的？生产液压油的工厂可能会在加工过程中意外造成污染。在大多数情况下，工厂很少控制液压油的储存，这是另一个污染源。因此，强调过滤所有进入系统的油品是至关重要的。即使是一批新的液压油也可能已经被污染。记住，新油并不是干净的油！2、储存期间液压油污染
存放液压油不一定是最安全的地方。令人惊讶的是，湿气可以通过一种叫做呼吸的化学过程进入密封防水的塑料容器。如果容器暴露在温度变化的环境中，例如在容器暴露于阳光下的室外储存，就会发生呼吸。即使看不到湿气污染，它仍然会损坏液压系统和系统的操作性能。如果容器密封不严或敞开着，可能会导致灰尘和湿气等污染物进入容器。通过在受控温度下储存液体，小心密封容器，并将其侧放，可以防止与储存相关的污染。3、液体转移过程中的污染
在运输和处理过程中暴露在空气中的油品具有吸收水分和暴露于灰尘和其他空气颗粒的风险。如果工作环境和设备不干净，很可能会发生污染。此外，在添加新油品之前不彻底清洗原系统会加重污染，因为混合液体会产生化学反应并导致污染升级。①.不要在不干净的地方打开油品。
②.在添加新油品之前，请务必正确清洗系统。
③.尽快关闭油品容器盖，以避免污染。
④.在将液压油添加到液压系统之前，务必对其进行过滤。
4、系统制造过程中的污染
这听起来可能令人惊讶，但液压系统在制造过程中可能会受到污染。例如，液压端口上的密封件上可能会留下微小的特氟龙颗粒，或者在组装泵时可能会有油脂或其他润滑剂没有被完全去除等，还有更多的情况在此不一一例举了。然而，忽视在过程的任何步骤中确保清洁的重要性都会在液压系统中产生污染。适当使用过滤器，定期更换过滤器，并在安装时小心处理过滤器，可以尽可能的避免固有污染。最后但同样重要的是，液压油污染的一个可能来源是维护。在维护过程中，污染可能以多种方式发生；因此，关于如何预防，最好关注以下几件事。①.首先，部件的外部应该经常清理干净。进行此操作时，只能使用干净、不起毛的织物。
②.系统一旦打开，软管需要加盖，并立即塞住端口。所有的软管和配件都必须小心处理。
③.安装前，不得将密封件和过滤器从包装中取出。积极主动地防止维护期间的污染至关重要。
④.即使是密封的系统也可能会有污染积聚。因此，用任何方法控制液压系统中的污染总是必要且必须的。
一般来说，液压系统污染可以分为颗粒污染物和化学污染物。污染可能造成的损害包括，例如，生锈或其他氧化的形成、部件磨损加速、孔口堵塞、添加剂耗尽、不同化学物质的出现以及油降解等。
①.化学污染物
水 - 水分是液压系统中最常见的化学污染物。由于水分会影响液压油的物理和化学性质，水分会对系统部件产生广泛的影响，因为当水的污染超过饱和水平时，油会变得浑浊。
锈 - 水箱中的腐蚀、导致金属表面加速磨损的润滑特性降低是过量水的一些最明显的物理结果。然而，这种影响可能是多种多样的，如低温下冰晶造成的部件堵塞。化学影响包括添加剂损耗或沉积、氧化和不必要的反应，导致形成酸、油泥或漆膜。
空气 - 在液压系统中，空气可以以溶解或夹带状态存在。当液压油含有未溶解的空气时，当它通过系统部件时会出现问题。由于空气的可压缩性，系统失去了控制，“绝热压缩”、“微燃爆”等还会导致漆膜的出现。油箱中形成的气泡会对泵造成严重损坏，或导致油从油箱中“沸腾”出来。然而，溶解的空气可能不会造成问题，只要它留在油品中。
- 热 - 过热会导致添加剂耗尽或液压系统中的液体发生化学变化。根据范霍夫定律，油品温度每提高10℃，劣化速度提高一倍。
②.颗粒污染物
通常，污染颗粒尺寸以微米（μm）或纳米（nm）为单位测量。举几个大微米尺寸的例子，比如一粒盐，大约100μm，一根头发大约70μm。一些更小的微米级的样本是细菌，很多小于1μm，人眼看不到。液压或润滑系统中最容易造成损坏的颗粒大多小于4μm，占全部污染物的90%，而其中超过70%会造成致命损害的颗粒粒径往往不到1μm。非常小的颗粒是传统过滤技术的最大弱点。高效的机械过滤系统可以非常有效地去除3μm以上的污染颗粒。但是更小的纳米尺寸的污染颗粒对液压系统提出了一个非同寻常的挑战。这些颗粒太小，肉眼看不到，甚至难以用标准的油品分析设备检测到。它们也足够小，可以通过最精细的传统过滤器。如果不对这些污染颗粒加以控制，纳米级的颗粒在系统中就会越积越多。尽管尺寸很小，纳米颗粒在油品降解中起着决定性的作用。这通常是因为它们在大多数工业油的总污染负荷中占很大一部分。在典型的油样中，80%的污染物表面积存在于纳米尺寸的颗粒上。油和污染物表面之间的界面是发生氧化的地方。由于氧化是油老化的主要原因，减少这些表面积上积存的纳米污染颗粒真的很重要。纳米颗粒也会导致磨损。例如，滚珠轴承的运动表面之间的润滑剂膜大约为0.5μm。所以即使是比1μm小得多的污染颗粒也足以破坏薄膜，潜在地导致表面损伤。直到最近，这些关键设备所有者在从他们的油中去除纳米颗粒方面仍然无能为力。
以下这些是液压系统流体中最常见的颗粒类型:
锯、加工、焊接、研磨产生的金属颗粒
包装材料中的木质颗粒
砂型铸造和喷砂
切削液和粘合剂中的树脂
软管和环中的橡胶颗粒
来自工具和包装材料的塑料颗粒
来自织物、纸、纸板的纤维
涂料中的油漆颗粒
间隙尺寸相邻表面（一个或两个表面移动）之间的污染油膜产生的颗粒会变硬（图-1）。磨料磨损还会导致泄漏、尺寸变化和效率损失。效率降低最常见的结果是热量增加。这些“间隙尺寸颗粒”在负载下损坏（疲劳）外表面，导致裂纹形成（图-2）。
一旦裂纹扩展（图-3），由于疲劳磨损而产生的小污染物会从受损表面脱落，留下一个坑，同时释放出颗粒，导致更多的磨料磨损（图-4）。
系统内部产生的污染也可能发生在伺服阀，活塞泵和齿轮泵上。伺服阀的侵蚀磨损会导致阀芯运动问题。软性污染物，如油泥；硬质污染物，如漆膜沉积物，这类污染都会导致这些运动问题，从而导致致动器损坏或阀门损坏。无论如何，对设备的控制权已经失去。在柱塞泵中，污染物进入油膜后，由于柱塞盘与斜盘之间的摩擦产生颗粒。对于齿轮泵而言，压力的变化使齿轮与壳体接触。这就是齿轮泵应该在它们在系统中主要经历的操作压力下进行测试的主要原因。
部件 | 油膜厚度（μm） |
轴径轴承 / 滑动轴承 / 套筒轴承 | 0.5 ~ 100 |
液压缸 | 5 ~ 50 |
发动机、活塞环 / 缸 | 0.3 ~ 7 |
伺服阀、比例阀 | 1 ~ 3 |
齿轮泵 | 0.5 ~ 5 |
柱塞泵 | 0.5 ~ 5 |
滚动轴承 / 滚珠轴承 | 0.1 ~ 3 |
齿轮 | 0.1 ~ 1 |
动态密封件 | 0.05 ~ 0.5 |
从上图中可以看到，大多数润滑相关重要部件的油膜厚度均在1μm或以下，部分甚至在0.5μm以下，只有控制住这部分可能侵入油膜的污染颗粒，才能避免今后的指数性增长危害。SKF公司也做出了类似的说明。全世界数以千计的过程和数以百万计的机器依靠油来润滑、传递动力、冷却和清除污染物。这是一项艰巨的工作，需要付出沉重的代价。当工业油品流过机器时，油品中会积聚灰尘、水、生物有机体和金属颗粒等。这些污染物会影响机油的性能。硬颗粒会损坏机器和它们制造的产品。在受热的情况下，污油会凝结成漆膜，这是一种粘性颗粒的积聚，会堵塞管道并覆盖表面，增加摩擦并加速磨损。水和金属污染物引起氧化反应，最终破坏油。减少这些不良影响的一种方法是定期更换润滑油。但这也带来了自身的问题。新油很贵，安全处理被污染的油也很贵。频繁的换油意味着额外的维护劳动和生产时间的损失。并且在组织努力减少其整体环境影响的时候，高油耗是不受欢迎的。用户希望他们使用的机油和润滑油尽可能干净，尤其是液压油。但是对于每一台机器来说，总会有一个问题点，那就是产量与满足某些清洁标准的所花费的成本不相称（投资回报比）。因此，在谈论油品该有的最佳清洁度问题时，没有唯一的答案。相反，清洁度水平和目标应该基于用户的战略性维护来确定。用户希望自己的油是清洁的，但不想花费额外的投入来使油变得更清洁。在确定操作所需的清洁度和优化成本时，有几件事需要考虑。所需清洁度水平(RCL)是作为机器润滑维护计划的一部分而建立的目标清洁度水平。油品需要是清洁的，但是从油中去除每一种污染物或者每次油被污染时更换油是不现实的，并且朝向更清洁的液压油的每一额外步骤都增加了金钱成本和花费的时间。决定机油最佳清洁度包括一些以下因素。1、部件污染敏感度
这台机器的部件有多精密？某些机器部件，如阀门和泵，对污染更敏感。带有高度敏感部件的机器需要高度清洁。液压油和液压部件通常对水等污染物特别敏感，因此通常要求更高的清洁度。下表可作为理解不同部件和压力如何影响清洁度目标的指南。在设定自己的油品清洁度目标时，请务必咨询您的设备供应商并考虑充分您的特定应用场景，包括其工作温度和环境。- 下图为在各种压力范围下与不同部件一起使用的液压油的目标清洁度示例（ISO 4406）
关键部件 | 系统压力 |
<1,500psi | 1500-2500psi | ＞2500psi |
伺服阀 | 16/14/12 | 15/13/11 | 14/12/10 |
比例阀 | 17/15/12 | 16/14/12 | 15/13/11 |
可变容积泵 | 17/16/13 | 17/15/12 | 16/14/12 |
插装式阀 | 18/16/14 | 17/16/13 | 17/15/12 |
固定活塞泵 | 18/16/14 | 17/16/13 | 17/15/12 |
叶片泵 | 19/17/14 | 18/16/14 | 17/16/13 |
压力/流量控制阀 | 19/17/14 | 18/16/14 | 17/16/13 |
电磁阀 | 19/17/14 | 18/16/14 | 18/16/14 |
齿轮泵 | 19/17/14 | 18/16/14 | 18/16/14 |
ISO 4406 | NAS 1638 | 油品状态 | 适用系统 |
12/10/7 | 0 | 极致清洁 | 航空航天、各类测试台 |
14/12/10 | 3 | 非常清洁 | 所有常规油系统 |
16/14/11 | 5 | 清洁 | 伺服和高压液压系统 |
17/15/12 | 6 | 轻度污染 | 标准液压和润滑系统 |
19/17/14 | 8 | 新油 | 中低压油系统 |
22/20/17 | 11 | 严重污染 | 不适用于任何油系统 |
2、设备系统预期寿命
你预计这台机器能用多长时间？通常以小时计算，机器的寿命受污染程度的影响很大。如果您希望机器长期使用，您会希望对机器中的污染进行更严格的控制。另一方面，如果您希望定期更换机器，您不必担心机器长期健康方面的污染（污染不应被完全忽略，因为它仍会影响机器的性能和生产率）。3、部件更换的总成本
更换一个部件要花多少钱？具有昂贵或复杂部件的机器通常要求更高的清洁度；你不希望更换昂贵的部件的次数大于该部件的设计标准。相反，如果更换部件的成本比保持高清洁度更便宜，清洁度标准可以放宽。但必须要考虑更换该部件所需的其他成本，如停机时间、人工、生产损失等。4、停机成本
如果某台机器闲置，是否会对生产造成重大影响？如果是这样，那么机器应该有更严格的清洁度目标。相反，如果一台机器的故障不会中断整个生产，那么这台机器可以有更宽松的清洁度要求。与低寿命机器一样，在考虑机器的生产率和性能时，仍应考虑污染。5、风险
机器故障会带来安全风险吗？如果是这样，就清洁度控制而言，应尽一切努力保护机器。您最不希望处理的是因润滑不足而导致的安全事故。安全应该是不计代价的。一旦设定了所需的清洁度，就必须努力达到这些目标。可以采用主动维护策略来达到并保持清洁度水平。对于液压系统，良好的主动维护计划将污染物排除和污染物清除要素结合起来。污染物排除通常比污染物清除更具成本效益；将污染物挡在机器外面比清除已经在机器内部的污染物成本和代价更低。实施主动润滑计划可能很复杂，需要定期进行油品分析、数据趋势分析和状态监控。转向主动润滑模式可能很困难，但将液压油视为需要保护的投资而不是需要消费的产品很多好处将显而易见。正如我们所见，更清洁的液压油可以提高设备可靠性，甚至延长油品及其保护的机器的使用寿命，并且大幅降低因此带来的成本消耗。下图为全球知名的权威润滑咨询管理公司Noria公司统计的油品清洁度和部件寿命的关系图。众多国际知名的油品、轴承、阀门、泵、过滤系统、液压系统等公司都在使用这张表。从该表中可以看到液压系统的清洁度由ISO 21/19/16（NAS 10级）提高到ISO 14/12/09（NAS 3级），液压系统的寿命可以提高7倍。
目前我国不同行业的液压系统的使用标准主要集中在NAS 8 ~ 10级，提升空间巨大。可以看到，提高油品清洁度可以大幅延长相关系统的寿命，降低故障率，降本增效！
毫无疑问，液压油是液压系统的生命线。确保液压系统的清洁度和无污染油品对于防止损坏和延长液压系统的使用寿命至关重要。一些新开发的过滤材料用于更强大的过滤元件，通过确保更长的使用寿命来降低运营成本。因此，对于未来的滤芯更换，用户应该首先比较不同供应商的滤芯技术规格。独立于过滤器外壳制造商，使用新一代过滤介质可显著降低运营成本。在21世纪，液压行业正在引入与现代技术相结合的新液压应用，从而在未来几年内提供更有效的解决方案。通过为当前问题提供廉价的解决方案，改进的技术将有助于解决当前的行业挑战。我们还可以预计，流体动力将用于许多先进的领域，而且价格低廉，易于维护。随着技术的进步，液压系统的可靠性也会提高。
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