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进入新世纪来,中国石化润滑油有限公司牵头起草的液压油国家标准GB 11118.1-2011,综合了国外各个液压油规格的特点,使自身研发的长城液压油在质量标准及性能上已达到了国外先进水平。
时至今日,液压油已然是一个庞大的家族。除了以上不同规格的矿物型液压油,还出现了难燃型、环保型等液压油。
回顾历史,液压技术的起源,最早可以追溯到二百多年前。1795年,英国的约瑟夫·布拉曼发明了世界第一台水压机,早期的液压介质都是水,液压的英语 hydraulics,在很多英汉词典中的解释就是水力学。但使用水作为液压介质,存在着许多缺点。
到了1905年前后,人们发现,矿物油——石油分馏精炼得到的碳氢化合物,比水黏稠,因此泄漏少得多,润滑性好得多,工作压力可以大大提高,同时腐蚀金属件的情况大大减少。此外,由于矿物油的凝固点较水低得多、挥发点较水高得多,可以有更广的工作温度范围,所以,更适宜作为压力介质。当时还特别出现了“油压”一词,以强调区别于“水压”。
一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件(附件)和液压油。矿物油的应用大大推动了现代液压技术的发展,在1905年前后,液压系统的工作压力还仅为4MPa,到了1940年,工作压力为35MPa的液压泵已形成了系列产品。目前,在液压系统中使用的压力介质,以矿物油为基体的约占88%。据统计,2016年全世界消耗约38亿升液压油,价值约45亿美元。
1982年,ISO国际标准化组织提出了《润滑剂、工业润滑油和有关产品---第四部分h组》分类,即ISO 6743/4,对液压油产品进行了标准分类,把矿物型液压油分成了HH、HL、HM、HV、HG等质量级别,不同的质量级别在性能上各有侧重,适用于不同的应用环境。
同时,每个质量级别同时还需对应不同的牌号,以满足设备使用要求。ISO 3448对液压油的黏度牌号进行了分类,中国国家标准GB/T 3141等效采用了ISO的分类方法。就好比衣服的大小尺码,有S、M、L、XL、XXL等,目前液压油的黏度牌号有10、15、22、32、46、68、100、150等八个牌号,以满足不同液压系统的使用要求。其中应用最广泛的牌号如下表。
随着液压技术的迅速发展,液压部件对液压油的性能不断提出新的要求,液压油的规格也不断进行修订,目前有代表性的并普遍被人们承认的抗磨液压油规格有:美国的Denison HF-0、HF-1、HF-2规格,美国 Cincinnati-Milacron 公司P-68(ISO 32)、P-69(ISO 46)、P-70(ISO 68) 规格,德国国家工业标准DIN 51524等。
矿物油在自身温度达到180℃(闪点)左右,会产生大量有害健康的油雾。如果遇到明火还会燃烧。因此,在可能接触炽热金属或明火的场合,例如,炼铁、炼钢设备、轧钢设备、压铸机械、热锻压机械等,液压系统都常采用难燃液压油。
难燃液压油分为以下几类。
1)HFA——以水为主的乳化液,可燃成份一般只有1%~5%。有点类似牛奶,看似均匀的液体。但如用离心机一甩,就会分离出奶油来。这种乳化液价格便宜,主要应用煤矿。由于其大部分会挥发,因此泄漏到大地后危害也不大。受水的凝点和挥发点的限制,工作温度只能在 5~50°C 之间。由于含水多,会腐蚀金属,也容易滋生微生物。
2)HFC——水乙二醇型液压油,含水量为 35%~55%,可达到与矿物油相近黏度,工作温度在-20~60°C 之间。与大多数常用密封材料都相容,抗腐蚀能力强于 HFA。在采掘机械、冶金设备和压铸机械中应用较多。由于水容易挥发,在含水量低于35%时液体的可燃性会大幅增加,所以需经常监测水含量。
3)HFD——合成型液压油,如磷酸酯、氯化烃,或两者的混合物。黏度与矿物油相近,耐磨性能好,抗老化能力高,能用于温度变化较大的场合。与常用密封材料以及喷涂的表面不太相容。而且有毒,会危害生态环境。所以现在应用渐少。
难燃液压油和矿物型液压油在某些方面的性质差别很大。这意味着液压系统的工作参数(转速、压力等)必须降低,液压元件的使用寿命也会降低。
由于矿物油等很难被微生物分解,甚至含有有毒物质,对环境生态有危害。因此在上世纪七十年代石油危机时,芬兰等国就开始研究在液压系统中使用植物油代替矿物油。植物油虽然环保,泄漏到地上或水里,会被微生物分解(可生物降解),但也容易被氧化水解,而且不同植物中提取出来的油,特性也常有差别,这不利于工业液压系统的稳定性。于是出现了酯型液压油,合成酯的化学结构与植物油相近,同样可生物快速降解,但抗氧化性能强得多。而且因为是合成的,容易做到高纯度一致性。在农业机械、森林机械中已越来越多地被应用,同时酯型液压油也有燃点高,不易燃烧的特点,且润滑效果、抗磨效果都优于矿物型液压油产品,因此,也常用于钢厂可能接触明火的液压系统。但缺点是价格较贵。
中国石化润滑油有限公司拥有最全的液压油产品线,长城液压油是中国液压油领域的领军品牌,其卓力系列、AE系列液压油,广泛应用于工程机械、冶金、矿山、机械制造等工业领域,获得了优异的口碑。
长城液压油产品应用广泛,与三一、徐工、宝武、首钢、神华、中煤等大型工业企业深入合作,在各工业领域具有非常成熟的应用经验。中国石化润滑油有限公司出品的长城液压油产品,具有更长的使用寿命,可减少设备换油次数;具有更长的设备使用寿命,可降低维护成本;可以实现更少的停机时间,提高生产效率;具有更好的工厂设备表现,增加企业赢利。
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