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液体活塞式压力计润滑油使用浅析

编辑:金沙官网        发布日期:2018-05-20        点击量:654

活塞式压力计是压力计量的主要标准器,在全国各计量站、检验所发挥着压力量值传递的重任。自2007年12月14日正式施行JJG59-2007《活塞式压力计检定规程》以来,根据其,6.2.1.3款推荐润滑油的要求,压力计使用润滑油由原来的药用蓖麻油改为运动粘度低的癸二酸脂。由这些实验室发布的校准证书应有包括测量不确定度和/或符合确定的计量规范声明的测量结果。以蓖麻油为润滑油的老式活塞式压力计报废。由此可知,润滑油在活塞式压力计整个生命周期中扮演了重要角色,是保证其性能正常的重要条件之一。根据液体活塞式压力计多年使用经验,现将液体活塞式压力计润滑油选用与维护作简要先容。

液体活塞式压力计润滑油使用浅析

活塞式压力计润滑油的作用

活塞式压力计润滑油的主要作用包括以下5个方面。

1、传压

传递压力显然是活塞式压力计中润滑油的最基本作用。重庆计量校准是指一些电子仪器用来校对和测量的基本功能。只有在配合适当粘度的介质条件下,活塞式压力计才能正常传递系统内部压力,实现在活塞下端面上液面压力与活塞所产生压力的平衡,从而复现特定压力量值。

2、密封

活塞杆与活塞筒作为具有相对运动的轴孔配合件,其配合面间存在配合间隙,为使其能正常工作,必然要利用润滑油进行密封,才能确保压力正常保持。当然,这种密封不是绝对的密封,而是使泄露量尽可能小,体现在活塞式压力计技术指标上就是活塞下降速度合格。

3、润滑

活塞式压力计正常工作时,活塞杆需要在活塞筒中旋转,如无有效的润滑,活塞杆与活塞筒将存在干摩擦,这将很快导致配合间隙过大而出现渗漏。因此,活塞式压力计润滑油还应起到润滑活塞杆与活塞筒的作用。

4、清洗

活塞杆与活塞筒间存在相对运动,必然会因摩擦而出现少量金属粉末,为了避免这些粉末加剧活塞式压力计的磨损,润滑油还应起到一个清洗的作用,将这些粉末混溶后及时带走。

5、防锈

活塞杆和活塞筒为金属件时,其金属的氧化锈蚀不可避免,为降低这种锈蚀对活塞式压力计造成的危害,需利用润滑油在活塞式压力计的活塞配合件表面形成一层油膜,以减少金属面与其他氧化性物质接触,从而起到防锈的作用[3]。

 

润滑油选用不当造成的危害

活塞式压力计润滑油选用不当,将给整个活塞使用带来极大的危害,轻则导致性能下降,重则直接导致活塞式压力计寿命提前终结,这对以其作为主标准进行建标的单位是一件极为严重的事故。

1、活塞式压力计密封性降低

当选用的润滑油粘度不足时,活塞式压力计将出现明显的渗漏,在活塞式压力计活塞杆与活塞筒配合面的上部会出现明显的油液。

2、活塞式压力计加速磨损

当选用的润滑油的粘度过大时,因为润滑油不能正常进入活塞杆与活塞筒之间,使得活塞配合面间缺少润滑,从而导致活塞的磨损。其前期的症状就是活塞转动延续时间很短,卡滞明显,而到后期感到活塞能正常传动,但抽出活塞杆用干净的棉花擦拭能看到明显的金属粉末。

3、活塞式压力计指标下降

当选用的润滑油不合适时,活塞不仅使用效果极差,而且正常使用中均可以感到明显的指标下降,比如活塞转动困难,转动延续时间变短,活塞下降速度很快等,这时应注意检查活塞所用的润滑油。

4、污染被测对象

在开展量传工作时,润滑油必然要与被测对象相接触,这时会将少量润滑油带到被测对象中,当选用的润滑油不合适时就可能会出现污染被测对象的问题。比如用于校准低一等级的数字压力计时,传感器容积腔中会有润滑油残留,如果润滑油的酸碱度不合适,将会腐化侵蚀其金属、橡胶密封件等,从而改变其性能。

 

润滑油选用准则

1、基本要求

(1)粘度合适

粘度过低可能导致活塞配合面软化不充分,会导致活塞磨损加剧,或是不能达到设定的工作压力;粘度过高则使活塞转动阻力增大,影响活塞的转动延续时间,降低活塞的灵敏性,特别是低量程活塞压力计影响极为严重。

给出了活塞压力计粘度与活塞转动延续时间和活塞下降速度的关系,如下式:

式中:ω为转动角速度;v为活塞下降速度;ω0为转动初速度;μ为运动粘度;Y为活塞配合间隙;J为活塞转动惯量;r为活塞半径。对于某一台活塞式压力计,当式中Y,J,r,p确定时,式(1)中ω=0时对应的t为活塞式压力计的转动延续时间,由式(1)可知,当使用运动粘度小的润滑油时,会提高t;而式(2)中,选用较大运动粘度的润滑油时会有较小的下降速度v。根据JJG59-2007《活塞式压力计检定规程》4.5及4.6中的要求,活塞式压力计的转动延续时间不得小于规定值,下降速度不得大于规定值。取极限情况,对一台最小活塞质量为250 g,活塞面积为0.4 cm2,砝码直径14 cm的液体活塞压力计,简单计算可知其允许粘度范围:7~13 mm2/s,大约对应一般变压器油的10~45#的样子。由此可见,活塞式压力计润滑油粘度要与其自身特性相适应,才能确保满足压力计性能指标要求。

2)质地纯净、杂质少,酸度合格

根据常用的橡胶密封圈的特性可知,当压力计酸度值不大于0.05 mgKOH/g,可有效避免管道及密封元件腐化侵蚀。油液不能含有易分解物和挥发性物质,以免堵塞油管和元件小孔或是造成油液中产生气泡变质。

3)相容性好

相容性好是指润滑油与其接触的物质不产生反应,改变其性能的能力。特别值得关注的是润滑油与活塞压力计密封材料的相容性问题。越来越多的润滑油产品对橡胶相容性提出了要求,因此,如所选活塞压力计上所用的橡胶密封材料不能更换,则选用替代型号润滑油时应查看其能否适合该类密封材料。

4)化学稳定性好

因活塞压力计润滑油需要在一定压力下与空气相溶,故应选氧化安定性时间指标长的产品,确保不会在正常使用时下出现油液变质,防止润滑油粘度改变或阻塞油路。可按照GB/T 12581-2006《加抑制剂矿物油氧化特性测定法》定量评价润滑油抗氧化性,通常应达到12个月以上。

5)抗泡沫性好,抗乳化性好

活塞压力计正常使用时润滑油必定要反复流动,不可避免地会溶入气体而产生泡沫,严重时会在系统中引起断油或空穴现象,可导致系统不能正常造压。GB/T 12579-2002《润滑油泡沫特性测定法》和GB/T 8022-1987《润滑油抗乳化性能测定法》中虽有润滑油泡沫特性和抗乳化特性测定方法,但比较复杂,不实用。实用而简易的测试方法是用一个广口瓶,注入润滑油,再注入能覆盖瓶底的少量水,然后用力摇晃形成乳白色溶液,放置24 h后能用肉眼看到完全分离则认为抗乳化性可用。

6)对人体无害,成本低

油液应无毒,对皮肤刺激性较弱,以免对使用人员造成危害。

2、替换性使用准则

一般说来,优先使用活塞压力计原配用的润滑油,这样能确保活塞式压力计性能状态满足设计要求。如因采购不便等原因,不能获得时,则应考虑采用等效替换的方法寻找替代用品。我单位进口的英国Druck活塞式压力计,因油液使用1年后,消耗完毕,难以采购原配用润滑油,所以采用25#变压器油替代。经过多次试验测试证实:25#变压器油能完全满足性能要求。

此外,对部分有特殊要求的活塞压力计,润滑油可能需要采用两种或多种润滑液调和,这时应确保调和替换品满足以下要求:一是粘度达到要求;二是抗乳化、抗氧化能力强;三是对应小量程的活塞式压力计,要注意替代品的密度,精确测量时考虑其液位差带入的影响量;四是当采用两种介质进行调和时,应在设定的混合比例下充分混合,并注意所用调和介质使用的要求,比如对于易燃的调和品,应给出明显的标识。

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