军用飞机液压系统污染危害及控制

2017-04-13唐有才邹刚李国强

设备管理与维修 2017年2期

关键词：液压油油液附件

唐有才，邹刚，李国强

（海军航空工程学院青岛校区，山东青岛266041）

军用飞机液压系统污染危害及控制

唐有才，邹刚，李国强

（海军航空工程学院青岛校区，山东青岛266041）

分析军用飞机液压系统污染的主要原因及危害，从设计、制造、装配、使用和维修等方面提出预防措施。

飞机液压系统；污染；控制

0 引言

随着新型军用飞机液压系统不断向高压、高温和大流量方向发展，对系统附件的可靠性、油液清洁度以及工作环境的要求更高，液压附件活动配合面间隙越来越小（如伺服阀配合间隙只有0.035～0.045 mm），油液污染对液压系统产生的影响和危害也越来越大。近3年某新型战机578个机械故障中有215个是液压系统故障，215个液压系统故障中有172个故障是由液压系统污染引起。由此可见，军用飞机液压系统故障多，且主要原因是油液污染。

油液污染引起的故障具有危险性、偶然性和间歇性等特点，对其控制、分析和排除十分困难。液压系统是完成飞机各舵面操纵、起落装置收放和机轮刹车等工作的重要装置，控制液压系统污染是我军航空维修工作中亟待解决的重要难题。

1 液压系统污染物的种类与危害

污染物是指液压油中存在的对系统有害的物质。军用飞机液压系统污染物主要有固态、液态和气态3类，其中固态污染物的危害最为严重。

1.1 固态污染物危害

液压油中的固态污染物会加速附件的磨损、破坏密封、堵塞管路和节流孔，并使液压附件的活动配合面卡滞或划伤。

（1）研磨。含有固态污染物（颗粒）的液压油，类似研磨金属加工面所使用的研磨剂，这些颗粒硬度一般都很高；当液压附件工作时，夹杂在配合面间的颗粒将会与金属表面反复作用，导致镀层表面产生开裂或小碎片，产生磨削，使配合间隙增大或卡滞不能正常工作，如图1所示。

（2）吹蚀。固态污染物随着高速流动的油液不断“冲刷”着暴露在管道中的附件表面或棱边，使之不断遭到磨损性损伤，并使节流孔的孔径增大导致调节失灵，如图2所示。

（3）卡滞与堵塞。由于颗粒污染物形状不规则，在油压作用下进入附件活动配合面之间，导致配合面发生卡滞或卡死而不能正常工作。

1.2 液态污染物危害

（1）加速金属锈蚀，使金属表面磨损严重。液压油中的游离水与液压油互相作用，生成沉淀和腐蚀性物质，使油液性能变差，油液表面张力和黏度减小，破坏附在金属表面的油膜，使润滑性变差，加快金属表面的磨损和锈蚀。

（2）加速微生物繁衍生息，使油液污染加重。液压油中水分子是微生物在油液中赖以生存的必要条件，尤其是乳化水能为一些有害细菌提供生存的环境；由于微生物能产生酸性物质，从而加速了化学腐蚀过程，加剧了液压附件的腐蚀。

1.3 气态污染物危害

（1）产生气穴，引起气蚀。当压力下降到一定程度时，溶解在油液中的气体就会呈微小气泡游离出来悬浮在液体中，气泡迸入高压区受到绝热压缩，最后溃灭，使高压油液以很高速度冲向气泡中心，互相摩擦和撞击，使温度和压力骤然升高(局部温度可达1000℃、压力可达80 MPa)；如这种局部撞击发生在固体壁上，将加剧附件表面的氧化腐蚀。当气泡进入系统传动部件中，则传动动作迟缓，甚至出现传动时快时慢或爬行现象；气穴还会使油泵气塞，导致供油量迅速下降并使油压脉动加剧。

（2）破坏润滑，加速油液氧化变质。油液中的气体会使附在零件表面的油膜遭到破坏，减弱油液的润滑性，使相对运动的表面出现粘合磨损；高温高压环境下，气体还容易造成液压油氧化变质，生成有害的酸性物质或胶状沉淀物，腐蚀液压附件。

图1 切削磨损

2 液压系统污染原因分析

2.1 系统自身抗污染能力不高

目前军用飞机大部分采用15号航空液压油，沸点高、凝固点低、润滑性较好、对金属腐蚀小及具有机械稳定性和化学稳定性等优点。但随温度升高，液压油的理化指标（如黏度、酸碱值等）下降，特别是当混有其他液体和气体后容易氧化变质。另外，在飞机设计、生产、装配等过程中，由于对液压系统污染控制考虑不足，致使系统和附件存纳污能力和防污染的能力较差。如飞机液压助力器进口油滤的孔径为16 μm，比液压助力器配油柱塞与衬套的间隙大32倍，无法有效控制污染。

图2 冲蚀磨损

2.2 对污染控制的重要性认识不足

对系统污染的危害和控制污染重要性的认识不足，导致一些机务人员在拆装、修理、检查、排故等实际工作中不按规章要求进行。如在附件的拆装、分解和装配前后不按规定要求清洗，拆下的液压附件及管接头不能及时包扎好，在检查系统污染度时未按规定程序和要求对液压油进行采样和检测等，这些是导致目前军用飞机液压系统污染严重的一个主要原因。

2.3 对污染控制的监督、管理和落实不够

虽然颁布了与液压系统总规范GJB638A相协调的液压污染控制标准体系，明确了飞机液压系统污染度验收和控制水平，但由于没有专门负责污染控制工作的部门和人员，缺乏有效的监督管理，导致地面液压设备、加油用具没有专人管理。油料的存放、运输和使用也无法实施有效的污染控制。另外，部队配发的一些液压保障设备也不能满足污染控制要求，如配发的地面油泵车仅装有1个粗油滤；配发的油液污染度测试仪功能单一，只能检测出固态污染物；没有配发液压清洗车，无法对液压系统进行有效清洗，这些是造成系统污染的又一个主要原因。

3 液压系统污染控制

3.1 系统抗污染设计

（1）设计时充分考虑便于污染的监控和排除，合理选择和设置过滤装置，最大限度地减少、消除污染源，将污染水平控制在允许的范围内。

（2）在选材（密封件及胶管）和选元器件时考虑与工作介质的化学相容性，尽量选择污染度低而耐污染能力强的液压元件。

（3）建立附件、部装、试飞等测试控制分站，将污染控制向辅机厂延伸，不断提高控制水平，减少外部进入污染。

（4）各类自制和外购液压元件在装入系统前，必须对元件和系统进行清洗，测试判定污染度合格后方可装入系统，并清除加工和组装过程中残留的污染物。

3.2 提高对污染控制的认识

（1）加强维修人员“6项素质”和“3负责”的教育，提高责任心，把“负责”精神贯彻于每项机务工作中。

ICP-MS法同时测定益中生血片中12种微量元素的含量…………………………………………………… 高连丛等（22）：3088

（2）加强专业培训，尤其是要加强对油液污染检测专业人员队伍建设和培养，不断提高他们的业务水平，使每个机务人员掌握污染控制的知识、方法和手段，充分了解污染物的危害，增强防污意识，明确污染控制工作的重要性、艰苦性和长期性。

（3）加强对规定、规程和细则等机务法规的学习，尤其是有关污染控制标准和规定的学习，使之在机务工作中一切按规章制度办事，养成良好的机务作风，培养防污染的自觉性。

（4）建议上级有关部门编印污染控制方面的教育材料，尤其是编印部队液压系统污染导致的典型故障和飞行安全的事例，增强教育效果。在提高认识的基础上，把预防液压系统污染的每一项措施，变成每一个机务人员的自觉行动，减少和避免液压系统的污染。

3.3 把好“五关”，使污染控制落到实处

（1）把好“油料加添关”。加入液压系统、附件和保障设备的液压油必须符合规定的污染度要求，各种化验、批准手续齐全，不能认为新油就是干净油而不检查、不过滤；加添液压油时要用专用的加油设备，加油器具应由良好的防尘和过滤装置，每次使用前都要注意检查加油器具是否清洁。

（2）把好“拆装关”。在维修活动中，拆装液压系统导管、附件比较频繁，要严格按规定对所拆的附件、导管用玻璃纸或蜡纸进行包扎，拆装前要清洗附件周围，防止脏物进入系统；更换的导管要用汽油清洗干净，并用冷气吹干后方可装机。

（3）把好“修理关”。机务人员必须在修理全过程中都要采取有效的污染控制措施，即在分解附件前要清洗附件外表，内部修理后一定要清洗干净，避免附件在分解、装配、调整和试验等一系列维修活动中混入污染物。

（4）把好“地面设备使用关”。检查液压保障设备是否满足使用要求，并严格管理制度和操作规程，使其处于良好可用状态；地面油泵车的导管要有堵头，使用前要检查是否清洁，并清洗连接导管的接头；液压试验台与油泵车的油滤要定期进行清洗、检查和更换。

（5）把好“监控关”。机务人员不仅要经常、仔细检查油液污染状况，还要加强对污染控制的研究分析，不断改进污染监控的方法和手段，以便对污染实施有效控制。另外，对污染严重的系统清洗合格后，必须加强监控，若在20飞行小时之内系统又有严重污染或油滤污染指示器提前指示，则应立即再次采样检测，如检测结果高出控制水平，则应视为异常情况，应查明原因、排除故障，直至合格为止；并在再次飞行后应立即进行采样检测，并加大污染监控的密度。

3.4 采取有效措施，做到标本兼治

（1）建立完善的监督管理制度，实行岗位责任制，对机务人员维修工作进行有效的监督和检查，力争使控制污染的各项规定和要求都落到实处。如液压油和设备必须有专人保管维护；在进行液压系统工作前和飞行前，必须按照要求做好准备和检查工作，如检查油量、擦干净各动作筒的活塞杆等，使得防污染工作成为机务人员的自觉行动。

（2）建立飞机液压油检测与研究制度。按照规程及有关技术文件，对液压油的化验更换及设备的维护建立正规有效的管理机制，配备实用、简便、高效的污染检测设备，使其成建制成系统，加强对飞机油液污染的跟踪监控和研究；并对每架飞机建立油液档案，做好数据积累和分析工作，以便及时掌握系统污染状况。

（3）定期循环清洗和更换飞机的液压油。如空军某部队确定每飞行50 h(或使用1年)，对飞机液压系统清洗1次，更换新油，可使系统故障率下降40%。

（4）大量采用先进的科技成果，对现役飞机和地面设备进行加改装，以提高装备自身的性能和抗污纳污的能力。如推广液压系统加装磁塞和污染指示器，以便观察系统污染情况；在系统和地面设备中加装高精度油滤，以有效控制污染等。