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警惕污染颗粒对风电齿轮箱的危害
更新时间:2015/2/8 16:46:51

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污染颗粒是导致齿轮箱失效的一个重要因素,而控制污染的最可行的办法就是在齿轮箱中加入在线和离线过滤设备。据权威机构介绍,能够保证润滑油连续有效过滤的齿轮箱,其轴承寿命可提高2.6到3.7倍。

风电齿轮箱的污染颗粒来源有很多,最常见的以下四种:

(1) 设备内残留的颗粒,主要是制造和工作初期磨损所留下的污染物,包括没有彻底清理的砂粒,装配和修理时落入的金属屑、毛刺、焊渣等。

(2) 系统内摩擦副的金属磨屑,金属磨屑是摩擦副表面在相对运动过程中,表面相互摩擦与磨损而形成的产物。

(3) 系统在工作中外界侵入的颗粒,包括灰尘、细砂等杂质,它们通过两条途径进入油路系统,一是空气滤清器性能不良或网眼太粗;二是在加注或更换新油液时,使用的容器不干净或加油口没有设置滤网。

(4) 油液衰变产生的微粒,油液在使用过程中,由于氧化、硫化、硝化及添加剂耗损等原因,产生的摩擦聚合物微粒、纤维物微粒、积碳微粒及油渣物微粒。

上述这些固体颗粒一旦停留在齿轮箱中就将产生更为严重磨损,其表现为“冲蚀”磨损、“锉削”磨损、“研磨”磨损三种形式,它们或单独或共同存在。

“冲蚀”磨损是指污染颗粒随着高速流动的油液,不断向油液系统中部件的表面吹射冲刷,使被冲刷部位受到磨损。污染颗粒有软硬之分,软质颗粒的冲蚀磨损使被冲击部件表面变形,在表层下产生缺陷后损坏。硬质颗粒的冲蚀磨损使被冲刷部件表面材料晶格错位、滑移,加剧部件疲劳或使材料表面直接被切屑剥离而形成严重磨损。如图1所示。

“锉削”磨损是指嵌在表面的硬质颗粒对另一个相对运动的表面产生的磨损。这种磨损部件的表面常有明显的划纹与划伤。如图2所示。

“研磨”磨损是指两个相对运动部件的间隙中,进入与间隙尺寸相近的硬质颗粒。部件运动时,硬质颗粒与运动部件表面相接触,像研磨剂一样对所接触的配合表面起着磨削作用,使配合面损伤。这种磨损是油液系统中主要的磨损形式。见图2所示。

那么,如何评价在用油的污染度等级呢?目前广泛采用的是ISO 4406和NAS 1638两个标准。其中ISO 4406是用三个数字表示的,如14/12/10,代表的含义是大于4μm的颗粒级别是14级,大于6μm的颗粒级别是12级,大于14μm的颗粒级别是10级。而NAS 1638是分段来计数定级别的,分为5-15μm、15-25μm、25-50μm、50-100μm和>100μm五段,总级别是五段中的最高级别。

而污染度测试仪器可以使用光阻法、激光感应和电磁感应等测量方法。光阻法和激光感应技术检测所有的粒子,而电磁感应器可以识别有色金属和非有色金属颗粒。其中奥吉娜化工检测中心采用的是美国Spectro公司最新研究的自动颗粒度分析仪LNF Q200,该仪器自动进样,系统自动分析,避免了人为误差,同时还能提供颗粒度形貌的图片,并能通过颗粒的形貌和详细参数,判别出颗粒的磨损类型及非金属信息,同时分辨出气泡和水分,可准确判定污染等级。

综上所述,污染度是影响风机寿命的重要指标。希望可以通过本文引起广大风场维护人员对污染度监测的高度重视,定期检测,保证风机良好运行。

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