润滑油过滤设备与应用
润滑油作为液压系统的润滑剂，其主要作用就是减少机械组件的磨损，因此减少系统循环中硬质颗粒污染物的浓度非常重要，尤其是带有细小间隙的精密系统尤为重要。一般情况通过使用过滤器除去颗粒污染物。液压油通过一定规格的过滤器而不发生堵塞的能力称为过滤性。
一、润滑油污染源分析
润滑油生产主要包括原料入厂，调合，灌装和成品储存四个过程，调合过程基本实现管道式密闭生产，灌装后的成品储存也以密闭包装为主，因此润滑油污染物的主要来源是原料带入，而操作过程(包括维修)造成的污染则为次要来源。成品油的污染源有固有污染物、内部生成污染物、外界侵人污染物和维修造成的污染。
1、固有污染物
成品油的固有物污染包括：
(1)原料油本身含有杂质，如基础油在加工过程中使用吸附剂，如处置不当会混入基础油中，造成基础油污染;
(2)基础油储罐、汽车槽车、火车、油轮等运输工具清理不当，造成基础油混有杂质;
(3)受生产工艺影响，包装物内混有杂质。
2、内部生成污染物
润滑油内部生成污染物主要有：
(1)油品变质，如添加剂的析出、不同油品的混人等;
(2)油罐内壁腐蚀物污染，如Q235 A材质油罐内壁因腐蚀而生锈，造成油品污染，尤其罐顶以及安全液位以上的罐壁等不接触油品的部位;
(3)输送泵、管线磨损产生杂质。
3、外界侵入污染物
外界侵人污染物来自于呼吸阀、检尺口、透光孔、灌装过程造成的污染。
4、维修造成的污染
维修造成的污染来自于输送泵和管线的拆装，焊接造成的污染。
二、润滑油的过滤目的和过滤原理
1、过滤目的
通过一种介质，使固体从液体中分离出来而实现固液分离的过程称为过滤。针对润滑油的使用特性，润滑油过滤的目的是为控制单位体积内机械颗粒的大小及数目。
2、过滤原理
过滤的基本原理是在压力差的作用下，悬浮液中的液体穿过可渗透性介质(过滤介质)，固体颗粒为介质所截留，从而实现液体和固体分离。
常用的过滤方法可分为重力过滤、真空过滤、加压过滤和离心过滤几种。
过滤介质分为滤饼过滤和深层过滤，滤饼过滤应用表面过滤机，通常过滤浓度较高的悬浮液(体积浓度>1% );深层过滤是固体粒子被截留于介质内部的孔隙中，从很稀的悬浮液中分离出微细固体颗粒，在效率相近的情况下，深层过滤器的起始压力一般比表面过滤机高，且随着所收集的颗粒增多其压力降会逐渐增高。
三、润滑油过滤器的选择
1、过滤介质分类及特点
根据过滤原理，滤材分为表面型过滤和深度型过滤两种。
表面型过滤介质具有可清洗再用，绝对过滤，容污量小而不适用于杂质含量高的体系，不适用于软性或纤维杂质的过滤，压降呈直线变化的特点;而深度型过滤介质则具有用毕抛弃，公称过滤，容污量大且使用寿命长，适用于硬、软或纤维各种杂质过滤，能长时间维持一定流量，但到达一定使用时间，压降快速增加，流量快速降低的特点。
2、过滤精度
过滤精度就是指过滤器滤芯孔径的大小，含有杂质的溶液通过滤网时，允许通过的最大颗粒的尺寸，常用滤网的目数或滤孔的直径来表示。
过滤精度不完全表示过滤器的过滤性能，亦即孔径尺寸不能说明过滤度，还要考虑过滤效率(或过滤比率)，根据过滤效率，过滤精度分为绝对精度和公称精度。
绝对精度通常指有100%的去除率，过滤效果可不断重现，多指薄膜和少数致密纤维结构的过滤介质，一般较为昂贵。公称精度只有98% ,甚至更低的去除率，但可增加杂质捕捉能力，多指纤维或无纺布等过滤介质，较为价廉。
3、滤芯寿命
滤芯寿命与润滑油粘度，杂质含量和流量相关。值得一提的是，尽可能降低每支滤芯的承担量，亦即增加滤芯并联数量可以提高滤芯寿命。
假设1支深度型滤芯的寿命为1，若改用N支滤芯来过滤时，总寿命为0. 7 x N²，则每支滤芯的寿命为0. 7 x N²/N，假设N等于2，带人计算，则每支滤芯的寿命为0. 7 x 2²/2 = 1. 4，即滤芯的寿命提高了40%。
4、过滤器的选择
过滤器选择没有最好，只有最合适。选择的时候首先要考虑技术可行性，包括化学配伍(主要是特殊油脂及相关产品，如防冻液过滤器选择不锈钢材质)、过滤精度、操作条件等;另外要考虑经济可行性，包括间歇或连续、滤芯数量、精度搭配等。具体要考虑过滤精度，杂质特性，杂质数量，流量，润滑油粘度，操作/设计压力，操作温度，压差，连接尺寸/类型，结构材料和特别要求等11个因素。
四、过滤器应用实例
润滑油在生产过程中要使用不同型式的过滤装置并进行组合，以减少润滑油的机械杂质，提高润滑油的清洁度。
1、钢网篮式过滤器
钢网篮式过滤器安装在原料入厂卸油泵前，油罐出口输油泵前以及灌装线前，与精密过滤器组合用于预过滤。钢网篮式过滤器内装篮式滤网，滤网精度60目一200目，可除去流体中较大的固体杂质，用于保护设备安全和工艺稳定运行。
2、自清过滤器
自清过滤器安装在灌装线前，与精密过滤器组合，用于灌装初过滤，该过滤器有两组圆盘状的圆片装配在可以旋转的中心轴上，圆片由分隔器隔开，当滤芯旋转时，清洁刀片“梳掉”滤芯狭缝中的杂质，考虑性价比，选用其过滤精度为36 µm。因自清式特点是无滤材消耗，所以能够有效降低后续滤材的消耗成本。
3、钢网滤芯式过滤器
钢网滤芯式过滤器安装在灌装线入口前，与精密过滤器组合，用于灌装粗过滤。受滤材精密度影响，此类过滤器过滤精度低，一般>25 µm，而且过滤效率也低，仅为50%，优点可清洗重复使用，降低后续滤材的消耗成本。
4、袋式过滤器
袋式过滤器安装在灌装线入口前，一般采用串联多级安装，用于灌装粗过滤和精过滤。袋式过滤器的滤袋过滤比β从低到高有多个种类，经试验，使用β为70% , 5 µm + 1 µm滤袋组合，灌装油品可达NAS10级，可以满足油品基本需求，滤袋价格低，虽属于用毕抛弃型，但性价比与其他过滤器相比优越，适用于产量大的油品。同时滤袋拆装方便，还可选择不同过滤比β和不同过滤精度的滤袋，满足不同油品过滤精度要求，如使用β为99%以上，1 µm + 1 µm滤袋组合，油品清洁度达到NAS6级，完全可以满足有高清洁度特殊要求的用户需求，但此类滤袋价格是β为70%滤袋价格的10倍，纳污容量低，必须多级串联。
5、玻纤滤芯式过滤器
玻纤滤芯式过滤器安装在灌装线入口前，用于灌装精过滤，该过滤器过滤效率高，滤芯价格高，也属于用毕抛弃型，但与高过滤比的滤袋相比，此类过滤器纳污容量高，适用于过滤精度要求高且产量小的产品。
对于生产工艺单一的产品线，即不需要换线，且清洁度要求高的产品，可以选择多芯玻纤滤芯式过滤器，如8#液力传动液，由于油品颜色特殊，该产品使用单独的生产线，灌装时没有不同产品切换，不需放空过滤器，选用8芯并联，经测算，性价比优于其他过滤器。
五、润滑油过滤器的管理
保证过滤器的有效性是润滑油生产过程过滤器使用与管理的关键。实现过滤需要具备两个条件：一是具有实现分离过程所必需的设备；二是过滤介质两侧要保持一定的压力差(推动力)。上面介绍的过滤器主要是加压过滤方法，悬浮液中的固体粒是连续不断地沉积在介质内部孔隙中或介质表面上，因而在过滤过程中过滤阻力不断增加，当使用深度型滤芯到达一定使用时间，在纳污饱和之前，压差上升及流量下降得非常迅速，因此必须在纳污能力饱和之前提前更换过滤芯，消除滤芯饱和后再释放的隐患。
润滑油过滤器清洗更换一般采取定期、定过滤量和定压差3种方法，根据过滤器工位、工况的不同，也可以采用以上3种方法的组合。
1、定期清洗或更换
定期清洗或更换便于管理，按该工位的最大工作量和最大污染介质工况，确认清洗或更换周期。考虑到经济性，此方法不适用于生产量波动变化大的有耗材的过滤器工位。在润滑油生产过程，此方法一般用于耗材价格低的滤网滤布、篮式过滤器和自清过滤器，以及灌装线末端的袋式过滤器。
2、定量清洗或更换
定量清洗或更换也比较便于管理，按该工位的最大污染介质工况，确认为清洗或更换量。此方法较定期更换合理，但过滤介质污染度不是一成不变的，当滤介质污染度异常，超过设定的最大工况时，设定的清洗更换量失效，以致过滤失效，尤其滤芯、滤袋有饱和后再释放得风险，因此这种方法一般只在中间过滤器使用。
3、定压差清洗或更换
定压差清洗或更换是较为准确的控制方法，结合滤材制造承压要求，以及纳污容量要求，同时在生产线实际验证，确定清洗或更换的压差值。如钢网滤芯式过滤器，设备厂设定过滤器的报警信号为0. 35 MPa，根据生产验证，滤芯的压差报警在0. 1 MPa -0. 35 MPa之间时，滤芯的纳污容量会急速增加，最终确定压差报警为0. 15 MPa。到达设定压差值时，压差发讯器发出讯号报警，更换过滤芯。对于人工识别滤器前后压力表判定压差的过滤装
置，由于存在操作失误隐患，此类滤器清洗或更换使用定压差和定量两种方法组合控制，如终端袋式过滤器，压差超过0. 1 MPa，或过滤量超过800 t时，更换滤袋，确保产品终端过滤有效。
六、总结
控制油品机械杂质是一个全面而系统的工作，需要从油品入口至出口，对整个生产过程的各个环节都进行控制，根据杂质来源，采取对应措施，将其逐级消除，安装过滤器是目前工况下最直接有效的控制方法。
润滑油生产过程过滤器的选择重要的是做好前期设计，综合考虑各种相关因素，过滤器投用后要制订相应的工艺参数并严格控制，同时在过滤过程中，进行有目的的采样，对过滤效果定期检测，通过PACD(计划，执行，检查和行动)循环，持续改进，不断完善，提高过滤有效性，提高润滑油生产内在质量。
