冶金设备液压介质污染物分析及其控制措施.doc

冶金设备液压介质污染物分析及其控制措施
摘要：液压技术自诞生之日起，便以其不可比拟的优势迅速在各行各业得到了广泛应用，并为推动工业经济的发展提供了极大的助力。与此同时，随着液压技术被大量应用，如何合理分析液压介质污染物并对其进行有效控制，从而在提高冶金设备工作效率的同时，降低其故障概率成了冶金行业亟待解决的重要课题之一。文章通过冶金设备中液压介质的污染源等进行深入分析，进而提出相应的控制措施。
关键词：冶金设备；液压介质；污染物；控制措施
中图分类号：x756　　　　　文献标识码：a　　　　　文章编号：1009-2374（2012）29-0075-03
随着冶金设备的精密化程度越来越高相应对于其液压设备的要求也越来越高。根据相关研究资料结果显示，在液压系统产生的故障中，有70%以上是直接因介质污染导致的，而相应的实验结果同时显示，如能对液压介质的污染情况进行有效控制，则能够使设备无故障时间大幅度提升。
1　冶金设备液压介质污染物分析
1.1　污染物的来源与种类
所谓冶金设备液压介质的污染物就是会对液压系统的工作可靠性、使用寿命与正常工作产生负面影响的外来能量与物质。其主要包括三类，即向系统中侵入的空气态污染物、液态水份污染物以及以颗粒状态存在的固态污染物。其中危害最大的是颗粒固态污染物，其占到因污染物而导致液压系统故障总数的60%～70%。
1.1.1　空气态污染物。此类污染物侵入液压系统的途径往往是通过低压区的泄露部位或是油箱。另外还包括放射线、热能、磁场、静电、微生物、化学物质等。
液压水份污染物。侵入液压系统的水份一般来自于过滤器、空气滤清器、加油孔或是油箱凝结等位置，此外如液压油冷动器出现漏水，也会导致水份直接在液压系统中混入而致使液压油乳化。
1.1.2　颗粒固态污染物。此类污染物的来源主要有三：一是在液压系统工作过程中来源于外界的污染物，比如通过油箱呼吸孔与液压缸活塞杆侵入系统或在维修与注油过程中附带进入系统的污染物等。二是在系统运行中生成的，比如系统元件在磨损过程中产生的磨屑、油液分解与氧化时产生的胶状或颗粒物质、管道内部锈蚀而产生的剥落物质等。三是系统内部原有的污染物，比如系统与元件在制造、装配、加工、包装、试验、运输与储存过程中未被清除而残留下来的污染物，包括清洗溶剂、尘埃、锈片、焊渣、切屑、铸造型砂等。
1.2　污染物的危害分析
1.2.1　空气态污染物侵入液压系统后，所造成的危害包括使润滑性降低、对阀动作造成影响、导致液压马达动作不准确或是缓慢，出现液压缸爬行问题、导致液压油碳化及过热或气蚀、引发气穴，造成阀、泵、管路出现噪音与振动。
1.2.2　液压水份污染物不但会对油膜强度造成破坏，从而使液压油防锈性能与润滑性能降低，而且还会使游离水在元件表面附着，腐蚀金属表面而使锈斑生成，而腐蚀的颗粒物侵入系统后，进一步使系统颗粒固态污染情况加剧。另外，在空气、油液金属颗粒以及水的共同作用下，还会因氧化而产生胶体状淤泥，使液压油劣化加速，进而导致过滤器堵塞或是阀芯粘滞。
1.2.3　由于固态污染物由各类材料组成，具有各种尺寸与形状且大部分属磨粒性，因此如泵阀中侵入大颗粒时，就会使液压元件产生卡死或是堵塞的故障，如换向阀卡死、关闭不严、阀孔堵塞等。另外，磨粒性颗粒侵入摩擦副间隙后，经挫动与辗压，会在材料的表面生成极大应力，在重复作用下，就会导致材料表面滑移、错位，使材料表面出现疲劳剥落，系统内泄增加，并使液压阀的动作出现滞后，系统应有的功能逐步丧失，最终造成系统的突发性失效。
2　冶金设备液压介质污染控制措施研究
液压元件的使用寿命与工作可靠性在极大的程度上是根据系统油液污染程度与元件耐污染能力而决定的。因此要使液压系统元件的工作可靠性与使用寿命得到提升，其主要途径则包括：使介质污染程度降低以及将元件污染耐受度提高。其中要做到有效控制介质污染就必须从设备、制作以及安装调度一直到使用维护的各个阶段进行全程控制，才能将侵入系统中的污染物清除，同时有效防止系统中有污染物侵入。
2.1　设计阶段
2.1.1　以系统温度、流量、压力的主要参数为依据，最大程度地将由于流量、高压、高温泄露、冲击等原因对系统造成的污染减少。采用连锁保护或是温度报警装置来避免液压介质的温度大于60℃。
2.1.2　在设计系统结构时，利用封闭式系统与隔离式油箱，将复杂接头与弯管数量减少等方法使污染源得以减少，同时避免因管路中死角与盲端的存在而对冲洗系统的效果受到影响。
2.1.3　根据系统中各个元件的敏感程度，选择相应等级的滤油器与安装位置，或是专门设计一种滤油系统用以消除侵入系统中的污染物。
2.1.4　利用控制污染新技术使对系统介质在线监测得以加强，并实现对系统介质各类理化指标的实时检测，利于产生问题时能够立即解决。
2.2　制作阶段
在制作液压系统的过程中，必须认真冲洗与清理加工后的管道内壁污染物及零部件中存在的盲孔污染物。而液压系统的安装则应在清洁环境下实施，对外界污染物进行严格控制，严禁带入内部。完成总装后，循环清洗系统，使装配过程中所造成的污染物得到彻底清除。
2.3　安装调试
在制作、酸洗、冲洗管道的过程中，必须操作仔细，对管道内部的清洁情况予以确认后再进行安装步骤。在试车之前，则必须冲洗管路系统，如系统较为复杂，则可分区域分别冲洗各个部分，系统要求高的则需要将冲洗分为两次。系统管路较多的，最好使用专业泵站进行冲洗。需要注意的是，管路冲洗及试车的油液应与工作介质一样，否则就会对系统产生不必要的伤害。比如，当系统的工作介质是水乙二醇时，如冲洗管路及试车时使用的是矿物油，则会在系统内部的盲端位置存满矿物油，当系统正常运行后，在盲端中的矿物油就会和水乙二醇产生反应，形成胶质物质如果这种物质在盲端位置长时间活动，就会对附近液压阀门造成极大的损伤，导致滑阀在短时间内就存在串腔问题，进而对设备产生并不必要的损失。
2.4　使用维护
在设备的使用维护阶段，相关的系统维护人员必须树立强烈的控制污染的意识，对污染给系统形成的危害则应做到充分认识。加强管理并建立健全检修制度，保持系统设备的运行环境清洁，确定液压介质取样、清洁度化验的周期，如有问题产生应及时解决，同时要定期更换滤油器的滤芯。
3　结语
综上所述，由于液压系统是目前冶金设备中被广泛应用的重要组成部分，因此有效控制液压介质污染物，成了保证液压系统运行正常，进而减少液压系统在日常运行中故障的发生率的关键措施。而针对液压系统的三类污染物，我们除了要深入分析其产生的原因，还应根据这三类污染物的特点来制定相应的控制措施，从而真正实现劳动强度降低、维修费用减少、工作效率提升、故障停机机率降低，防止系统维修存在盲目性，使得维修带有一定的预知、预判性。
参考文献
[1]　董续伟，张歧峰，崔敏．冶金设备液压介质污染物分析及其控制措施[j]．科技信息，2011，（11）．
[2]　姜美贞，徐晓峰．液压介质的污染与控制[j]．科技创新导报，2009，（25）．
[3]　魏洪岩．浅谈液压系统污染物的预防与控制[j]．中国科技博览，2012，（7）．
[4]　李毓环．液压介质污染的产生与控制[j]．包钢科技，2005，31（1）．
[5]　威海戥同测试设备有限公司．液压介质中空气含量过大对液压系统可靠性的影响[r]．中国航空学会控制与应用第十三届学术年会，2008．
作者简介：丁宇（1972-），女，山东嘉祥人，中冶南方（武汉）重工制造有限公司中级工程师，研究方向：冶金机械设备的制造和设计。
（责任编辑：周加转）