266000 中鐵十四局青島地鐵2號(hào)線項(xiàng)目部 山東 青島|卞淑琴
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泥水盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)污染分析及控制
266000 中鐵十四局青島地鐵2號(hào)線項(xiàng)目部 山東 青島|卞淑琴
摘要:以青島地鐵施工中成功應(yīng)用泥水平衡盾構(gòu)機(jī)為例,闡述了液壓系統(tǒng)污染的危害性及途徑,并對(duì)控制和減少油液污染提出了相應(yīng)對(duì)策。關(guān)鍵詞:泥水盾構(gòu);軌道交通;液壓系統(tǒng);污染;控制方法
軌道交通以其快速、便捷、運(yùn)量大、無污染等優(yōu)點(diǎn),迅速成為緩解城市交通擁擠的首選方案。與此同時(shí),盾構(gòu)法隧道施工也得到了日益廣泛的應(yīng)用。
盾構(gòu)作為集機(jī)械、液壓、電氣與自動(dòng)化控制等于一體的綜合型大型施工機(jī)械,其故障率的高低直接影響到隧道的質(zhì)量、安全和進(jìn)度,而液壓系統(tǒng)污染是造成盾構(gòu)故障停機(jī)一個(gè)非常重要的原因。液壓油污染嚴(yán)重時(shí),會(huì)導(dǎo)致液壓元件磨損加劇出現(xiàn)故障,使液壓系統(tǒng)工作性能變壞。據(jù)統(tǒng)計(jì),液壓系統(tǒng)故障中70%以上的故障是由于油液污染而造成,其中75%以上是固體顆粒的污染。因此深入研究盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)的污染原因,并針對(duì)新盾構(gòu)制作、轉(zhuǎn)場運(yùn)輸、掘進(jìn)施工以及維保等各個(gè)環(huán)節(jié),采取必要的污染控制方法,減少液壓污染造成的故障停機(jī)時(shí)間,提高盾構(gòu)設(shè)備完好率,顯得異常重要。
a液壓油氧化變質(zhì)
盾構(gòu)機(jī)在工作時(shí),液壓系統(tǒng)由于各種壓力損失產(chǎn)生大量的熱量,使系統(tǒng)液壓油溫度上升,系統(tǒng)溫度過高時(shí)液壓油容易氧化,氧化后會(huì)生成有機(jī)酸,有機(jī)酸會(huì)腐蝕金屬元件,還會(huì)生成不溶于油的膠狀沉淀物,使液壓油的粘度增大,抗磨性能變差。
b液壓油中混入水分和空氣
液壓油新油有吸水性,含有微量水分;液壓系統(tǒng)停止工作時(shí)系統(tǒng)溫度降低,空氣中的水氣凝結(jié)成水分子混入油中。液壓油中混入水分后,將降低液壓油的粘度,并促使液壓油氧化變質(zhì),還會(huì)形成水氣泡,使液壓油的潤滑性能變差還會(huì)產(chǎn)生氣蝕。液壓油能溶解部分空氣,有時(shí)還會(huì)吸入氣泡??諝饣烊胍簤河椭锌杉涌煲簤河脱趸冑|(zhì),還會(huì)引起噪聲、氣蝕、振動(dòng)等。
c液壓油中混入顆粒污物
液壓系統(tǒng)及元件在加工、裝配、儲(chǔ)運(yùn)中將污物混入系統(tǒng)中;使用中漏氣或漏水后形成不溶物;使用中金屬零部件磨損后產(chǎn)生的磨屑;空氣中灰塵的混入等,這些都易形成液壓油中的顆粒污物。液壓油中混入顆粒污物,容易形成磨料磨損,降低液壓油的潤滑性能,冷卻性能。固體顆粒污染的原因有以下幾種:①液壓系統(tǒng)本身原有殘留雜質(zhì),如制造裝配過程中產(chǎn)生的,又未得到徹底清除;②新油中含有雜質(zhì),因?yàn)橛鸵毫鹘?jīng)的油管和儲(chǔ)存油液的油桶含有雜質(zhì);③隧道下作業(yè)環(huán)境惡劣,各種飛揚(yáng)的物質(zhì)顆粒浸入液壓系統(tǒng);④液壓系統(tǒng)維護(hù)時(shí)拆裝元件和管路等過程中造成污染物的侵入,或加油、換油時(shí)使用了不潔的過濾容器帶進(jìn)的污染物等;⑤來自機(jī)械摩擦、變形和化學(xué)反應(yīng)等方面的污染。
為保證盾構(gòu)機(jī)的正常掘進(jìn),就必須保證液壓系統(tǒng)正常可靠的工作,要保證液壓系統(tǒng)正??煽康墓ぷ?,必須對(duì)液壓油污染進(jìn)行控制。
a控制液壓油的工作溫度
液壓油工作溫度過高對(duì)液壓系統(tǒng)的工作元件不利,同時(shí)會(huì)使液壓油加速氧化。一般盾構(gòu)液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控制在65℃以下,盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)工作溫度以控制在80℃以下。控制液壓油的工作溫度主要是對(duì)液壓系統(tǒng)的冷卻器性能的控制,整個(gè)液壓系統(tǒng)液壓油油量的合理控制,液壓系統(tǒng)元器件負(fù)荷及轉(zhuǎn)速的控制。
b元件和系統(tǒng)在加工和裝配過程中進(jìn)行清潔
元件在加工制造中,每一工序都必須對(duì)加工中殘留的污染物進(jìn)行凈化清除;元件裝配前必須進(jìn)行清潔處理,裝配后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清潔和檢驗(yàn);油箱和管道在去除毛刺、焊渣等污染物后,需進(jìn)行酸洗以去除其表面氧化物;對(duì)初裝好的液壓系統(tǒng)作循環(huán)沖洗,并定時(shí)從系統(tǒng)中取樣分析,循環(huán)沖洗直至系統(tǒng)清潔達(dá)到要求。
c防止污染物混入液壓系統(tǒng)
油箱要合理密封并裝設(shè)高效能的空氣濾清器以防止塵土、水分的進(jìn)入;注入新油必須經(jīng)過有效的過濾,系統(tǒng)的回油也應(yīng)進(jìn)行有效的過濾;管路接頭等連接處密封嚴(yán)密,防止塵土、水分和空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng);活動(dòng)件(如液壓缸活塞桿端)必須裝有防塵密封裝置。
d液壓油的過濾和凈化
液壓油過濾器(濾油器)是液壓系統(tǒng)中控制油液污染的重要元件,濾油器的應(yīng)用必須保證過濾精度符合系統(tǒng)的使用要求,由流體阻力引起的壓力損失應(yīng)盡可能小,并應(yīng)具有足夠的油垢容量;定時(shí)對(duì)濾油器進(jìn)行檢查和凈化。液壓系統(tǒng)油液的污染度隨著外界污染顆粒侵入率和系統(tǒng)內(nèi)各種磨損顆粒數(shù)的增加而增大,隨著過濾比的增大而減小,因此合理選擇過濾器可有效地降低系統(tǒng)的污染度。固體顆粒是工程機(jī)械液壓系統(tǒng)污染的主要來源,通過合理選擇濾油器的過濾比是控制系統(tǒng)污染的主要措施。
e定期檢查、加注或更換液壓油
液壓油在使用過程中,污染物的侵入會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)造成不良的影響,要對(duì)液壓油污染進(jìn)行有效的控制,必須定期對(duì)各密封處、接頭處進(jìn)行檢查處理,對(duì)液壓系統(tǒng)的液壓油進(jìn)行檢查分析,還要定期更換液壓油。更換液壓油時(shí)必須將舊液壓油放凈,整個(gè)液壓系統(tǒng)必須先清潔后,再注入新的液壓油。
f采用液壓油污染度的離線監(jiān)測(cè)技術(shù)
在盾構(gòu)機(jī)械上采用液壓油取樣污染度離線監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)液壓油在使用過程中的品質(zhì),而且能及時(shí)準(zhǔn)確地顯示污染等級(jí)及相應(yīng)的原因,當(dāng)濾芯的污染度達(dá)到相應(yīng)的值時(shí),報(bào)警裝置也會(huì)進(jìn)行報(bào)警,提示維護(hù)人員及時(shí)更換,以確保盾構(gòu)機(jī)在使用中液壓油性能及品質(zhì)的良好性。
探索盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)污染的原因,確保盾構(gòu)液壓系統(tǒng)的清潔,可以有效減少盾構(gòu)的故障停機(jī)發(fā)生頻率,提高盾構(gòu)掘進(jìn)施工的穩(wěn)定性和安全、可靠性。因此,在新盾構(gòu)制作、運(yùn)輸和總裝調(diào)試、拆解以及大修與保養(yǎng)的各個(gè)階段都應(yīng)該加強(qiáng)重視并采取必要措施,盡量避免液壓系統(tǒng)污染的發(fā)生,有效提高盾構(gòu)設(shè)備的完好率。
參考:
[1]張恒.盾構(gòu)機(jī)液壓系統(tǒng)污染分析與防治.城市公用事業(yè).2005,19.
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