三峽升船機(jī)液壓系統(tǒng)滲漏油原因及處理措施

黃曉歡，鄒斌斌

（長江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443000）

引言

三峽升船機(jī)作為三峽樞紐工程的收官之作，同時(shí)也是世界上提升重量最大，提升高度最高的升船機(jī)，它的建設(shè)對(duì)于進(jìn)一步發(fā)展長江航運(yùn)事業(yè)，打造長江經(jīng)濟(jì)帶有重要的推動(dòng)作用。液壓傳動(dòng)作為一種優(yōu)點(diǎn)較多的傳動(dòng)方式，在三峽升船機(jī)應(yīng)用廣泛，現(xiàn)場的液壓系統(tǒng)具有傳動(dòng)距離遠(yuǎn)、管路數(shù)量多的特點(diǎn)。在實(shí)際的工作中發(fā)現(xiàn)，液壓系統(tǒng)滲漏油情況時(shí)有發(fā)生，如果發(fā)現(xiàn)處理得不及時(shí)可能會(huì)造成更嚴(yán)重的設(shè)備故障，危及升船機(jī)設(shè)備和船方的安全，這就對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員提出了更高的要求，要能夠盡早地發(fā)現(xiàn)解決問題[1]。

1 原因分析

三峽升船機(jī)運(yùn)行以來滲漏油情況一直存在，主要發(fā)生在管接頭部分和泵源和壓力繼電器處，處理故障時(shí)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)密封圈已被損壞或者接頭部分松動(dòng)。泵源處主要表現(xiàn)為不明顯地滲油，日積月累會(huì)在表面和下方有少量積油，綜合以前的滲漏油情況和現(xiàn)場設(shè)備設(shè)施的具體狀態(tài)分析原因有以下幾個(gè)方面：

1.1 密封件泄露

液壓系統(tǒng)滲漏的首要原因?yàn)槊芊饧p壞,密封件主要形式有YX型密封圈、組合密封圈、U型密封圈、V型密封圈、O形圈、格來圈、斯特封等。三峽升船機(jī)液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最多的就是O型密封圈，根據(jù)現(xiàn)場情況分析密封件泄漏的原因主要有以下幾方面：第一，密封圈質(zhì)量不過關(guān)。選材劣質(zhì)，且制造工藝和精度都不達(dá)標(biāo)。第二，密封件的安裝位置不合理，導(dǎo)致安裝間隙與壓縮量達(dá)不到要求；溝槽和接頭處加工精度和表面粗糙度不達(dá)標(biāo)，有毛邊；存放時(shí)溫度、濕度不當(dāng)，密封圈在氧和臭氧的侵蝕下變質(zhì)等。

1.2 工作油液污染

油液污染：包括氣體污染、顆粒污染、水污染等。

氣體污染：正常壓力下，液壓油中可溶解10%左右的空氣，在液壓系統(tǒng)的高壓下，油液中會(huì)溶解更多的空氣或氣體?？諝庠谟鸵褐行纬蓺馀?，在極短的時(shí)間內(nèi)，如果液壓系統(tǒng)工作過程中壓力在高低壓之間迅速變換就會(huì)使氣泡在低壓側(cè)發(fā)生爆裂，如果液壓系統(tǒng)的元件表面存在凹點(diǎn)和損傷時(shí)，液壓油就會(huì)高速?zèng)_向元件表面，加速表面的磨損，引起泄漏，此種由空穴現(xiàn)象造成的腐蝕作用稱為氣蝕[2]。

顆粒污染：雜物混入液壓系統(tǒng)中后會(huì)隨著液壓油流動(dòng)，有的會(huì)黏附在密封元件上，隨著接觸面的活動(dòng)密封面就會(huì)被刮傷，導(dǎo)致密封元件失效。

水污染：由于現(xiàn)場工作環(huán)境潮濕等因素的影響，尤其是上下閘首臥倒小門的液壓系統(tǒng)，可能會(huì)使水進(jìn)入液壓系統(tǒng)，當(dāng)水與液壓油發(fā)生反應(yīng)之后，形成的酸性物質(zhì)和油泥會(huì)使液壓油的潤滑性能降低，使部件的磨損加速，從而造成泄漏。

1.3 元件制造裝配精度差

元件制造裝配精度超差：液壓元件及密封部件的尺寸公差、形位公差等都有嚴(yán)格要求。如果在制造過程中超差，例如：密封槽深度或?qū)挾?、裝密封圈的孔和尺寸超差或因加工問題而造成失圓、本身有毛刺或洼點(diǎn)、鍍層脫落等，密封件就會(huì)發(fā)生變形、劃傷、壓死或壓不實(shí)等現(xiàn)象，密封功能就會(huì)被破壞，將使零件本身具有先天性的滲漏點(diǎn)，在裝配后或使用過程中發(fā)生滲漏[3]。系統(tǒng)裝配工藝粗糙，缺乏有效的減振、隔振措施；系統(tǒng)超壓使用等都會(huì)造成系統(tǒng)滲漏油，三峽升船機(jī)的液壓管路一般距離都較長，管路拐彎處多，固定不到位的話管路振動(dòng)厲害容易導(dǎo)致接頭處松動(dòng)漏油。

1.4 液壓系統(tǒng)壓力沖擊

液壓系統(tǒng)中由于頻繁換向，在較高壓力下突然啟動(dòng)油泵或關(guān)閉閥門及缸體快速動(dòng)作都會(huì)造成瞬時(shí)峰值壓力高達(dá)工作壓力的好幾倍，如果元件本身有缺陷，這種沖擊下就會(huì)使缺陷暴露出來，有時(shí)足以使密封裝置、管道或其他液壓元件損壞而造成泄露。特別是高壓管接頭部分，在沖擊下密封圈容易被不平整的溝槽毛刺劃破造成漏油故障。

2 液壓滲漏防范措施

2.1 密封件

在設(shè)計(jì)制造中，密封槽粗糙程度對(duì)系統(tǒng)泄露的有一定影響，密封件和密封槽相互配合，也對(duì)其粗糙程度有相應(yīng)要求，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為靜密封表面為Ra3.2～Ra1.6，動(dòng)密封表面為Ra0.8～Ra0。因此在升船機(jī)管路的檢修過程中應(yīng)嚴(yán)格按照這標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行密封圈的跟換，在以后液壓系統(tǒng)工作中將減少許多不必要的損失[3]。

2.2 正確的裝配和修理方法

升船機(jī)液壓系統(tǒng)中設(shè)置有大量的壓力繼電器，在2017年8月—10月的停航檢修中，液壓組就發(fā)現(xiàn)超50%的滲漏是發(fā)生在壓力繼電器處，在檢修過程中發(fā)現(xiàn)有的壓力繼電器的密封圈有損壞，可見在裝配密封圈時(shí)并未采用正確的裝配方式，導(dǎo)致置入的密封圈沒有完全在密封槽內(nèi)，油管接頭在旋入槽內(nèi)時(shí)發(fā)生剪切，致使密封圈損壞。故在進(jìn)行密封圈的裝配時(shí)需要采用正確的方法和專用工具，在裝配工作完成后，涂上適量的潤滑脂。

2.3 控制液壓油的污染

從污染源頭做起，嚴(yán)格控制液壓使用設(shè)備周邊的污染源和設(shè)備檢修處理時(shí)可能帶入的污染源，如在閥件修理前應(yīng)對(duì)閥件周圍進(jìn)行清潔保護(hù)，修理完后需要用煤油或者液壓油清洗電液換向閥、電磁球閥等設(shè)備，閥件進(jìn)行回裝時(shí)盡量規(guī)避工器具或人為帶入太多雜質(zhì)。

采用有效的過濾措施，定期更換高壓濾油器和回油濾油器濾芯，定期檢驗(yàn)抽查油液質(zhì)量。外界因素主要有顆粒、塵埃以及水等，內(nèi)部因素主要為機(jī)械式的摩擦產(chǎn)生的金屬屑[4]，上述工作能夠有效切斷液壓油缸的污染。

2.4 降低液壓沖擊

液壓的沖擊往往是由于快速轉(zhuǎn)換所造成的，所以應(yīng)盡量降低系統(tǒng)換向、停止及啟動(dòng)的頻率?；蛟趯ё枘崞鞯膿Q向閥應(yīng)用于換向頻繁的液壓系統(tǒng)中。而液壓系統(tǒng)啟動(dòng)頻率與船舶過廂計(jì)劃成正比，意味著更換帶阻尼器的換向閥于升船機(jī)運(yùn)行更有益。管道長度盡量縮短或者采用橡膠軟管也可以有效減小液壓沖擊，特別是在泵源部分采用軟管。

在裝配調(diào)試過程中，工作時(shí)的振動(dòng)沖擊使鑄造、加工中產(chǎn)生的缺陷暴露出來，造成滲漏現(xiàn)象。所以在機(jī)器磨合期間內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)關(guān)注滲漏現(xiàn)象，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并盡早處理。

液壓系統(tǒng)應(yīng)與外界的振源保持一定距離，管路上設(shè)置合理的管夾，或安裝減振器來減少震動(dòng)。

2.5 完善管路的安裝，減少滲漏的環(huán)節(jié)

減少閥門與接頭的數(shù)量，同時(shí)也可以減少法蘭和油路管頭的數(shù)量。如升船機(jī)4號(hào)液壓系統(tǒng)執(zhí)行船廂門的啟閉、防撞桁架的起升下落、密封框的伸出和退回等諸多動(dòng)作，其負(fù)載較其他液壓系統(tǒng)負(fù)載更大，啟停更頻繁，管路液壓沖擊更大，更容易造成密封件的損壞，減少閥門和接頭的數(shù)量能大大減少滲漏點(diǎn)的產(chǎn)生，建議更換為軟管設(shè)計(jì)，也更便于滲漏維修工作的開展。

3 結(jié)語

在機(jī)械設(shè)備及機(jī)電產(chǎn)品長時(shí)間、持續(xù)性的工作過程中，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)滲漏的一個(gè)主要原因是各部件的腐蝕和工作溫度過高。需要工作人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)管理，對(duì)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行沖擊以及振動(dòng)作用力進(jìn)行有效的控制，對(duì)磨損密封件進(jìn)行及時(shí)更換，同時(shí)要加強(qiáng)控制環(huán)境溫度。解決液壓系統(tǒng)滲漏問題，對(duì)其進(jìn)行防治，目前所應(yīng)用的手段還需要不斷提高與更新，從根本上講，把好液壓元件生產(chǎn)質(zhì)量關(guān)，才能徹底緩解泄露問題，加大檢測維護(hù)方面的力度，才可以避免因維護(hù)頻率低而導(dǎo)致的泄露問題。