液壓系統(tǒng)進水智能檢測報警保護技術應用

楊文哲

（共享鑄鋼有限公司，寧夏銀川 750021）

水進入液壓系統(tǒng)能夠與液壓油起反應形成酸、膠質和油泥。水能析出油中的添加劑，能降低潤滑性，溶于液壓油中的微量水加速液壓高應力部件的磨損，特別給熔煉設備安全運行造成嚴重安全隱患。冶煉設備電弧爐、精煉爐驅動系統(tǒng)主要靠液壓動力來實現(xiàn)，通過液壓系統(tǒng)來完成升降、旋轉、電極夾持等各部位動作。

本文中冶煉設備全導電水冷橫臂是冶煉設備主要的部件之一，該部件主要用來夾持石墨電極，具有大截面導電功能，腔體內部用水來進行冷卻，液壓管道設置預埋其中，如果液壓管道腐蝕損壞就會出現(xiàn)油水倒流，水進入液壓系統(tǒng)造成嚴重安全隱患。如圖1為全導電水冷橫臂結構圖，三根全導電水冷橫臂電極夾持器的液壓管路（4）分別在水冷橫臂腔體（5）內部穿越，每根液壓管穿越水冷橫臂（6）的內腔水道。由于三根液壓管線鑲套在全導電橫臂腔體中，長期浸泡在有水的全導電水冷橫臂腔體（5）內部，長此以往會出現(xiàn)管壁變薄腐蝕、內漏，會對液壓系統(tǒng)和水循環(huán)系統(tǒng)造成嚴重污染，甚至造成事故，嚴重影響冶煉設備的可靠性和安全性。通過對熔煉電弧爐、精煉爐液壓設備液壓系統(tǒng)進水的智能檢測報警護保，實現(xiàn)液壓系統(tǒng)智能檢測自動化，自動切斷、報警，提高冶煉設備的可靠性安全性。

圖1 全導電水冷橫臂結構示意圖

1 改造過程

1.1 液壓系統(tǒng)進水原因分析

1）全導電水冷橫臂液壓管道如果腐蝕泄漏，冶煉時電弧爐、精煉爐三根全導電水冷橫臂腔體內部水壓為0.3 M Pa，當液壓系統(tǒng)不工作時管道是零壓力，這時液壓管道周圍水壓會大于液壓管道壓力，水就會進入液壓管道（4）里。

2）全導電水冷橫臂液壓管道腐蝕泄漏，不冶煉的時候，橫臂腔體內部沒有冷卻循環(huán)水，操作人員如果準備冶煉期間接放電極，這時候開啟液壓設備，電極夾持管道液壓壓力為16 M Pa，而電弧爐、精煉爐三根全導電水冷橫臂腔體內部水壓為零，液油就會進入全導電水冷橫臂腔體（5）里。

1.2 液壓系統(tǒng)智能檢測報警技術的應用

通過在電弧爐、精煉爐三根全導電水冷橫臂電極夾持液壓油管上安裝流量檢測儀，利用PLC電控系統(tǒng)采取電連接方式，實時對電弧爐、精煉爐三根全導電水冷橫臂電極夾持液壓油管進行流量監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)在操作控制時沒有流量發(fā)生就會自動關閉液壓管道，PLC接收到流量儀的4-20M A信號時，PLC給報警器發(fā)出報警指令，報警器報警提示維修人員檢修處理。

液壓系統(tǒng)進水的智能檢測報警保護裝置包括：液壓閥、流量檢測儀、PLC電控系統(tǒng)流量保護柜、液壓系統(tǒng)操作按鈕開關、流量報警器、液壓油箱、液壓馬達、水冷橫臂電極夾持器，如圖2所示。

電弧爐、精煉爐三根全導電水冷橫臂電極夾持液壓油管智能檢測報警保護裝置原理為：在每項液壓閥（1）前段200 mm位置分別安裝流量檢測儀（2）。由于每根電極夾持器工作原理相同，電極夾持器主要是用來夾持電極，其內部由液壓缸、碟簧、夾持器組成，需要接放電極時候啟動液壓系統(tǒng)操作按鈕開關（4），液壓開關、液壓缸開始向前推動，打開水冷橫臂電極夾持器（8），同時壓縮里面碟簧，待接放電極工作完成后關閉液壓系統(tǒng)操作按鈕開關（4）液壓開關，碟簧會自動釋放恢復原有的壓縮狀態(tài)，夾緊電極狀態(tài)工作完成。由于電極夾持液壓管線鑲套在水冷電極橫臂腔體中和設備融為一體可以防止連電打火，但是設備老化腐蝕易產生內漏。通過PLC電控系統(tǒng)流量保護柜（2）設置連鎖，流量檢測儀器（2）始終處于得電狀態(tài)；流量儀一旦檢測到油管內漏水進入油里，流量檢測儀會給PLC電控系統(tǒng)發(fā)送4-20M A模擬量信號（1），PLC電控系統(tǒng)接受到4 M A～20 M A模擬信號1后，PLC向流量檢測儀發(fā)送（報警）關閉裝置的信號（信號2），流量檢測儀收到信號2后，流量檢測儀內置的閥口關閉，流量報警器（11）發(fā)出警報，系統(tǒng)就是這樣進行連鎖保護的。

當水冷橫臂電極夾持器（8）處于工作狀態(tài)時，操作人員按動液壓系統(tǒng)操作按鈕開關（4），PLC電控系統(tǒng)流量保護柜（3）給信號正常開啟。當液壓系統(tǒng)啟動時，液壓系統(tǒng)壓力為16 M Pa，水壓力為0.3 M Pa～0.4 M Pa，流量儀的模擬量信號是4 M A～20 M A，所以PLC電控系統(tǒng)接收的信號依然采集的是流量儀4 M A～20 M A信號，液壓正常開啟工作時液壓流量大于流量儀檢測范圍信號，該信號不會影響系統(tǒng)正常工作。如果液壓管道腐蝕內漏、當液壓正常工作供油時，液壓油瞬間會失去壓力，油液隨著泄露油管進入水冷導電橫臂腔體。失去壓力后，液壓系統(tǒng)本身設計的防爆閥使液壓液流量慢慢變小，此時流量檢測儀檢測到模擬量信號4 M A～20 M A范圍就會給PLC電控系統(tǒng)發(fā)出信號，流量檢測儀關閉，流量報警器（5）發(fā)出警報。

當操作人員沒有按動液壓系統(tǒng)操作按鈕開關（4）流量檢測儀檢測液壓管路中是否有液體流量流過，一旦檢測到就是油管內漏水進入油里，流量檢測儀（2）會給PLC電控系統(tǒng)（3）發(fā)送4 M A～20 M A模擬量信號，PLC電控系統(tǒng)接受到4 M A～20 M A模擬信號，PLC向流量檢測儀發(fā)送報警關閉裝置的信號（5），流量檢測儀收到信號，流量檢測儀關閉，流量報警器（5）發(fā)出警報。PLC接收到流量儀的4 M A～20 M A信號時，PLC給報警器發(fā)出報警指令，報警器報警。起到系統(tǒng)智能檢測報警保護自動化，杜絕事故的發(fā)生。

2 改造結果

通過應用液壓系統(tǒng)進水的智能檢測報警保護裝置，采用流量檢測儀，流量報警器利用PLC電控系統(tǒng)采取電連接方式，實現(xiàn)了實時對電弧爐、精煉爐三根全導電水冷橫臂電極夾持液壓油管進行流量監(jiān)控。改變了之前液壓管道腐蝕有泄露無法檢查發(fā)現(xiàn)，事后發(fā)現(xiàn)水進入液壓系統(tǒng)或者油進入冷卻水池，已經造成油水嚴重污染和經濟損失。經過技術改造幾年來再沒有發(fā)生類似事故，收到了良好效果，安全生產得到了有力保證，提高了冶煉設備的安全可靠性，保障了安全生產。

3 結 論

1）流量儀安裝在電弧爐、精煉爐液壓系統(tǒng)時要注意分別安裝在三項各自液壓管路上，流量檢測儀檢測范圍在4M A～20 M A.安裝時要考慮檢測儀進出口的安裝方向是否正確，提高其檢測靈敏度，檢測儀必須選擇不銹鋼體防止腐蝕，安裝后要每周對其進行信號檢查，保證其有效性，防止誤報警。

2）在設計安裝上要充分考慮現(xiàn)場液壓設備管線的長度，要根據(jù)管徑的大小來選擇檢測儀的管徑，檢測儀安裝在直線管線500 mm范圍內，保證流量壓力穩(wěn)定、不會有氣泡產生，防止檢測信號誤差。

3）對流量儀設備，應設立專項檢查，定期檢測，每半年要對檢測儀進行清洗校準，防止液壓油液里面污染物粘結卡阻，以保證設備的安全運行。