淺談高爐液壓系統(tǒng)的污染及控制措施

趙守維

摘要：液壓系統(tǒng)具有易實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、直線運(yùn)動(dòng)、元件布置靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金行業(yè)。高爐槽下是存儲(chǔ)原料和運(yùn)輸原料的工作場(chǎng)所。它具有重負(fù)荷、粉塵等特點(diǎn)。易造成液壓油污染。液壓系統(tǒng)75%～85%的故障是由液壓油污染引起的。如何有效降低液壓系統(tǒng)的污染，保持油品的清潔度，是保證爐前液壓設(shè)備正常運(yùn)行的重要保證。以承德鋼鐵有限公司高爐槽下液壓系統(tǒng)為例，分析了液壓系統(tǒng)的污染情況，并制定了相應(yīng)的控制措施。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；污染危害；控制措施

前言

液壓系統(tǒng)通常在高溫、高壓、高粉塵條件下運(yùn)行，系統(tǒng)中的油液容易受到污染，影響了系統(tǒng)的使用壽命。液壓系統(tǒng)主要由電源、控制元件、執(zhí)行元件和輔助設(shè)備組成。液壓系統(tǒng)的工作原理是通過液壓泵將系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為壓力能，然后通過控制元件和執(zhí)行元件完成相應(yīng)的工作任務(wù)。在液壓系統(tǒng)中，油不僅起著能量傳遞和轉(zhuǎn)換的作用，而且還具有防銹、潤滑、減振等功能。同時(shí)，油污也是系統(tǒng)故障的主要原因，因此在使用液壓系統(tǒng)時(shí)需要注意油污防治工作，以降低系統(tǒng)的故障率。油品的污染不僅會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)失效，還會(huì)導(dǎo)致零部件的嚴(yán)重磨損。做好日常清潔工作是防止油污的主要途徑，也是保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。因此，有必要明確高爐液壓系統(tǒng)污染的原因，采取針對(duì)性的預(yù)防措施，保證液壓系統(tǒng)的良好運(yùn)行。

1 高爐液壓系統(tǒng)污染的原因

（1）由于高爐槽下粉塵較多，在油管維修安裝前對(duì)金屬屑、焊渣、型砂、纖維、油箱等的清洗不徹底，濾油過程中出現(xiàn)泄漏，導(dǎo)致油品清潔度差。

（2）油箱密封不良，原有的加油方式使污染物極易進(jìn)入油箱引起油品污染。

（3）維修中拆裝更換備件時(shí)，帶人各種贓物.灰塵、棉紗纖維等污染物。

（4）系統(tǒng)在運(yùn)行中，油溫過高催化液壓油的氧化反應(yīng)，加速油液變質(zhì)，生成污染，增加油耗。

（5）系統(tǒng)工作過程中液壓缸活塞桿、泵、馬達(dá)的軸端密封等都有可能將外界污染物帶人。

（6）高爐槽下設(shè)備伴有嚴(yán)重的沖擊和振動(dòng)，設(shè)備磨損快，液壓系統(tǒng)易產(chǎn)生泄漏，污染物從漏點(diǎn)處侵人。

2 高爐槽下液壓系統(tǒng)的構(gòu)成及常見污染源

2.1 槽下液壓系統(tǒng)構(gòu)成及工作環(huán)境

高爐槽下液壓系統(tǒng)主要由動(dòng)力系統(tǒng)、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件和液壓油組成。這些部件長期暴露在大量灰塵中。

2.2 污染物的種類及危害

在液壓系統(tǒng)中，指固體顆粒、水、空氣、化學(xué)物質(zhì)、微生物和油中的其他雜質(zhì)。固體顆粒會(huì)加速液壓元件的磨損，堵塞間隙和濾油器，從而降低泵和閥門的性能，造成噪聲干擾等現(xiàn)象。在各種污染物中，固體顆粒分布最為廣泛和有害，是造成系統(tǒng)失效和降低部件壽命的主要原因。水的侵入會(huì)使部件表面破碎，加速液壓油的氧化，并與添加劑作用產(chǎn)生粘性膠，堵塞濾芯。低溫環(huán)境下的自由水凍結(jié)會(huì)堵塞小孔和濾油器。空氣混合會(huì)破壞零件的材料表面，引起系統(tǒng)振動(dòng)和噪聲，降低油的體積彈性模量和剛度，使系統(tǒng)的響應(yīng)特性變差。溶劑和表面化學(xué)物質(zhì)很容易被金屬污染。微生物油的形成，降低了原料油組分的易損性和腐蝕性。此外，在長時(shí)間高溫條件下，油易發(fā)生化學(xué)變質(zhì)、金屬表面腐蝕、密封元件老化加速、金屬和非金屬顆粒污染。

2.3 油液污染度等級(jí)及污染的判定

污染水平通常是NAS1638石油污染等級(jí)的美國，基于粒子濃度和分為14的成績根據(jù)最大允許在給定范圍的粒子數(shù)五粒徑在100毫升油，和最干凈的一個(gè)年級(jí)00。最高污染水平為12。高爐槽下液壓系統(tǒng)清潔度為NAS1638，9級(jí)。

液壓系統(tǒng)油的質(zhì)量在使用過程中會(huì)逐漸發(fā)生變化，如果初始變化處理不當(dāng)，油的質(zhì)量會(huì)急劇變化，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障，因此必須對(duì)液壓油進(jìn)行定期檢查和處理。物理性能試驗(yàn)?zāi)軌驕?zhǔn)確地分析油液污染程度，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來決定是否更換液壓油。

3 高爐槽下液壓系統(tǒng)污染的危害

液壓系統(tǒng)的污染通常是指液壓油的污染。液壓系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，看似“干凈”的液壓油實(shí)際上含有大量微小雜質(zhì)。隨著這些雜質(zhì)的逐漸積累，液壓系統(tǒng)各部件的性能將受到很大的影響。結(jié)果，液壓系統(tǒng)出了故障。

（1）對(duì)泵類元件的危害：污染物會(huì)導(dǎo)致齒輪泵的齒輪和殼體、葉片泵的葉片和葉片槽、以及柱塞泵的柱塞和缸孔等零部件產(chǎn)生磨損或卡死，使其效率降低或致完全失效。

（2）對(duì)閥門部件的危害：閥門和壓力控制閥的阻尼孔很小，當(dāng)液壓油中的雜質(zhì)聚集到一定程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致阻尼孔不時(shí)堵塞，造成執(zhí)行器工作壓力和速度的波動(dòng)，甚至造成整個(gè)液壓元件邏輯順序的混亂；如果將較大直徑的雜質(zhì)混入液壓油中，控制閥將很容易堵塞。閥芯卡住，導(dǎo)致閥門動(dòng)作失效和機(jī)械事故。當(dāng)閥芯與閥孔之間混合雜質(zhì)時(shí)，閥芯與閥芯之間的間隙會(huì)隨著磨損而逐漸增大，從而導(dǎo)致閥門泄漏增加、性能退化和損壞。

（3）對(duì)于液壓缸的危害：液壓油缸活塞頻繁在缸筒內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如液壓油混入顆粒狀雜質(zhì)勢(shì)必會(huì)造成活塞或缸體拉傷，進(jìn)而造成密封圈磨損，使液壓油缸內(nèi)泄嚴(yán)重，高低壓腔壓差不足，影響油缸的運(yùn)動(dòng)速度和推力。

（4）液壓油中除了混入顆粒狀雜質(zhì)導(dǎo)致污染外，還可能混入空氣或水分。混入空氣的液壓油中含有氣泡，氣泡體積是可壓縮的，從而導(dǎo)致液壓元件產(chǎn)生噪聲超標(biāo)、振動(dòng)、爬行、沖擊、氣蝕等嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)性能；混入液壓油的水分會(huì)腐蝕液壓系統(tǒng)中的金屬元件。

4 高爐液壓系統(tǒng)的污染控制措施

要想有效預(yù)防高爐槽下液壓系統(tǒng)污染，關(guān)鍵在于防止污染物進(jìn)入系統(tǒng)中以及防止系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生污染物。具體的防范措施包含以下3個(gè)方面。

4.1 有效控制液壓系統(tǒng)污染源

在液壓系統(tǒng)的安裝建設(shè)過程中，要對(duì)管道進(jìn)行及時(shí)清洗。為了提高管道清潔的效果，可以采用酸液對(duì)管道進(jìn)行洗滌。液壓站和控制閥在使用前必須進(jìn)行全面的清洗，從源頭上杜絕污染物進(jìn)入系統(tǒng)。

4.2 加強(qiáng)油品的管理

油品污染對(duì)液壓系統(tǒng)的危害是最大的。為了杜絕油品的污染，需要定期對(duì)油品進(jìn)行抽樣化驗(yàn)。新油入庫時(shí)，要對(duì)油品進(jìn)行及時(shí)檢驗(yàn)，對(duì)純度不符合要求的油品要進(jìn)行及時(shí)的更換或采取一定的措施優(yōu)化。在油品的保存方面，必須要做到有序、合理，建立專門的液壓油檔案，在為系統(tǒng)注入油液時(shí)要做好過濾等措施，并加強(qiáng)對(duì)注油口、漏斗口等部位的清潔。

4.3 加強(qiáng)液壓系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)管理

當(dāng)液壓設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，需要及時(shí)更換部件。此時(shí)，所有需要更換的設(shè)備應(yīng)提前清洗干凈。在拆除原有部件時(shí)，應(yīng)使用干凈的棉布堵住油口，防止環(huán)境中的灰塵和空氣從油口進(jìn)入系統(tǒng)。液壓缸需要蓋上防塵罩，以防灰塵進(jìn)入。相關(guān)部門可在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置專職巡檢人員，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在污染隱患，及時(shí)采取措施處理。

5 結(jié)語

液壓系統(tǒng)污染控制要貫穿于整個(gè)日常維護(hù)和保養(yǎng)過程中，更加完善液壓系統(tǒng)的全面污染控制。通過對(duì)液壓系統(tǒng)實(shí)施主動(dòng)維護(hù)，有力地保證了其長期穩(wěn)定運(yùn)行，更大限度地降低了高爐液壓系統(tǒng)的故障率?？傊乐挂簤河偷奈廴?，既能保證液壓系統(tǒng)的工作性能和效率，又能保證設(shè)備的“健康”，延長機(jī)械設(shè)備的使用壽命，降低設(shè)備的停機(jī)率，提高設(shè)備的完好率和可開動(dòng)率。

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（作者單位：承德承鋼工程技術(shù)有限公司）