液压系统污染控制与管理

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从 20世纪 50年代开始 ，液压技术 因其液压传动装置体 积小 、重 量轻 、结构紧凑 、响应速 度快 ，便 于实现 自动化 。无级调速范 围大等优点 ，广泛应用于航空 、航天 、航海 、国防、军事及钢铁 、矿山等工业领域 ，而且仍在继续 扩展其应用范围。在液压技术发展进程中，泄漏和污染两大问题始终 困绕着广大液压科技工作者。尤其是液压系统的污染控制问题 ，几乎每套液压系统都存在 。特别是对于精度要求非常高的液压伺服控制系统来讲，污染控制显得更为重要。液压 系统油液污染已成为发展高质量液压元件和液压系统的主要 障碍 。现有 的研究资料及成果 表明. 由于液压油的污染而造成 的故障 占液压系统故障的80%以上 ，其 中 75%以上是固体颗粒的污染引发的。

大 型冷轧加工设备 的主要特点之-就是广泛采用液压传动技术 ，并且大量采用 了先进的电液伺服系统 。如果把 整个轧机 比作-个人的话 ，液压润滑管道就犹如人的血管 ，进行着血液循环 。因此 ，液压管道的污染控制 ，尤其是液压管道在施工中的污染控制是轧机能否顺利投产的关键因素之-，对轧机设备的工作可靠性也将具有十分重要 的意义 。

1 油液污染的危害当油液中混入污染物后 ，-般情况下油液的理化性质会发生改变，即油液受到了污染。污染物通常包括固体污染 物、水份 、空气及胶状物等。在所有污染物 中，固体污染物的危害最大 ，-般为金属颗粒 、粉尘 、灰沙 、氧化物 、橡胶 碎末 、纤维毛 、脱落的油漆皮等 。当这些 污染物达到-定数量时 ，就会对油液 流经 的系统部附件造成损伤 ，轻则导致磨损 、卡滞 ，重则使部附件失效。

1.1液压油污染对设备的影响(1)机件内部磨损。液压系统中的液压附件大部分存在活动偶件，其-般以间隙配合。而这些配合间隙之间在正常情况下都充满了液 压油 ，形成-层厚度为 5 30IXm的油膜润滑保护层。通常配合间隙因有油膜的保护，活动偶件间的相对运动不会产生磨损，但当油液中混人大量微米级污染颗粒后，这些颗柳入配合间隙，破坏了油膜保 护 ，研磨活动机件的相对运动表面 ，并经过反复摩擦 ，破坏活动偶件的结合面，使间隙增大导致油液渗漏。

(2)堵塞 、卡滞滑阀机构 。液压系统中有许多 电液伺服阀和滑 阀机构 ，当液压油存在絮状或大量颗粒状污染物时 ，容易堵塞滑 阀机构 ，使滑阀的开关 、调节功能瞬间丧失或完全丧失 ，从而影响飞机的操纵。

(3)腐蚀机件，降低效率。当液压油中含有大量水分时 ，容易产生酸性离子 ，与机件发生电解反应 ，导致机件锈蚀。油液 中存在气体时 ，液压泵效率降低 ，系统压力下降或压力脉动。当气体数量积聚增多，将导致起落架收不上或影响其它舵面的操纵。

1.2 滑油污染对发动机的影响(1)加剧轴承或齿轮的磨损 、堵塞润滑喷油嘴。当滑油 中存在颗粒状或絮状污染物 ，会加剧发动机 内部轴承的磨损 ，润滑喷嘴堵塞后使发动机轴承无 润滑而干磨 ，轴承工作环境急剧变差 ，会在极短时间 内损坏 ，造成发动机抱轴等危险性故障的发生。

(2)导致滑油压力不稳。当滑油 中混入燃油 、液压油时 ，滑油的运动黏度变差 ，滑油泵工作效率 下降 ，滑油压力变校例如某型新机 ，当压力下降到发动机综合调节器滑油压力通道告警值 以下时 ，将导致其发出减小转速信号 。

(3)使滑油 消耗量增大。滑油被污染后 ，滑油的闪点降低。因滑油的工作环境温度非常高，低 闪点油液气化并从封严装置中逃逸，使滑油消耗量增大。

2 施工中控制污染的措施和方法现有资料表明，由于液压油的污染而造成的故 障占液压系统故 障的 80%以上 ，其中 75%以上是固体颗粒的污染 引发 的，而大部分 固体颗粒是在施工过程 中残留在液压系统中的。国内外许多基建工程因管道施工质量不好 ，影 响了整个工程的试车投产 ，甚至返工重来的教训 是很多的，所以在冷轧机液压设备及管道施工中必须采取有效措施，控制污染物进入系统。

2.1施工场地选择施工场地应清洁 于净 ，不得在尘土飞扬的环境中施工 ，有条件的地 方最好划 出专用场地供管道的加工制作使用。管件、阀件、马达、液压缸应保存在相对洁净的库房内。

2.2 管材选用及预处理行 业 交 流液压系统所用的管材应选用精密无缝钢管 ，最好是经过整形的管材 ，以确保管材的强度和接合的严密性。必须根据设计图纸的要求选用钢管规格，不允许盲 目代用。管道制作前需 经脱脂处理 ，可采用 四氯化碳泡洗 ，将钢 管内处壁油脂清除干净 。

2.3管道制作 、安装2.3.1管道的制作方法(1)煨弯。采用煨管机械或液压弯管机进行冷弯 ，弯瞳半径为钢管直径的 2.5-4倍。不准采用火烤 弯曲，特殊情况 非得用火 烤弯 曲的要 确保 钢管 内壁不 生成氧 化铁皮 ，火烤弯 曲时要在管 内充保护气体加以防护。

(2)切割∩采用砂轮锯 、切管机 ，以及手工锯等进行切割 ，只有当这些机械无 法切割时 ，较 大直径 的管子可 以采用 火焊切割 ，切割后要用砂轮磨平 ，无论用何种方法切割必有清除管 口及管 内壁残留物。如毛刺和氧化铁皮等。

对于用管刀切割 的钢管 ，由于被挤压 ，其 内孔直径缩小了，必须用铰刀切去多余部分。

(3)坡 口的加工。坡 口加 工均采 用机 械冷加工的办法 ，不采用火焊切坡 口。管道对接坡 口均采用 V型 ，在设计 中没有特殊要求时，-般壁厚在 3mm以下时不开坡 口。

(4)焊接。根据管道材质 、管道外径 、管道的承受压力以及管道使用的工作状况来确定施焊方法。焊接工作压力小于或等于 6 MPa的非伺服 系统管道 ，材质 为 ST35-37的低碳钢管道时，可采用气焊与电焊方法焊接。其中管道直径 大于 60 1"nm 的先用 T502打底 焊条焊底层 ，然后用J427直流电焊条焊接。管道直径小 于 60 ml/l可用气焊焊接。但是焊接后无法用机械和手工彻底清除管内飞溅、焊渣及焊瘤的焊口，必须用氩桓接 ，管内要通保护气体 ，如氮气 。焊接工 作压力大于 6 MPa的-般传动 系统 以及所有伺服 系统管道 ，必须采用氩桓接 ，并在管 内通保护气体 ，其 中管道直径大于 60ram可先用氩桓焊底层 ，然后用 J427直流 电焊条焊接 ，管道直径小于 60ram 的的氩桓接-次焊完 。

根据液压管 道施工经验 ，如果施工条件许可 ，所有管道均全部采用氩 桓接更好 ，这将大大提高液压管道 的施工质量 ，并将缩短后续工序的施工时间。焊缝焊瘤 的处理。焊接完后的管子内壁焊瘤要进行处理 ，以消除过高的突起部分及氧化铁皮 ，采用砂轮 、钻头 、刮刀等工具 ，到处理 干净为止。用风吹干净后并在管内涂油加以保护。

2，3.2 管道 的安装管道安装时露在外面的管 口必须包紧 以防灰渣掉进管内 ，在安装每-根管子时必须用灯光仔细检查有无遗物掉入管内，确认管内干净，没有任何东西时才能安装。

2.4管道酸洗钝化管道安装完毕后要进行酸洗，酸洗钝化的目的是通过化学作用清除管内的油垢、锈蚀和污物，以获得金属的光泽表面 ，保证管道 内壁的清洁度，但不得采用喷砂处理。

目前施工现场采用的管道酸洗有槽式酸洗法 和循环酸洗法 。酸洗后必须用高压 水将 酸洗过程 中洗掉 的氧化铁皮与颗粒状杂质冲掉。然后用媳水溶液进行 中和处理 ，将 附在管壁上的残余 酸液 中和干净 。经过上述处理 ，金属表面虽已干净，但表面仍处于活化状态，须用亚硝酸钠溶液进行钝化处理 。

2.5管道的循环冲洗液压 系统 的管路经酸洗 、中和 、钝化处理后 ，在 投入运行前必须进行严格的油循环冲洗 ，以达到液压系统要求的清洁度。-般选用线 内循环法 ，以减少二次污染 。冲洗系统采用冲洗块或用软管短接 ，与设备 的阀件 、液压缸等元器件断开 ，单独形成 回路 ∩在冲洗油 中加入适量的煤油 ，以提高冲洗效果。冲洗合格后 ，将冲洗油放掉 ，再用工作用油冲洗 2-3 h，将 冲洗油放掉 。对于普通 液压 系统可直接用工作油冲洗 。冲洗精度等级- 般按现行 的施工验 收规范执行 ，进 口的轧钢及有色金属加工设备按美 国NAS 1638污染等级执行。冲洗过滤等级应比设计要求等级高出-个级别 ，这样可 以确保 系统的安全可靠。

3 结束语液压系统污染引起的设备故障率是惊人的，而液压系统 的管道 施工过 程又 是控制 污染 的-个 十分 重要 的环节 。因此 ，在冷轧机液压设备及管道施工中必须采取有效措施 ，对每个施工环 节的质量严格把关 ，以达到系统设计要求的清洁度，提高轧机设备的稳定性，延长元件的使用寿命。