冶金机械的液压系统污染的危害及防控措施

发布时间：2022-10-05 10:07 热度：

　　摘要：液压系统的污染是引起液压系统故障的主要原因，本文针对冶金机械液压油的污染，着重分析了污染原因及危害，提出了具体控制措施，确保液压系统的正常运行。

　　关键词：冶金机械;液压系统;污染;控制

　　Abstract: the hydraulic system of pollution caused by hydraulic system is the main cause of fault, the paper metallurgy mechanical hydraulic oil pollution, this paper analyzed the cause of the contamination and harm, puts forward the specific control measures, to ensure the normal operation of the hydraulic system.

　　Keywords: metallurgical machinery; Hydraulic system; Pollution; control

　　冶金机械液压系统工作环境一般都是处在高温、高压、高速、高负荷、高粉尘、高湿度变化等条件下,在安装、调试、使用、维修、保养过程中,液压系统中的油液容易受到污染和产生化学质变,而使液压系统产生多种故障。例如,冷、热连轧机液压APC、AWC、AGC、AJC等系统采用了电液伺服阀、高频响应比例控制阀、恒压变量柱塞泵等。由于电液伺服阀精度高,对油液污染敏感性强,极易产生故障。大量高精度的液压系统故障70%～80%是由于液压油液的污染造成的,对整个系统危害极大。因此,必须对液压系统的污染实施全过程监测和控制,保证液压系统的工作可靠性和液压元件的使用寿命,保证冶金机械设备各项指标的正常运行。

　　l 液压油液污染的主要原因及危害

　　1.1 液压油液污染原因

　　液压系统中的污染物主要是指混杂在油液当中的各类固体颗粒、水、空气、质变化学成分和微生物等。主要原因有以下三个方面：

　　1.1.1 外界侵入污染物

　　液压系统和元件在使用过程中，外界的粉尘颗粒通过往复伸缩的活塞杆、注入系统的油液和流回油箱的回油、油箱的通气孔等进入油液中。此外，对液压系统进行维护时，拆装密封件、阀体等带人的棉纱、橡胶等污染物。如高炉的举升装

　　置、送料系统等液压系统。

　　1.1.2 系统制造污染物

　　液压系统及其元件在制造、装配、存储、运输过程中，系统本身就存在的原始污染物，如毛刺、切屑、飞边、沙粒、磨料、焊渣、锈片、油漆、密封胶、纤维、冲洗液等。冶金机械当中对于单个零、部件组成的液压系统，则是由于零部件不洁而带入的污染物。

　　1.1.3 系统生成污染物

　　冶金机械液压系统大部分都是在高温、高压、重载的条件下工作，致使液压油液高温下产生化学质变，腐蚀金属表面，产生金属颗粒、锈滓，润滑不良，产生部分磨料。而高压、重载使得液压油剥落金属表面颗粒，加速密封元件的老化，产生金属和非金属颗粒污染。

　　1.2 液压油液污染的危害

　　1.2.1 固体颗粒

　　固体颗粒污染物主要由金属颗粒、沙粒、橡胶颗粒、纤维和积碳等物质组成。这些颗粒大多是金属和硅、铝等氧化物，硬度一般较高，对系统和元件的危害较大。在各种污染物中固体颗粒分布最广、危害最大，是引发系统故障、降低可靠性和降低元器件使用寿命的最主要原因。固体颗粒污染物造成磨料磨损、淤积、堵塞、卡滞、加速油液变质等危害。

　　1.2.2 水

　　液压系统油液中的水主要来自潮湿的空气和水循环冷却的工作环境。水污染的主要危害在于：①引起腐蚀;②加速油液变质;③低温结冰。

　　1.2.3 空气

　　空气比水更容易进入液压系统，它在液压系统有两种存在形式，溶解状态和游离状态。处于溶解状态的空气通常不会影响系统工作，主要是游离态的空气产生危害：①产生气蚀，破坏元件材料表面，并引起系统振动和噪音;②降低液压油液的体积弹性模量和刚性，使系统响应特性变差;③产生气阻。

　　2 液压系统的污染控制

　　2.1 过滤器的合理使用及应注意的几个问题

　　污染控制的重点就是减少固体颗粒。在液压系统中合理选用过滤器是控制油液污染的主要措施，对于频率响应快、系统稳定性和可靠性好的液压系统，需要有一个好的污染度控制系统：

　　(1)普通的液压系统通常采用20µm过滤精度的过滤器即可，对于电液伺服系统，一般采用10µm甚至更高精度的过滤器，油液的污染度希望优于6级;

　　(2)采用比实际过流量大的过滤器。过滤器流过比它额定值小的流量，则过滤器较小的压力差能使更多的污染颗粒被过滤掉，液压油的清洁度高;

　　(3)过滤器并联比串联使用效果好。因为并联后流经每个过滤器的流量减少了很多，从而提高了系统的清洁度;

　　(4)采用高性能过滤器分级过滤;

　　(5)对过滤器的清洗可利用循环系统取油样接口冲入适量的油液将可见污染物从过滤器排污口放出;

　　(6)当过滤器选好后，还应注意正确的安装位置。通常过滤器都安装在吸油回路，以清除进人泵以前的污染物。对高精度要求的液压系统，可在吸油回路安装一个粗滤器，在液压管路上设置一个精滤器，关键性元件还要在进油口前设置过滤器。

　　2.2 液压系统制造安装污染控制

　　(1)电液伺服系统一般多采用不锈钢无缝钢22管，管子之间的连接尽量避免螺纹连接，不锈钢管及不锈钢弯头等附件要用硝酸与氢氟酸的混合酸洗，以清除管道内壁的污染物。管道分段采用锯割，不准采用砂轮切割机，以防止砂轮粉末残留在管道内。焊接将不锈钢管端打好坡口，锉去毛刺并吹干净，并采用氩弧焊，防止焊缝熔渣。

　　(2)液压油管拆装时，应将管接头开口朝上，用堵头堵住以防止液压油流失和污染物的侵入。

　　2.3 强化液压系统的维护与保养

　　(1)加注新油液的污染控制。经过对新油检测，一般污染度都在NAS10级以下，远不能满足电液伺服系统要求的NAS6级以上的标准。因此，新油加注前，采用精细过滤车三级过滤，使新油的污染度完全符合电液伺服阀NAS6级的标准，从而大

　　大降低了对电液伺服阀的更换、清洗频率，提高了设备的稳定运行率。

　　(2)离线、在线循环冲洗。离线循环冲洗时，断开电液伺服阀和其它液压部件，将软管、硬管直接连通，开泵过滤新油并冲洗管路，运行24—72h，油温控制在50—60℃，冲洗压力约为2MPa，并用橡胶锤敲击接头、焊缝等部位，将固体颗粒污染物清除。在线循环冲洗是当系统的液压油检验达NAS1638—4—5级标准后，方可接人电液伺服阀和其它液压部件，开启系统进行在线循环冲洗。

　　(3)防止油温过高。液压油液温度过高，会加速油液氧化变质，从而增加金属磨损，并使密封件老化变形，造成液压系统泄漏和污染。

　　(4)及时更换执行元件的密封。定期更换轴端和活塞密封，防止内外漏泄和外部杂质的侵入。

　　(5)定期清洗油箱，清除积垢，更换油滤器和空滤器，防止外界颗粒污染物进入系统油箱和备用油箱。

　　3 结论

　　冶金机械液压系统的污染与控制是一个系统工程，应当从设计、制造、装配、使用、维修保养等各个环节加大检测力度，严格控制污染物的产生，就能大大降低液压系统的污染，提高液压系统的可靠性与稳定性，保证冶金机械的正常运转，提高使用寿命和经济效益。

　　参考文献

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　　[2]王景财.热连轧机液压系统污染度的控制[M]

　　[3]温新民.冶金设备液压系统的污染控制[M]