淺談高爐液壓系統的污染及控制措施

趙守維

摘要：液壓系統具有易實現回轉、直線運動、元件布置靈活方便等優點。廣泛應用于鋼鐵冶金行業。高爐槽下是存儲原料和運輸原料的工作場所。它具有重負荷、粉塵等特點。易造成液壓油污染。液壓系統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的污染，保持油品的清潔度，是保證爐前液壓設備正常運行的重要保證。以承德鋼鐵有限公司高爐槽下液壓系統為例，分析了液壓系統的污染情況，并制定了相應的控制措施。

關鍵詞：液壓系統；污染危害；控制措施

前言

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

1 高爐液壓系統污染的原因

（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，濾油過程中出現泄漏，導致油品清潔度差。

（2）油箱密封不良，原有的加油方式使污染物極易進入油箱引起油品污染。

（3）維修中拆裝更換備件時，帶人各種贓物.灰塵、棉紗纖維等污染物。

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

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

（6）高爐槽下設備伴有嚴重的沖擊和振動，設備磨損快，液壓系統易產生泄漏，污染物從漏點處侵人。

2 高爐槽下液壓系統的構成及常見污染源

2.1 槽下液壓系統構成及工作環境

高爐槽下液壓系統主要由動力系統、控制元件、執行元件、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

在液壓系統中，指固體顆粒、水、空氣、化學物質、微生物和油中的其他雜質。固體顆粒會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，是造成系統失效和降低部件壽命的主要原因。水的侵入會使部件表面破碎，加速液壓油的氧化，并與添加劑作用產生粘性膠，堵塞濾芯。低溫環境下的自由水凍結會堵塞小孔和濾油器?？諝饣旌蠒茐牧慵牟牧媳砻?，引起系統振動和噪聲，降低油的體積彈性模量和剛度，使系統的響應特性變差。溶劑和表面化學物質很容易被金屬污染。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，在長時間高溫條件下，油易發生化學變質、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 油液污染度等級及污染的判定

污染水平通常是NAS1638石油污染等級的美國，基于粒子濃度和分為14的成績根據最大允許在給定范圍的粒子數五粒徑在100毫升油，和最干凈的一個年級00。最高污染水平為12。高爐槽下液壓系統清潔度為NAS1638，9級。

液壓系統油的質量在使用過程中會逐漸發生變化，如果初始變化處理不當，油的質量會急劇變化，導致液壓系統故障，因此必須對液壓油進行定期檢查和處理。物理性能試驗能夠準確地分析油液污染程度，并根據試驗結果來決定是否更換液壓油。

3 高爐槽下液壓系統污染的危害

液壓系統的污染通常是指液壓油的污染。液壓系統運行一段時間后，看似“干凈”的液壓油實際上含有大量微小雜質。隨著這些雜質的逐漸積累，液壓系統各部件的性能將受到很大的影響。結果，液壓系統出了故障。

（1）對泵類元件的危害：污染物會導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生磨損或卡死，使其效率降低或致完全失效。

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

（3）對于液壓缸的危害：液壓油缸活塞頻繁在缸筒內做往復運動，如液壓油混入顆粒狀雜質勢必會造成活塞或缸體拉傷，進而造成密封圈磨損，使液壓油缸內泄嚴重，高低壓腔壓差不足，影響油缸的運動速度和推力。

（4）液壓油中除了混入顆粒狀雜質導致污染外，還可能混入空氣或水分?；烊肟諝獾囊簤河椭泻袣馀?，氣泡體積是可壓縮的，從而導致液壓元件產生噪聲超標、振動、爬行、沖擊、氣蝕等嚴重影響液壓系統性能；混入液壓油的水分會腐蝕液壓系統中的金屬元件。

4 高爐液壓系統的污染控制措施

要想有效預防高爐槽下液壓系統污染，關鍵在于防止污染物進入系統中以及防止系統內部產生污染物。具體的防范措施包含以下3個方面。

4.1 有效控制液壓系統污染源

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

4.2 加強油品的管理

油品污染對液壓系統的危害是最大的。為了杜絕油品的污染，需要定期對油品進行抽樣化驗。新油入庫時，要對油品進行及時檢驗，對純度不符合要求的油品要進行及時的更換或采取一定的措施優化。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，在為系統注入油液時要做好過濾等措施，并加強對注油口、漏斗口等部位的清潔。

4.3 加強液壓系統現場維護管理

當液壓設備發生故障時，需要及時更換部件。此時，所有需要更換的設備應提前清洗干凈。在拆除原有部件時，應使用干凈的棉布堵住油口，防止環境中的灰塵和空氣從油口進入系統。液壓缸需要蓋上防塵罩，以防灰塵進入。相關部門可在現場設置專職巡檢人員，對系統運行狀態進行實時監控。一旦發現系統存在污染隱患，及時采取措施處理。

5 結語

液壓系統污染控制要貫穿于整個日常維護和保養過程中，更加完善液壓系統的全面污染控制。通過對液壓系統實施主動維護，有力地保證了其長期穩定運行，更大限度地降低了高爐液壓系統的故障率?？傊?，防止液壓油的污染，既能保證液壓系統的工作性能和效率，又能保證設備的“健康”，延長機械設備的使用壽命，降低設備的停機率，提高設備的完好率和可開動率。

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（作者單位：承德承鋼工程技術有限公司）