摘 要：冶金行業(yè)的機(jī)械設(shè)備大都運(yùn)行周期長(zhǎng),處于高強(qiáng)度、復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境中，其日常的維護(hù)和保養(yǎng)工作技術(shù)難度大,保養(yǎng)任務(wù)繁重。在實(shí)際生產(chǎn)中,液壓系統(tǒng)因其功率大、體積小、操作方便等特點(diǎn)被廣泛使用。而液壓系統(tǒng)污染會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，實(shí)踐證明，70% ～ 80% 的液壓系統(tǒng)故障都是由液壓系統(tǒng)污染造成的，它會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)械設(shè)備造成極大的危害。因此,如何更好地減少機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障的頻率、提高設(shè)備的穩(wěn)定性和使用年限,是冶金生產(chǎn)企業(yè)亟需解決的一個(gè)難題。本文就冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)產(chǎn)生污染的原因進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，提出了冶金機(jī)械液壓污染的具體控制措施。

關(guān)鍵詞：冶金機(jī)械,液壓系統(tǒng),污染原因,控制措施

中圖分類號(hào)：F407.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引 言

冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行周期長(zhǎng)，所處的環(huán)境較差，且常年處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)中，過高的負(fù)荷容易引起高溫、高壓。戶外作業(yè)也會(huì)導(dǎo)致冶金機(jī)械處于高粉塵污染的環(huán)境下。冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)具有功率大，體積小，操作方便等特點(diǎn)，因而在生產(chǎn)中被廣泛使用。當(dāng)對(duì)冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)進(jìn)行安裝、調(diào)試及運(yùn)行、保養(yǎng)的時(shí)候，冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)中的油液物質(zhì)很容易受到污染，進(jìn)而產(chǎn)生化學(xué)變化，引起質(zhì)變。這樣，在之后的使用中，機(jī)械液壓系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)很多故障。實(shí)踐證明，對(duì)于精度較高的冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)，由于液壓油的污染而產(chǎn)生故障的占到75%～80%。面對(duì)液壓系統(tǒng)污染嚴(yán)重的問題，如何更好地對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，減少液壓設(shè)備故障的發(fā)生頻率，保證液壓系統(tǒng)的工作可靠性和液壓元件的使用壽命，保證冶金機(jī)械設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)的正常運(yùn)行，是當(dāng)前各冶金生產(chǎn)企業(yè)普遍面前的一個(gè)難題。本文就冶金液壓系統(tǒng)產(chǎn)生污染的原因以及如何有效地對(duì)污染進(jìn)行控制作一些探討。

一、 冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)污染的產(chǎn)生原因

1z7dZHv2PWmD6qNii7foKw== 液壓污染的主要類別及其危害

在冶金機(jī)械的液壓系統(tǒng)中，液壓油不僅是傳遞能量的主要工作介質(zhì)，同時(shí)也承擔(dān)著潤(rùn)滑、密封以及防銹等功能。冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)的污染主要指液壓油中摻雜了各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)包括固體顆粒、變質(zhì)的水以及微生物等。具體來說，包括以下3個(gè)方面：

（1）從外界進(jìn)入的污染物

對(duì)于冶金機(jī)械來說，在其液壓系統(tǒng)的使用過程中，比如說在活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、向系統(tǒng)注入油液等過程中，常會(huì)有很多粉塵顆粒進(jìn)入機(jī)械液壓油中。另外，系統(tǒng)還會(huì)因?yàn)槊芊馊Φ拿芊獠粐?yán)導(dǎo)致水進(jìn)入油液中。最后，在系統(tǒng)的日常維護(hù)和保養(yǎng)中，也會(huì)由于機(jī)械操作人員的疏忽等原因，將密封件以及閥體等帶進(jìn)去的棉紗等一系列的污染物掉進(jìn)油液系統(tǒng)中。這也是導(dǎo)致污染的一個(gè)重要原因。

（2）系統(tǒng)自身制造過程中遺留的污染物

冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)的生產(chǎn)過程也是一個(gè)復(fù)雜的過程，要經(jīng)歷生產(chǎn)、組裝、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等階段。在這些階段中，系統(tǒng)本身就會(huì)產(chǎn)生一些污染物。這些污染物包括毛刺、碎屑子、沙粒、廢料、銹片、噴漆、膠狀物、棉布紗料布以及沖洗液體等等。對(duì)于冶金機(jī)械而言，由于其某個(gè)零部件的不潔凈，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)液壓系統(tǒng)的污染，從而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障，影響運(yùn)行效率。

（3）系統(tǒng)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物

冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)作為冶金機(jī)械的重要組成部分，其工作環(huán)境復(fù)雜。在當(dāng)今社會(huì)，很多冶金機(jī)械都是在戶外進(jìn)行作業(yè)，他們長(zhǎng)期處于高溫、高壓的環(huán)境，又會(huì)受到重核載的作用。在這種情況下，機(jī)械中的液壓油溫度就會(huì)變高，從而產(chǎn)生化學(xué)質(zhì)變，化學(xué)質(zhì)變會(huì)導(dǎo)致金屬表面產(chǎn)生腐蝕，出現(xiàn)金屬顆粒、銹滓，潤(rùn)滑不良等現(xiàn)象，也會(huì)產(chǎn)生部分剩料、磨料等物質(zhì)。另外，高溫、高壓的工作環(huán)境以及重載的工作條件會(huì)導(dǎo)致液壓油把金屬表面的顆粒剝落，使金屬出現(xiàn)凹凸不平，從而導(dǎo)致被密封的元件加快了老化的速度，被腐蝕，造成顆粒污染等。

二、液壓系統(tǒng)污染的主要危害

通過以上分析，對(duì)液壓系統(tǒng)污染的原因有了初步的了解。這些污染在實(shí)際生產(chǎn)過程中會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)產(chǎn)生非常大的危害，直接影響到液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至造成設(shè)備的損壞。其危害主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1 固體顆粒的危害

固體顆粒污染物的組成主要包括金屬性顆粒、纖維、沙礫、橡膠顆粒、以及積碳等。它們大多數(shù)是金屬和硅、鋁等氧化物，硬度通常較高，約在莫氏硬度4～7 之間。其中，二氧化硅和三氧化鋁的硬度可以達(dá)到莫氏硬度7～9，對(duì)液壓系統(tǒng)以及元件的危害比較大。

在上表所列這些污染物當(dāng)中，固體性顆粒的分布最廣泛、危害也最大，它是導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障、降低系統(tǒng)可靠性、減少使用壽命的一個(gè)最主要的原因。所以，筆者認(rèn)為，液壓系統(tǒng)污染控制的重點(diǎn)應(yīng)該放在減少固體顆粒上。

（1）固體顆粒產(chǎn)生各種形式的磨損

切削磨損：是指進(jìn)入元件內(nèi)的一些比較堅(jiān)硬的固體顆粒鑲嵌到較軟的表面時(shí)，就會(huì)像車刀似的把元件表面的一些材料切割下來，然后形成碎屑。在這種磨損方式中，比較軟的表面很容易有顆粒進(jìn)入，就會(huì)導(dǎo)致較硬的那一面磨損嚴(yán)重，切削表面會(huì)有顯著的劃痕。

疲勞磨損：是指當(dāng)固體狀顆粒到達(dá)運(yùn)動(dòng)副間隙，在碾壓運(yùn)動(dòng)和滾動(dòng)的作用下在元件表面生成應(yīng)力，進(jìn)而裂紋，然后被油壓沖擊后不斷擴(kuò)展，形成了空洞，導(dǎo)致機(jī)械表面材料脫落。

（2）卡滯

卡滯主要指的是比較大的顆粒到了運(yùn)動(dòng)副的間隙并且附在間隙的入口附近，從而導(dǎo)致上下間隙之間發(fā)生徑向不穩(wěn)定的力，進(jìn)而使得閥芯壓向著濃度比較高的顆粒的一邊，由此就會(huì)導(dǎo)致液壓卡緊的現(xiàn)象。然而在高壓的系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)液壓卡緊的時(shí)候，那么閥芯上面受到的不均衡的力以及液壓卡緊力都會(huì)很大，這樣就會(huì)就會(huì)使得閥芯卡滯以及偏磨。

2 水的危害

我們知道，在冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)中，油液中的水主要是來自于空氣中的水蒸氣。實(shí)踐證明，系統(tǒng)中水引起的污染的危害主要包括:

（1）引起腐蝕

油液中含有部分金屬硫化物以及氯化物等，當(dāng)它們遇到水時(shí)，會(huì)發(fā)生作用，產(chǎn)生酸性介質(zhì)，使元件表面被腐蝕。

（2）引起變質(zhì)

油液遇到水會(huì)發(fā)生氧化和乳化，添加劑也會(huì)和油液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成沉淀物等膠質(zhì)，不僅會(huì)破壞油膜強(qiáng)度，還使?jié)櫥阅芙档汀Ｍ瑫r(shí)，它也為微生物的生長(zhǎng)與繁衍創(chuàng)造合適的條件，引起油液變質(zhì)。

（3）低溫結(jié)冰

系統(tǒng)中游離的水在低溫狀態(tài)下容易結(jié)冰，將小孔等間隙、油濾器等元件堵塞。

3 空氣的危害

空氣常常比水更加容易進(jìn)入到液壓系統(tǒng)中，它在液壓系統(tǒng)主要有兩種存在方式：溶解狀態(tài)、游離狀態(tài)。溶解狀態(tài)下的空氣常常不會(huì)影響到系統(tǒng)的工，產(chǎn)生危害的主要是游離狀態(tài)的空氣。危害主要包括：會(huì)產(chǎn)生氣蝕,會(huì)會(huì)降低系統(tǒng)液壓油液的體積彈性模量以及剛性,會(huì)產(chǎn)生氣阻等。

三、液壓系統(tǒng)油液及機(jī)械污染的控制策略

對(duì)于冶金液壓系統(tǒng)，其工作的可靠性及使用壽命在很大程度上取決于液壓系統(tǒng)受污染的程度及類別。很多研究者對(duì)它們之間的關(guān)系都做了研究，這里就不再一一贅述。但是總結(jié)起來，要想提高冶金液壓系統(tǒng)的可靠性及使用壽命，最主要的就是要降低系統(tǒng)的污染程度，下面就如何降低系統(tǒng)的污染展開討論。液壓系統(tǒng)的污染包括內(nèi)外兩種因素。其中，內(nèi)因指的是系統(tǒng)使用過程中的一些正常損耗，它只能通過改進(jìn)技術(shù)來進(jìn)行降低，但時(shí)不可能完全被消除。

1 對(duì)過濾器進(jìn)行科學(xué)的選擇與使用。

通常情況下，在機(jī)械的設(shè)計(jì)階段，要綜合考慮機(jī)械的工作環(huán)境，選用合適的過濾器。如果所選用的過濾器它的精度太高了，會(huì)造成浪費(fèi),但是過低了又會(huì)減少器件的使用壽命。要想液壓系統(tǒng)的性能好、工作效率高、穩(wěn)定性好并切實(shí)靠性，就必須要為它設(shè)計(jì)一個(gè)良好的控制污染度的系統(tǒng)。

1）對(duì)于一般的冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，它的過濾器的過濾精度為20μm。對(duì)電液伺服系統(tǒng)，過濾器采用的是10μm ,

2）對(duì)于液壓系統(tǒng)所采用的過濾器，其精度要比實(shí)際流經(jīng)系統(tǒng)的流量大些。如果所選用的過濾器的流量小于它的額定，那么過濾器所承受的壓力差就會(huì)變小，進(jìn)入系統(tǒng)的很多污染顆粒就能夠被過濾掉，液壓油的清潔程度也就會(huì)提高,

3）將液壓系統(tǒng)并聯(lián)使用效果更好。將液壓系統(tǒng)并聯(lián)后，經(jīng)過每一個(gè)過濾器的液體流量就會(huì)變小，這樣，液壓系統(tǒng)的清潔程度就會(huì)得到提高,

4）對(duì)于液壓系統(tǒng)，要選用性能較高的過濾器，在過濾的時(shí)候，可以實(shí)行分級(jí)過濾。與此同時(shí)，為了防止過濾器被堵塞而變形，還需要對(duì)它們進(jìn)行定期更換,

5）選好過濾器后，還要按照要求，在機(jī)械上正確安裝過濾器。一般情況下，都會(huì)把過濾器安裝在吸油回路上。因?yàn)檫@樣可以更好地清除即將進(jìn)入但尚未進(jìn)入到泵中的污染物。如果液壓系統(tǒng)的精度要求較高，還可以通過在吸油回路裝一個(gè)粗濾器并且在機(jī)械液壓管路上面設(shè)置一個(gè)精濾器來實(shí)現(xiàn)。

2 液壓系統(tǒng)制造和安裝階段的污染控制

在現(xiàn)代液壓系統(tǒng)中，絕大多數(shù)的電液伺服采用的材料是不銹鋼質(zhì)的無(wú)縫式鋼管，它有一個(gè)特點(diǎn)，就是鋼管之間不能夠用螺紋來連接。鋼管和彎頭等要放在硝酸和氫氟酸的混合液中清洗，目的是除去管道內(nèi)壁上的臟物。

管道用鋸割而不用砂輪切割，目的是減少砂輪粉末的產(chǎn)生。焊接的qloYqguGKlqXd3Wk5p/h6g==時(shí)候，在不銹鋼管端處打好坡口，去掉毛刺并處理干凈。在焊接的時(shí)候，最好使用氬弧旱接，減少熔渣,

另外，將液壓油管拆除的時(shí)候，要保持接頭的開口朝上。同時(shí)還必須用堵頭將接頭開口堵住，目的是為了防止液壓系統(tǒng)中的油液流失，同時(shí)也可以有效地也減少污染物的侵入及危害。

3 加強(qiáng)對(duì)液壓系統(tǒng)使用的護(hù)理與保養(yǎng)

（1）對(duì)新油液的污染加以控制。對(duì)新油的檢測(cè)表明，一般的污染度都會(huì)在NAS10 級(jí)以下，而電液伺服系統(tǒng)的要求是必須達(dá)到NAS6 級(jí)以上。因此，在加注油液之前，要用精細(xì)的過濾車對(duì)燃油進(jìn)行三層過濾，使新油的污染程度能夠達(dá)到電液伺服閥NAS6 級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。這可以大大降低電液伺服閥更換和清洗的頻率，使設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行,

（2）在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行清洗的時(shí)候，采用離線循環(huán)沖洗的方式。將循環(huán)沖洗離線的時(shí)候，要斷開電液伺服閥等部件，直接連通軟管和硬管。打開泵，將新油進(jìn)行過濾。大概運(yùn)行24h～72h 后，將液壓油的溫度控制在50℃ ～60℃左右，將壓力控制在2MPa左右。與此同時(shí)，可以采用橡膠錘等工具，通過敲打接頭和焊接縫隙等部位來清除污染物,

（3）將油溫在適宜的一個(gè)溫度。如果液壓系統(tǒng)油液的溫度過高時(shí)話，油液會(huì)發(fā)生氧化變質(zhì)，且速度很快，這樣就會(huì)導(dǎo)致金屬的磨損加劇，同時(shí)會(huì)使密封件發(fā)生物理變化，產(chǎn)生老化和變形，引起泄漏和污染。一般情況下，工作油的溫度應(yīng)該保持在55℃以下。

四、結(jié)論

冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)工作的環(huán)境復(fù)雜惡劣，qloYqguGKlqXd3Wk5p/h6g==產(chǎn)生污染的原因多種多樣，對(duì)此產(chǎn)生的危害也非常嚴(yán)重。因此，對(duì)其污染控制就顯得格外重要。為了保證冶金機(jī)械液壓系統(tǒng)正常運(yùn)行，減少系統(tǒng)故障，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性和使用壽命，必須要做到科學(xué)合理的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝，要加大對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的檢測(cè)力度，提高對(duì)設(shè)備的保養(yǎng)意識(shí)和保養(yǎng)技術(shù)，只有這樣才能提高系統(tǒng)的使用壽命，降低設(shè)備的維護(hù)成本，進(jìn)而提高生產(chǎn)效益。

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