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浅论一种更环保节能的液压系统冲洗方法探讨

姚海波 2011-03-28

论文关键词：本泵本油液压冲洗过程控制环保节能

论文摘要：详细介绍了宝钢5000 mm宽厚板札机剪切线液压系统“本泵本油箱”的冲洗和施工过程控制方法，并与传统的“在线酸洗”方法对比，具有环保、节能的优势。

0前言

笔者主要对宝钢5000mm宽厚板轧机剪切线液压系统“本泵本油箱”的冲洗和施工过程控制方法进行介绍。通过两种液压系统冲洗方法的特点对比，为液压系统冲洗提供一种更节能、更环保的冲洗方法。

1“在线酸洗”与“本泵本油箱”冲洗方法对比以及优缺点

“在线酸洗”是传统的液压系统冲洗方法。目的是去除管道中的锈与氧化铁皮。方法是将液压管道安装完毕后，不再拆除，而是将液压管道与酸洗设备相连，形成冲洗回路，进行循环酸洗，除锈、除氧化铁皮后，用冲洗油进行冲洗，“除去”管道中的异物、水和残存的酸后，再用工作油进行冲洗。工艺比较成熟，缺点是对环境的污染较大，需要耗费大量的冲洗油，冲洗成本上升，并且很难将管道中的水和残存的酸排干净，从而会导致液压油氧化速度增快以及液压油膜变薄，元件磨损加剧，最终使液压系统发生故障。

宝钢5000mm宽厚板轧机剪切线液压系统，采取“本泵本油箱”的新冲洗方法。目的是去除管道中的锈与氧化铁皮;避免施工过程中产生氧化铁皮，最大限度地降低油液中的含水率。方法是先将“素材管”进行酸洗、除锈，将其两端用塑料布封住，防止再生锈，管道焊接时，在管道的一端始终通带有一定压力的氢气，直到管道焊接完毕并达到常温时才断开氢气，从而避免产生氧化铁皮。缺点是该冲洗工艺在国内应用不多，优点是节约了大量的液压冲洗油，大大改善了施工环境，减少了环境污染，液压系统获得理想的冲洗效果，缩短了施工工期，冲洗成本降低。

2宝钢5000 mm宽厚板轧机剪切线液压系统

宝钢5000mm宽厚板轧机剪切线液压系统主要包括三套液压系统，均采用“本泵本油箱”的冲洗方法，冲洗精度需要达到NAS6级合格。

切头剪液压系统主要为切头剪本体提供液压动力，该系统为电液比例阀控制，系统P管压力为14 MPa，该系统泵站设在MR08液压站。双边剪与剖分剪液压系统主要为双边剪与剖分剪本体、换刃装置以及双边剪磁对中装置提供液压动力，该系统为电液比例阀与伺服阀控制，系统P管压力为14 MPa，该系统泵站设在MR09液压站。

定尺剪液压系统主要为定尺剪本体及磁对中装置提供液压动力，该系统为电液比例阀控制。系统P管压力为14MPa，该系统泵站设在MR10液压站。

3“本泵本油箱”冲洗的液压系统管道的施工过程控制

为保证液压管道采用本泵本油箱冲洗的顺利进行，必须加强液压设备、管道安装过程的控制，主要是保证设备、管道内的清洁度。根据管道的材质及供货渠道采取不同的安装方法。

3. 1国外供货的碳钢管道及不锈钢管道，内壁非常干净，并且都有专用的管帽，不需要酸洗，可以直接进行施工。

3.1.1在施工过程中，在对管道切割或焊接时，管道两侧的管口才能打开，完成后必须立即包扎好。

3. 1. 2管道切割采用机械切割的方法进行，对于大管径不锈钢管可采用等离子切割，切割完成后必须将熔渣、氧化皮、铁屑和毛刺飞边等清理干净。

3. 1. 3管道采用氨气保护焊，在焊接时管道内壁必须连续充氨气，充氢气时要保证管道焊接前先将管道内部的空气全部置换成较高纯度的氢气，然后进行焊接，并且在管道焊接完成后焊缝完全冷却后才能停止充气，以保证管道内壁不被氧化。焊接完毕后，立即将管口包扎紧密，主要是防止潮湿的空气进人管道加速氧化，保证管道内氢气正压和纯度，提高管道内的清洁度和延缓管道内壁氧化。

3. 2对于国内供货的管道在酸洗厂进行酸洗、钝化、喷涂防锈油等处理，合格后再运到现场进行施工，施工工艺与国外供货的管道相同。特别要注意的环节是合理、准确的控制酸洗的进度和运到现场的管子数量，以防止管道氧化锈蚀，以能保证现场的施工进度、不积压为准。

4本泵、本油箱液压系统的油冲洗

4. 1冲洗前的准备工作

4. 1. 1管道安装完成后，要认真与系统图核对，确认无误后才可进行临时管路连通作业，所有制作的临时短接管路必须要经过酸洗及喷油防护，临时管道连通完毕后，先用纯净的氮气瓶组进行吹扫，将木板条缠上白布、再抹上粘结剂(如浆糊、白漆)，放在被吹扫管道的出口，目测5 min内木板白布上无杂物，为合格。

4. 1. 2在制作临时连通管的同时，也要进行油箱清理工作，具体为:用白色面粉和面团清理油箱内的灰尘，直到新和的面团洁白无杂质为准。油箱清理好后，应对加人油箱内的油质进行化验分析，如能达到精度要求就加注至油箱内，原油的洗精度一般不低于NAS10级为合格。加注油采用滤油小车从液压站上面向油箱加注，加油到油箱的3/4位置。

4. 1. 3更换过滤器是油冲洗的关键节点，将回油过滤器的20u，滤芯更换成3 u临时滤芯，将压力油回路上的高压滤芯更换为中压的临时滤芯，等冲洗完毕后将压力油回路上的高压滤芯更换成正式滤芯，而回油过滤器的临时滤芯到系统联试完毕后再更换为正式的滤芯。将系统中阀台上的比例阀、伺服阀更换为冲洗板。

4. 1. 4冲洗前应确认已经关闭系统集中加油管线和集中废油排油管线的总阀已经关闭。

4. 2液压系统的冲洗过程

4. 2. 1液压系统冲洗工艺(如图1所示)

4. 2. 2考虑到机械的安装进度及系统的大小，整个系统的冲洗一般分为两步进行。首先将泵站到各个阀台的主管路连成回路进行冲洗;第二步是等所有的主管路冲洗完成后，再对阀台到各个液压执行单元的管道连成回路进行冲洗，冲洗根据管道的管径、回路长度、清洁度等进行分段、分部冲洗。 4.2.3冲洗前，先启动循环泵，对油箱内的油进行循环加热和过滤，油温加至40一60℃时，开始启动液压高压泵，启动后应对冲洗流量进行评估，主管冲洗流速要大于6m/s。同时检查油箱附件是否正常工作，如空气滤清器是否堵塞，液位报警器的高低液位与循环泵、高压泵的连锁是否良好，温控装置的高温报警与循环泵、高压泵的连锁是否良好;水冷却器是否已经能正常使用。

4. 2. 4冲洗时整个系统的压力为4一6MPa，剪切线液压系统压力泵均为恒压变量柱塞泵。首先全松开主泵装置上电磁溢流阀的调压螺钉，用点动的方式确认电机的旋转方向无误，调节电磁溢流阀使系统压力表达到溢流阀的设定值，锁定溢流阀，然后调节泵使系统压力表达到系统的冲洗压力4~6 MPa ，锁定泵，此时调节电液换向阀，得电冲洗，失电系统保压。为满足冲洗流量速度大于6m/s，需要同时开启几台压力泵进行冲洗。

4. 3冲洗时要注意的事项

4. 3. 1冲洗作业要有专人负责，冲洗作业要连续进行，要求施工人员必须做好冲洗记录，一旦发现异常情况，应停泵处理。使用在线污染度检测仪检测各支回路的清洁度和流量，当发现流量不能满足冲洗要求，通过关闭其它支路阀门，集中冲洗或增加压力泵的台数的方法来满足流量要求。冲洗的流速、流量与管径对照如表1所示:

4. 3. 2随时检测过滤器前、后压差，压差超过规定值时说明过滤器堵塞，可清洗或更换滤芯。4.3.3取样要有专人负责，取样方法及步骤必须按有关规定进行，冲洗开始后2一4h可取样一次，以后可根据取样判定结果，再决定取样的间隔时间。油清洁度的检验可利用外方在线污染度检测仪在线检测。对高压泵出口、最远端阀台、回线过滤器前三个部位的测压接头处进行检验。以三个部位全部合格为冲洗合格的标准。

4. 3. 4油温加至40一60℃，主要是两个作用:一是降低油的勃度，易于在管道冲洗时产生紊流;二是因温差使管道产生热胀冷缩，使附在管道内壁的焊渣、氧化皮等脱落。紊流对管道的冲洗效果有比较重要的影响，判断是否紊流，根据流体的临界雷诺数来判断，当流动液体的雷诺数低于临界雷诺数时，流动状态为层流，反之流动液体的状态为紊流。光滑的金属圆管道的临界雷诺数为2000~2300，雷诺数计算公式为:

Re=vd/y

式中Re—为雷诺数

v—管道中流体的平均流速

d—为管道直径

y—液体的运动勃度

当vd一定时，降低运动勃度y，会使雷诺数增大，使流动液体的状态达到紊流状态。

5小结

5. 1本泵、本油箱冲洗的特点以及适用条件

5.1.1因使用正式的压力泵作为油冲洗的动力，压力泵主要提供高压的介质，但流量比较小，不易产生紊流。

5. 1. 2液压管路中压力管路管径相对于回油管路的管径比较小，需要在回油管路上安装临时的调节阀门，来保证冲洗回路的压力和流量。

5. 2. 3采用本泵、本油箱的冲洗方法，对管道及设备的施工过程要求比较高，保证管道内壁非常清洁。

5. 2. 4不适用施工周期很长、比较大的液压系统。