鄭召舉

一、概述

液壓油中的水分也會像機械雜質(zhì)污染一樣，可損害液壓系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的可靠性、準確性和靈活性。即使水的濃度在低達0.01%～0.02%的情況下，也會對液壓部件造成腐蝕，并影響液壓油的潤滑性能，降低液壓系統(tǒng)的可靠性和效率，并且增大機械部件的受力和疲勞磨損。濟鋼冷軋板廠冷軋機組高壓液壓系統(tǒng)包括AGC壓下、CVC竄輥、彎輥、支撐輥平衡四個伺服控制系統(tǒng)。投入生產(chǎn)一年左右，軋機高壓液壓系統(tǒng)油液開始出現(xiàn)不同程度被水或乳化液等液體污染的情況，給設備正常運行帶來很大隱患。

二、冷軋機組高壓液壓系統(tǒng)水分污染的危害

1.生成極難破壞的乳化液

液壓系統(tǒng)內(nèi)存在的油水乳化液能引起系統(tǒng)工作的各種故障。粘稠的有機物吸附在微小水滴的表面，乳化液生成油垢等沉淀物質(zhì)，堵塞過濾器、泵和閥等調(diào)節(jié)設備。

2.加速油液的氧化過程

當液壓油中存在水分和無機污染物（金屬顆粒）時，金屬顆粒將起氧化催化劑作用，會使油液的烴類氧化性加強，特別是有鐵、銅、錳等微粒存在下，水與大氣中的氧使液壓油迅速氧化，生成粘稠狀聚合物，即油泥。當使用溫度超過65℃，每增加10℃，氧化速度成倍增長，使液壓油失效。

3.加劇對閥等液壓元件的腐蝕作用

水的存在能使液壓油對金屬的腐蝕作用加劇，其中包括有色金屬（銅、鉛）當水存在時，氧化作用加大，增加了油的酸性。同時，在液壓油有水的情況下，多數(shù)微生物如霉菌和細菌能生活在烴介質(zhì)內(nèi)，微生物在油水界面上繁殖極快，微生物的生命活動會產(chǎn)生有機酸和礦物酸、氨、硫、二氧化碳、硫化氫等具有侵蝕性的物質(zhì)。微生物還可能造成電化學腐蝕，使其對閥等液壓元件的腐蝕加劇。

4.降低油液潤滑性

水分會降低油液黏度，惡化液壓系統(tǒng)耦合零件磨合表面的潤滑作用。在液壓系統(tǒng)的過熱部位，工作液中的水分會蒸發(fā)，導致摩擦表面的油膜破壞，潤滑作用也被破壞，加速液壓元件（泵、閥、液壓缸等）的磨損。

三、冷軋機組高壓液壓系統(tǒng)水分污染原因分析

1.大氣中的水蒸氣

大氣中的水、氣通過空氣濾清器進入油箱。溶解于液壓油內(nèi)的水和大氣中的水之間存在著動態(tài)平衡，當液壓油同潮濕空氣接觸之后，這種平衡的出現(xiàn)很快。在典型溫度下運行，一般吸水達0.02%～0.03%。當設備停止工作后，水從液壓油中凝下來，漸漸在油箱底部形成積水。軋機低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)同屬軋機地下油庫，工作環(huán)境相同，如果是軋機地下油庫空氣中的水蒸氣造成的高壓系統(tǒng)液壓油乳化，則低壓系統(tǒng)也會出現(xiàn)液壓油乳化的情況，而低壓系統(tǒng)液壓油運行至今從未出現(xiàn)過液壓油乳化的情況，則可排除大氣中的水蒸氣造成液壓油水分侵入的情況。

2.液壓油的存儲、運輸、抽注過程中水的侵入

在存儲、運輸、抽注過程中，由于外部條件的變化，或意外事故發(fā)生，如雨水的侵入、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的欠缺等，都易使水分侵入油內(nèi)。而我廠從事液壓設備維護的工作人員均經(jīng)過專業(yè)培訓，且液壓油的存儲、運輸及抽注過程均嚴格按照國家關(guān)于液壓油存儲、運輸?shù)囊筮M行，因此，不會出現(xiàn)水分侵入的情況。

3.使用過程中水分的侵入

（1）液壓系統(tǒng)循環(huán)冷卻系統(tǒng)因換熱器板片銹蝕、破裂或密封老化破損等原因造成循環(huán)冷卻水侵入。將換熱器拆開檢查，所有密封墊片完好無損，同時檢查板片的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)板片雖有銹蝕的跡象，但沒有出現(xiàn)板片因銹蝕造成缺損的情況。將換熱器按照換熱器的安裝技術(shù)規(guī)范安裝后，進行保壓測試：首先關(guān)閉換熱器，將一側(cè)流室排空，并將此流室的接管斷開，在另一流室進行加壓，經(jīng)過20min的試驗發(fā)現(xiàn)，沒有水從缺損處流出，同時20min內(nèi)的壓降在允許范圍內(nèi)，故因換熱器的原因?qū)е滤智秩氲那闆r也不成立。

（2）軋機傳動軸抱緊液壓缸夾緊單元防塵密封損壞，造成乳化液進入夾緊單元后通過泄漏油管侵入系統(tǒng)。軋機在軋制過程中會有大量的乳化液噴射到軋機傳動軸抱緊液壓缸夾緊單元處，而在SMS的原始設計中錯誤的將夾緊單元的通氣口接到高壓系統(tǒng)的泄漏油管上，如果夾緊單元的防塵密封損壞，軋制過程中的乳化液就會通過已經(jīng)損壞的防塵密封進入到夾緊單元的彈簧腔，之后就可能通過泄漏油管侵入到系統(tǒng)中，從而造成系統(tǒng)液壓油的乳化。為此，首先將軋機的八個夾緊單元的防塵密封全部更換，同時將接到夾緊單元通氣口的泄漏油管去掉，并在夾緊單元的通氣口處接通氣管路，防止乳化液進入夾緊單元。

通過采取以上措施，經(jīng)過一段時間的觀察發(fā)現(xiàn)，油液乳化的現(xiàn)象得到一定緩解，但是，在軋機經(jīng)過五天左右（原來3～4天）的時間仍出現(xiàn)了乳化現(xiàn)象。這說明該問題是引起油液乳化一個原因，但不是主要原因。

（3）軋機支撐輥平衡缸有桿腔防塵密封損壞，導致乳化液進入平衡缸的有桿腔從而造成乳化液的侵入。如果是乳化液從平衡缸進入到系統(tǒng)中，必須同時具備兩個條件：一是支撐輥平衡缸活塞桿的防塵密封圈損壞，軋制時噴射到支撐輥平衡缸周圍的乳化液能透過損壞的防塵密封。二是在軋機軋制時，支撐輥平衡缸的有桿腔內(nèi)沒有壓力，透過損壞防塵密封的乳化液能進一步透過平衡缸活塞桿的單向密封，進入支撐輥平衡缸的有桿腔內(nèi)。

經(jīng)查閱SMS提供的電氣資料及支撐輥平衡系統(tǒng)液壓控制原理圖，當軋機處于軋制狀態(tài)時，平衡缸有桿腔壓力為零，乳化液完全有可能進入到平衡缸的有桿腔內(nèi)，此時進入到有桿腔的乳化液無法通過支撐輥平衡缸活塞桿的單向密封，當在軋機換輥或校核時，有桿腔內(nèi)6MPa的壓力會隨著支撐輥平衡缸的上下動作將有桿腔內(nèi)的乳化液排入到系統(tǒng)中，久而久之，系統(tǒng)中的乳化液含量越來越高，從而造成液壓油的乳化。這便是導致液壓系統(tǒng)水分污染的主要原因。更換所有支撐輥平衡缸活塞桿的防塵密封，通過近半年來的觀察，再也沒有液壓油侵入水的故障發(fā)生。

四、控制措施

（1）充分利用PMS設備點檢系統(tǒng)，專業(yè)點檢人員對系統(tǒng)液位、油溫、壓力變化進行跟蹤檢測，及時掌握液壓系統(tǒng)液位的波動變化情況。

（2）控制工作過程中油溫變化。液壓油油溫的升高會加速液壓油的氧化變質(zhì)，從而增加金屬磨損，并使油封變形和老化，造成液壓系統(tǒng)的內(nèi)外泄漏和污染。系統(tǒng)在運行中應保持油液溫度在 30～50℃。

（3）建立油品檢測體系，定期對液壓系統(tǒng)油液進行取樣檢測化驗工作，每一季度對油液進行污染度、含水量及其他性能指標進行檢測化驗，及時掌握油液油品的狀況，確保液壓系統(tǒng)油液處于最佳工作狀態(tài)。

（4）定時開啟高壓液壓系統(tǒng)脫水車，每15天開啟一次，每次運行時間2h，以保證系統(tǒng)內(nèi)油液含水量在控制范圍之內(nèi)。

（5）加強對執(zhí)行元件防塵密封點檢，并定期更換。重點加強傳動軸抱緊液壓缸夾緊單元防塵密封及支撐輥平衡缸活塞桿防塵密封的點檢，并根據(jù)系統(tǒng)的運行情況，確定傳動軸抱緊液壓缸夾緊單元防塵密封每年更換一次，支撐輥平衡缸活塞桿防塵密封8～10個月更換一次。

（6）為改變平衡缸防塵密封損壞頻繁的局面，決定在支撐輥平衡缸的透蓋加密封蓋板，防止防塵密封損壞后乳化液進入到支撐輥平衡缸內(nèi)。

通過采取控制措施，冷軋機組高壓系統(tǒng)的液壓油再也沒有因進水或乳化液導致油液乳化的情況，不但可降低液壓油的消耗，還減少了濾芯的更換頻率。