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        軋鋼設(shè)備液壓泄漏情況分析

        2021-05-20 14:58:10
        中國金屬通報 2021年4期
        關(guān)鍵詞:軋鋼液壓油元器件

        吳 僧

        (山鋼集團(tuán)銀山型鋼有限公司板帶廠,山東 濟(jì)南 271104)

        軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,閥門組件數(shù)量較多,在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中,由于設(shè)備本身振動頻率高、外界粉塵量大、作業(yè)溫度高,無形當(dāng)中就增加了液壓系統(tǒng)的泄漏風(fēng)險。如果不及時予以處理,不僅影響整個軋鋼生產(chǎn)工藝流程,而且也會增加生產(chǎn)投入成本。因此,鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)從故障源頭抓起,制訂切實可行的維修保養(yǎng)計劃,以排除泄漏安全隱患。

        1 軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)的運行特點

        軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)包括各種元器件、線路及管道等結(jié)構(gòu)單元,其中,液壓油作為整個系統(tǒng)的工作介質(zhì),在設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時,單位時間內(nèi)的流量相對較大。為了保證系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)所需的動力,需要各種類型的控制閥對液壓油的流量進(jìn)行有效控制,比如比例閥、伺服閥等。(伺服系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。)另外,在軋鋼生產(chǎn)過程中,系統(tǒng)內(nèi)部組件的高速運轉(zhuǎn)將釋放出較大的熱量,這時,液壓系統(tǒng)的壓力值也隨之升高,而且在鋼材定型時,需要經(jīng)過切割、壓制等工序,這些工序?qū)a(chǎn)生較大的沖擊力,使設(shè)備本身的振動頻率增大,進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)的泄漏風(fēng)險急劇增加。因此,為了降低液壓系統(tǒng)的泄漏風(fēng)險,設(shè)備檢修人員需要熟練掌握液壓系統(tǒng)的運行特點[1]。

        圖1 伺服系統(tǒng)的工作原理

        與軋鋼設(shè)備的其它內(nèi)部裝置相比,液壓系統(tǒng)在運行過程中,主要表現(xiàn)出以下特點。第一,液壓泵站的數(shù)量較多,所處的區(qū)域與部位較為集中,這就使得控制閥臺出現(xiàn)分散現(xiàn)象,中樞執(zhí)行機(jī)構(gòu)的構(gòu)造原理相對比較復(fù)雜。第二,系統(tǒng)在正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下,內(nèi)部產(chǎn)生的壓力值過高,液壓油的流量過大,這就對液壓系統(tǒng)的制作材質(zhì)提出更加嚴(yán)格的要求。第三,由于軋鋼生產(chǎn)屬于一個連續(xù)性的工藝流程,這就導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在執(zhí)行生產(chǎn)口令時,動作頻繁、響應(yīng)速度快,內(nèi)部元器件的使用壽命也將受到嚴(yán)重影響。第四,由于系統(tǒng)內(nèi)部存在大量的比例閥與伺服閥等高精度控制閥,而系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)時,這些控制閥的使用頻率相對較高。第五,液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境較為惡劣,常常在高溫、高壓、高粉塵與頻繁振動沖擊的作用下運轉(zhuǎn)。第六,系統(tǒng)內(nèi)部的管路復(fù)雜,彎頭與三通較多,而且連續(xù)作業(yè)時間長,導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的運行率相對較高,這也加快了系統(tǒng)內(nèi)部各個元器件的磨損速度。

        2 軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)的泄漏類型

        2.1 內(nèi)泄漏

        軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)內(nèi)泄漏主要包括有益內(nèi)泄漏與無益內(nèi)泄漏兩種類型,其中,有益內(nèi)泄漏可以增強(qiáng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,泄漏的發(fā)生部位往往處在液壓油泵與液壓閥當(dāng)中,這種泄漏能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各個組件產(chǎn)生潤滑作用,減少各組件之間的摩擦力,進(jìn)而延長系統(tǒng)的使用壽命。而無益內(nèi)泄漏主要是由于系統(tǒng)內(nèi)部某些元器件的密封性能失效,導(dǎo)致液壓油泄漏,泄漏部位往往處在液壓缸體內(nèi)、換向閥以及單向閥當(dāng)中,一旦這些部位的密封性能失效,系統(tǒng)內(nèi)部的各個元器件的功能性也將喪失,使整個系統(tǒng)運行中斷。

        2.2 外泄漏

        與內(nèi)泄漏類似,液壓系統(tǒng)外泄漏包括有益外泄漏與無益外泄漏兩種情況,其中,有益外泄漏的發(fā)生部位處于液壓缸體活塞桿的位置,泄漏出的液壓油對系統(tǒng)內(nèi)部各個元器件起到潤滑作用,這就減少了活塞桿的磨損度,延長活塞桿的使用壽命,同時,也能夠有效保護(hù)密封潤滑圈免受損害。而無益外泄漏的發(fā)生部位往往處于管道接頭、法蘭閥以及液壓閥的位置,如果不及時處理,這些液壓油將給自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染,甚至?xí)l(fā)火災(zāi)等事故。

        3 軋鋼設(shè)備液壓泄漏的原因分析

        3.1 溫度過高

        當(dāng)軋鋼設(shè)備啟動后,液壓系統(tǒng)的內(nèi)部元器件始終處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài),而各個元器件之間在摩擦作用下,將釋放出較大的熱量,這就使得系統(tǒng)內(nèi)部的工作環(huán)境溫度急劇升高,在這種情況之下,液壓油的粘稠度就會受到影響,導(dǎo)致液壓油的抗泄漏能力減弱。另外,在持續(xù)高溫作用下,液壓油的潤滑性能逐漸下降,各個元器件的磨損度增大,這時,元器件之間的縫隙也將增大,進(jìn)而引發(fā)液壓油的泄漏事故[2]。

        3.2 振動沖擊力過大

        由于軋鋼設(shè)備體積龐大,在設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時,受到內(nèi)部各動力組件沖擊力的影響,整個機(jī)體的振動幅度將不斷增大,在這種情況之下,液壓系統(tǒng)內(nèi)部各元器件的密封性能也將失效,于是,元器件的表面就會出現(xiàn)大量不均勻的裂縫而引發(fā)泄漏事故。

        3.3 密封性能失效

        目前,由于液壓系統(tǒng)元件的生產(chǎn)廠家數(shù)量龐大,一些不良廠商為了牟取更多的利潤,生產(chǎn)一些劣質(zhì)元器件,一旦鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)購買了這些劣質(zhì)元器件,在設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中,元器件就會出現(xiàn)裂縫或者孔洞,而導(dǎo)致油品泄漏。另外,在元器件安裝調(diào)試時,如果裝配尺寸出現(xiàn)偏差,元器件的裝配順序錯亂,本身的密封性也將受到嚴(yán)重影響,進(jìn)而埋下重大的油品泄漏隱患。

        3.4 吸附雜質(zhì)過多

        軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)在高速運轉(zhuǎn)時,將產(chǎn)生較大的吸附力,使空氣中的大量粉塵與雜質(zhì)吸附在系統(tǒng)表面,這些雜質(zhì)一旦進(jìn)入液壓系統(tǒng)當(dāng)中,就會增加元器件之間的摩擦阻力,在這種情況之下,元器件極易受到損害,導(dǎo)致密封性能失效,這就加劇了油品的泄漏風(fēng)險。

        4 防止液壓系統(tǒng)泄漏的有效解決措施

        4.1 加裝進(jìn)油孔

        為了改善缸體進(jìn)油口外端的密封性能,可以缸體外部加裝一進(jìn)油孔,進(jìn)油孔直徑介于10mm~20mm之間,由于該進(jìn)油孔與缸體內(nèi)部直接相通,使得進(jìn)油孔替代了缸體原有的環(huán)形密封腔,這時,也就消除了難以預(yù)防的泄漏風(fēng)險點,即便外界工況條件惡劣,也不會影響液壓系統(tǒng)的密封性能,進(jìn)而從根本上解決了油品泄漏問題。液壓缸體改進(jìn)效果圖如圖2所示,其中,圖中的1代表管接頭,2代表進(jìn)油孔,3代表缸體進(jìn)油孔。

        圖2 液壓缸體改進(jìn)效果圖

        4.2 抓好油品采購源頭,有效控制環(huán)境溫度

        液壓油的粘稠度、抗泡沫性、剪切安定性、極壓抗磨性等性能指標(biāo)直接決定著油品質(zhì)量,如果油品質(zhì)量差,在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中,就會失去潤滑作用,而加快內(nèi)部元器件的磨損速度,這時,元件的密封性能將受到嚴(yán)重影響。因此,為了規(guī)避油品的泄漏風(fēng)險,鋼鐵企業(yè)應(yīng)當(dāng)從液壓油的采購源頭抓起,確保油品的各項性能指標(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。另外,液壓油泄漏與外界環(huán)境溫度息息相關(guān),如果外界溫度過高,液壓油的粘稠度就會降低,在這種情況下,液壓油本身的化學(xué)穩(wěn)定性能將逐步削弱,進(jìn)而喪失潤滑性能。出于對這一點的考慮,鋼鐵企業(yè)可以利用旁路循環(huán)的方法,對外界溫度以及系統(tǒng)內(nèi)部溫度進(jìn)行有效控制,以減少高溫對液壓油性能產(chǎn)生的負(fù)面影響。通常情況下,液壓系統(tǒng)內(nèi)部的工作溫度應(yīng)當(dāng)保證在45℃以下,這樣,系統(tǒng)才能保持正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

        4.3 加大日常維護(hù)保養(yǎng)力度

        由于軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)始終處于持續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài),系統(tǒng)內(nèi)部的各個元器件極易產(chǎn)生松動、裂縫等現(xiàn)象,因此,系統(tǒng)檢修人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加大日常巡檢頻次與力度,對各個連接組件之間的緊固度進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)連接接頭部位的元器件出現(xiàn)松動情況,應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行緊固處理。如果密封件的密封性能失效,需要及時更換元器件,以降低油品泄漏風(fēng)險。為了保證液壓油的良好潤滑性能,檢修人員應(yīng)當(dāng)定期更換系統(tǒng)濾芯,而且每間隔一段時間對液壓油的品質(zhì)進(jìn)行檢驗。另外,液壓油泄漏與溫度、壓力、振動、油位等工作參數(shù)有著密切關(guān)聯(lián),基于此,檢修人員應(yīng)當(dāng)做好系統(tǒng)的日常維護(hù)工作,隨時對系統(tǒng)的各項運行參數(shù)進(jìn)行檢測,如果發(fā)現(xiàn)異常狀況,應(yīng)當(dāng)及時予以處理,以消除油品泄漏風(fēng)險[3]。

        4.4 保持系統(tǒng)內(nèi)部清潔

        由于空氣中含有大量的雜質(zhì)以及灰塵顆粒,在系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時,系統(tǒng)外表面極易吸附大量的雜質(zhì),久而久之,這些雜質(zhì)與灰塵顆粒就會滲透到機(jī)體當(dāng)中,如果不及時予以清理,將增加各個元器件之間的摩擦阻力,而縮減元器件的使用壽命。因此,系統(tǒng)檢修人員應(yīng)當(dāng)定期對液壓系統(tǒng)進(jìn)行清潔除塵處理,將系統(tǒng)內(nèi)部與外表面的灰塵顆粒處理干凈,同時,確保液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境濕度能夠滿足系統(tǒng)的運行要求,經(jīng)常對工作環(huán)境進(jìn)行凈化吸塵處理。

        4.5 降低設(shè)備的振動頻率

        在軋鋼生產(chǎn)過程中,如果設(shè)備的振動頻率過大,液壓系統(tǒng)內(nèi)部的各種元器件就極易發(fā)生斷裂、扭曲、裂縫等現(xiàn)象,這就給液壓油泄漏創(chuàng)造了必要條件。因此,為了降低液壓油的泄漏風(fēng)險,鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)采取有效的減振措施。首先保證設(shè)備能夠在良好的工況條件下運轉(zhuǎn),檢修人員可以對液壓泵以及溢流閥進(jìn)行調(diào)試,以降低設(shè)備的振動頻率。其次,為了防止共振現(xiàn)象的發(fā)生,檢修人員可以設(shè)備與設(shè)備之間安裝隔離裝置,使振動波能夠傳導(dǎo)到空氣當(dāng)中,避免在設(shè)備之間相互傳導(dǎo)。最后,在選擇密封材料時,盡量選擇一些密封性能好、抗磨損性能、抗老化性能以及耐高溫性能優(yōu)越的材料。與此同時,在安裝這些密封組件時,應(yīng)當(dāng)由專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé),避免劃損組件,而影響正常的使用性能。

        4.6 提升檢修人員專業(yè)技術(shù)水平

        軋鋼液壓系統(tǒng)檢修與維護(hù)工作專業(yè)性強(qiáng),技術(shù)人員不僅需要具備專業(yè)的液壓基礎(chǔ)知識與基本檢修技能,同時,也應(yīng)當(dāng)具備系統(tǒng)故障的應(yīng)急處理能力,因此,鋼鐵企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合檢修人員的崗位職責(zé)權(quán)限,制訂一個科學(xué)完善的內(nèi)部培訓(xùn)機(jī)制,并將液壓系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造、工作原理、鉗工技能、職業(yè)素養(yǎng)等內(nèi)容納入到培訓(xùn)計劃當(dāng)中,通過系統(tǒng)培訓(xùn),來提高檢修人員的專業(yè)技術(shù)水平以及個人職業(yè)素養(yǎng),建立一支技術(shù)過硬、臨場應(yīng)變能力強(qiáng)、事故處理能力強(qiáng)、管理經(jīng)驗豐富的液壓系統(tǒng)檢修隊伍,確保軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)能夠始終保持正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

        5 結(jié)束語

        軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)泄漏是設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中較為常見的一種故障類型,一旦發(fā)生無益泄漏,不僅嚴(yán)重影響生產(chǎn)作業(yè)效率,而且也會大幅縮減液壓系統(tǒng)的使用壽命,因此,鋼鐵企業(yè)應(yīng)當(dāng)高度重視液壓泄漏問題,從現(xiàn)場管理、日常維護(hù)保養(yǎng)、專業(yè)維修等角度出發(fā),建立一個針對性強(qiáng)的預(yù)防控制方案與檢修機(jī)制,將液壓泄漏風(fēng)險降到最低點,為企業(yè)贏得更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

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