張志強

（本鋼煉鐵廠，遼寧 本溪 117000）

液壓、潤滑系統(tǒng)因在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)回轉、直線運動，在結構上能夠讓元件本著靈活方便的原則輕松布置等優(yōu)點，因此在高爐煉鐵之中的普及應用率非常高。高爐爐前作為出鐵和堵口的作業(yè)場所，使得液壓系統(tǒng)中的高爐、等部件中的元件由于吸附大量的氧化鐵屑、粉塵、水汽，再加上高溫度、高壓力、高濕度的環(huán)境，會給系統(tǒng)中的液壓油帶來污染，而調(diào)查發(fā)現(xiàn)，液壓系統(tǒng)85%的故障因為液壓油受到污染而引起的[1]。由此判斷，控制污染源的數(shù)量，保持高爐煉鐵液壓系統(tǒng)工作環(huán)境的清潔，是確保液壓潤滑設備運行正常的重要的客觀條件。近年來，國內(nèi)煉鐵行業(yè)越來越重視生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)能減排工作，為此加大了科技投入力度，提高了高爐作業(yè)環(huán)境的清潔度標準，增強了一線工人的規(guī)范操作意識，有力地確保了高爐煉鐵液壓設備的運行質(zhì)量和運作效率。

1 液壓系統(tǒng)污染源分析

第一，爐前、爐頂、熱風爐的液壓站、液壓缸、液壓件在裝配之前由于沒有做好清潔工作，這些高密度設備在制造過程總存在的切屑、焊渣、磨料、繡片和灰塵沒有消除，一旦系統(tǒng)開始運作之后，這些污染物就會隨著液壓油遍布整個系統(tǒng)（詳情見圖1）。第二，液壓站油箱在運轉期間會將空氣中的粉塵、灰塵帶入液壓油中，而一些過濾設備如空氣過濾器長期使用失效時，也會讓環(huán)境的污染物帶入到系統(tǒng)之中。第三，系統(tǒng)在維修時，由于設備元件長期暴露在外，再加上檢修環(huán)境不夠清潔，比如在向系統(tǒng)更換液壓油，更換設備元件等過程中，也會讓空氣中的粉塵，灰塵進入系統(tǒng)之中。第四，液壓系統(tǒng)各個金屬材料和密封材料在工作中由于相互摩擦受力，會產(chǎn)生磨損碎屑，顆粒和纖維等雜質(zhì)，也會混入液壓油之中。

圖1 液壓油污染物的構成比例餅狀圖

2 液壓系統(tǒng)污染的帶來的危害分析

總體而言，液壓系統(tǒng)出現(xiàn)安全故障除了前期產(chǎn)品設計、零部件制造，中期現(xiàn)場安裝調(diào)試會因科技含量不夠，人工操作不當而出現(xiàn)故障之外，絕大多數(shù)情況下是使用和維修中由于對污染源的防護做的不走全面細致，使得液壓油受到污染雜質(zhì)的入群而造成整個系統(tǒng)故障率的提高。液壓、潤滑污染對設備的負面影響主要體現(xiàn)在以下兩點。

首先，油液中的污染顆粒會讓液壓系統(tǒng)中的高密度運動部件如閥芯、變量活塞帶來阻礙正常運轉，導致出現(xiàn)卡頓等情況，導致磨損嚴重，過早地失去應有的使用功效。另外污染顆粒聚集在孔道之中，堵塞在過濾網(wǎng)內(nèi)，會改變系統(tǒng)正常的工作狀態(tài)中各項運行指標，使得系統(tǒng)操作會出現(xiàn)程序步驟失調(diào)，工作失靈等情形，會讓液壓站、液壓缸、液壓泵等設備吸油不順暢，回油不及時而讓設備處于不正常的運作狀態(tài)下，就會引發(fā)氣蝕、振動到來的噪音、高溫等影響，容易誘發(fā)高爐設備安全事故。另外粉塵、碎屑、雜質(zhì)等污染顆?；烊氲揭簤河椭校矔屢簤涸斐刹豢赡娴哪p，嚴重情況下還會讓設備停機停產(chǎn)。如果對這些污染物得不到有效的控制，任其在系統(tǒng)系統(tǒng)之中積累，會使系統(tǒng)因局部產(chǎn)生損傷破壞，導致整體壓力不正常，速度不穩(wěn)定，讓執(zhí)行功能出現(xiàn)異常，最終對降低整個系統(tǒng)的使用壽命。而對液壓油的更換，對設備的檢修會極大地增加維護成本和人工成本，同時也給企業(yè)的正常生產(chǎn)造成很大的影響。

其次，液壓油中水分的逐漸增加會讓油品的質(zhì)量下降，給設備帶來磨損影響。正常情況下液壓油的含水比例應該在50ppm，但隨著機器運行過程中，由于高爐冶煉高溫高濕的環(huán)境含有大量的水蒸氣，這些水汽經(jīng)過液壓系統(tǒng)的透氣口與設備中油箱內(nèi)貨輸油管中的冷空氣結合，在水分子冷凝作用下形成水滴落入液壓油中，由此油液含水量大大增加，而水份的增加對液壓系統(tǒng)而言有害無益，它讓油稀釋裂化，加速破壞油膜組織，引起液壓油劣化編制，削弱了潤滑性能和防銹方能，從而引起油品在高速流動和壓力條件變化下，會讓油管壁面腐蝕而發(fā)生洞穴狀空蝕現(xiàn)象。

3 液壓系統(tǒng)污染控制策略

3.1 選擇合理的過濾器，制定對等的精度

液壓潤滑系統(tǒng)中進行雜質(zhì)清除主要基于兩個方面，一方面是補油系統(tǒng)與油箱連接，使得整個設備中的雜質(zhì)都能夠隨著液壓油的壓力而進入到油箱之內(nèi)，這其中顆粒較大的部分會因自身重力而沉淀下來，而那些無法沉淀的細微顆粒會隨著液壓油而遍布整個設備，這就需要一款合適的過濾器和基于過濾器來設置合理的過濾進度來對其進行有效清除。因此，過濾器是液壓潤滑系統(tǒng)過濾雜質(zhì)的最關鍵設備器材。

過去在選擇過濾器的時候常以名義精度來作為評價衡量標準，但這是不科學，也是不準確的，因為名義精度實際上是過濾器生產(chǎn)廠家給定的值，這個值并沒有將過濾效率包含進來，使得產(chǎn)品的精度不夠高，達不到確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行的標準。

為此，如今國內(nèi)外的過濾器根據(jù)高爐冶鐵生產(chǎn)實際中液壓潤滑系統(tǒng)對雜質(zhì)過濾之要求，引入了過濾比β值這一全新的概念，該概念可以用一個公式來說明，即βn= Nu/Nd。這個公式中Nu的含義是過濾器進口處油液單位體積內(nèi)大于某個尺寸的顆粒含量，Nd是指過濾器出口處大于進口處統(tǒng)一尺寸的顆粒含量[2]。因此，βn的具體含義就是大于某一尺寸的顆粒含量在過濾器進出前后的比值，實際上就代表了過濾效率。βn可以精確客觀地將過濾器對雜質(zhì)的過濾能力測算出來，因此國際標準已經(jīng)將βn作為評價過濾器效果的標準，并越來越多地得到了國內(nèi)外過濾器生產(chǎn)和需求廠家的認可。但是實際上，當下的一些國產(chǎn)或國外產(chǎn)的過濾器仍有不少比例廠家在其產(chǎn)品性能中用名義進度來代表過濾器的性能，而沒有使用βn值，這也是為什么不少液壓潤滑系統(tǒng)功能說明中顯示過濾精度合格達標，但投入應用之后卻因為容易受到雜質(zhì)污染影響，導致系統(tǒng)清潔度較低，使得設備故障頻繁的癥結所在。因此在選用或更換過濾器時，一定要反復驗證，確保其書面說明與實際效用保持一致。

3.2 提高系統(tǒng)污染源的動態(tài)監(jiān)測力度

污染源的動態(tài)監(jiān)測是提前做好污染防控的前提條件，也是對系統(tǒng)設備進行維護的重要手段。當前科學技術的突飛猛進，頗爾、英特諾曼等國外廠家能夠生產(chǎn)處諸如便攜式檢測儀、在線檢測儀等智能化、自動化的設備，不僅可以檢測常規(guī)的固體顆粒物雜質(zhì)，還可以檢測水、乙醇等液體物質(zhì)，檢測速度快，精度高，能夠根據(jù)要求產(chǎn)生基于ISO或者NAS標準的結果。利用使用這些檢測設備，有助于我們隨地隨地對系統(tǒng)開展污染情況的調(diào)查檢測，洞察掌握系統(tǒng)污染趨勢，根據(jù)實際情況采取針對性的排污消雜措施，及時消除隱患，避免問題擴大化。

3.3 在系統(tǒng)使用、維修時做好污染防控

首先，在系統(tǒng)設備檢修中要小心謹慎，從以下幾個方面加強避免造成設備元件的污染損害——切忌不要將污染源帶到或遺留在設備器材之中；對系統(tǒng)設備中的元部件和管道進行拆卸時，一定要把油口用密封包裹住，防止污染源進入其中；更換上去的新元件要先確保是否干凈整潔；更換新油時要先進行過濾等等。在對系統(tǒng)設備進行檢修中，相關管理人員一定要做好檢修員工的督導工作，確保其在工作中做好對污染源的防護控制，本著嚴謹認真，全面細致的精神來避免造成新的污染。

其次，在系統(tǒng)的日常維護中，要加強對設備密封部位的檢測力度，因為隨著使用時間的增加，密封部位的材質(zhì)可能會出現(xiàn)功能老化衰減等問題，使其不能百分百起到雜質(zhì)的過濾隔離作用，比如雜質(zhì)有可能會從密封材質(zhì)不良的位置進入系統(tǒng)，尤其是泵吸入管和軸密封等地方會出現(xiàn)進氣等情況。因此一旦發(fā)現(xiàn)密封不嚴實的部位，就要及時進行更換處理。

第三，在日常維護工程中，要對系統(tǒng)涉及防塵過濾除污的功能設備做到一處不漏地全面排查，比如要確認空氣濾清器始終處于運行正常，效果練好的狀態(tài)；對油箱要做好注油口的密封處理，油箱與吸油管和回油管之間的連接處也要確保處于完全密封狀態(tài)之中。對于容易沾染污染源的元件，比如濾芯，要定期進行清洗，到了使用期限要及時更換[3]。如果檢測確認整個液壓、潤滑系統(tǒng)整體遭受了比較大的物探，就要對油箱和管道進行徹底的大清洗。

3.4 在系統(tǒng)運行中要合理控制油溫

液壓系統(tǒng)中油溫過高，將會給油液帶來巨大的影響，導加速其變質(zhì)和氧化過程，導致油液中水分和含污量越來越大。經(jīng)過實驗測算發(fā)現(xiàn)，液壓油溫度每增高15度，其使用壽命便會下降10倍。為此要由專人對油溫進行控制，隨時根據(jù)溫度變化調(diào)節(jié)冷卻水量，溢流閥和泵的流量與壓力，確保油溫始終控制在小于60度的范圍內(nèi)[4]。

3.5 要側重與對液壓缸的維護保養(yǎng)工作

開鐵口機和泥炮是高爐冶鐵爐前的兩大必備設備，在冶鐵工程中要用開鐵口機和泥炮反復進行出鐵、堵鐵口操作。由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，因此會讓開鐵口機和泥炮中的液壓油箱混入粉塵灰塵，使得液壓油受到污染，導致設備密封圈拉傷或液壓缸泄露等事故。因此要做好開鐵口機和泥炮的保護工作，定期對爐前設備液壓缸上的軸端和活塞密封進行更換，也可以改進液壓結構布局，比如在泥炮液壓缸活塞桿增設防塵網(wǎng)來減少水汽粉塵混入液壓潤滑系統(tǒng)的概率。

4 結語

總而言之，高爐冶鐵爐前液壓系統(tǒng)的污染防控要從設備在工作現(xiàn)場的安裝開始考慮要避免惡劣的環(huán)境帶來的污染物的侵蝕，在使用中要加強對液壓系統(tǒng)的防護和保養(yǎng)工作，本著科學細致的工作宗旨，做好定期檢測，設備元件更換和關鍵部位清洗工作，確保系統(tǒng)整體運行流暢，實現(xiàn)爐前生產(chǎn)安全運行。