黃小亮，侯 翔，李相宜，王曉兵，童 旋

（長(zhǎng)江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443000）

引言

三峽船閘在每線船閘每一閘首兩側(cè)各設(shè)一個(gè)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)房，每個(gè)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)房設(shè)一套液壓泵站（即工作門液壓控制系統(tǒng)），每線船閘設(shè)12套，雙線共24臺(tái)套工作門液壓系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)控制三峽船閘的24臺(tái)人字閘門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)、24臺(tái)輸水閥門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)以及第一、二和六閘首的12臺(tái)人字門鎖定油缸和第六閘首的4臺(tái)輔助泄水閥門液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。每線船閘每一閘首單側(cè)人字閘門、人字門鎖定、輸水閥門以及輔助泄水閥門啟閉機(jī)共用一套工作門液壓控制系統(tǒng)。近年來由于通航壓力巨大，現(xiàn)地液壓系統(tǒng)長(zhǎng)期處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，且液壓?jiǎn)㈤]機(jī)活塞桿均處于露天環(huán)境，工況惡劣。其中液壓系統(tǒng)滲漏油是三峽船閘現(xiàn)地液壓系統(tǒng)最為常見故障。下面本文就三峽船閘液壓系統(tǒng)滲漏油進(jìn)行淺析探討并提出相應(yīng)的解決方法。

三峽船閘現(xiàn)地液壓系統(tǒng)由動(dòng)力元件（泵源）、執(zhí)行元件（液壓?jiǎn)㈤]機(jī)）、控制元件（控制閥組）和輔助元件（油管、油箱、壓力表等）四個(gè)部分組成。液壓系統(tǒng)漏油分為內(nèi)泄漏和外漏，通常所說的漏油主要是指系統(tǒng)外部漏油。首先對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)動(dòng)作時(shí)的液壓原理進(jìn)行簡(jiǎn)要分析：下發(fā)動(dòng)作指令后，油泵機(jī)組啟動(dòng)，待3~5 s空載循環(huán)后，相關(guān)電磁閥得電，系統(tǒng)在調(diào)定壓力下工作，油泵排出的壓力油經(jīng)控制閥組后進(jìn)入油缸，推動(dòng)活塞桿伸出或回縮，使機(jī)構(gòu)動(dòng)作。從液壓系統(tǒng)的運(yùn)行原理中看出，液壓系統(tǒng)是處于特定壓力下的封閉系統(tǒng)中運(yùn)行，在油缸、閥件等工作時(shí)，活塞桿的前后端蓋，電磁閥的閥件等處，油封密封起到非常重要的作用[1]。

1 三峽船閘液壓系統(tǒng)液壓油滲漏分析

1.1 液壓系統(tǒng)中密封圈部位漏油

1）由于液壓行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)更新，三峽船閘液壓系統(tǒng)密封圈存在新老國(guó)標(biāo)兩種規(guī)格，由于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不同造成密封圈壓縮量過小或不均，導(dǎo)致密封圈連接處漏油；

2）密封圈使用年限過長(zhǎng)，出現(xiàn)老化破損導(dǎo)致密封失效；

3）密封圈更換過程中由于操作不當(dāng)造成密封圈損傷導(dǎo)致漏油；

4）工作壓力過高導(dǎo)致密封圈唇部變型，增加了接觸密封的接觸寬度。實(shí)踐表明，當(dāng)壓力從0增大到0.1 MPa時(shí)，其接觸寬度將是壓力為0時(shí)的4倍。壓力作用下接觸寬度增加，使摩擦力增加，也使磨損加劇、溫度提高，泄漏增加，進(jìn)而影響密封的使用壽命。

1.2 液壓油缸活塞桿缸頭漏油

1）液壓系統(tǒng)處于露天環(huán)境，長(zhǎng)期運(yùn)行過程中液壓油受到污染或管道油箱金屬碎屑進(jìn)入液壓系統(tǒng)，在活塞桿運(yùn)行中拉傷活塞桿，導(dǎo)致油液溢出；

2）油缸缸頭密封、刮冰圈安裝不當(dāng)，活塞缸在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中被拉傷導(dǎo)致漏油；

3）油封配合不密實(shí)，油封質(zhì)量、唇口幾何形狀不合格或油封預(yù)壓量過小或不均導(dǎo)致漏油。

1.3 液壓油性能改變導(dǎo)致漏油

1）液壓油在受到污染后出現(xiàn)乳化變質(zhì)，其各項(xiàng)性能都大幅下降，油液變稀，在高壓狀態(tài)下，通過密封間隙的泄漏量增加。

2）液壓油顆粒物過多會(huì)加速密封圈的磨損，損傷泵體、管道、閥件內(nèi)壁，產(chǎn)生新的顆粒物，加劇磨損導(dǎo)致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)內(nèi)泄漏甚至拉傷油缸泵體等液壓元件。

1.4 油溫過高引起的漏油

液壓系統(tǒng)溫度一般維持在35~60℃最為合適。在正常油溫下，液壓油各種性能良好。油溫過高，會(huì)導(dǎo)致液壓油運(yùn)動(dòng)粘度下降，潤(rùn)滑油膜變薄并易損壞，潤(rùn)滑性能變差，機(jī)械磨損加劇，容積效率降低，從而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)內(nèi)泄漏增加；同時(shí)泄漏和磨損又引起系統(tǒng)溫度升高，而系統(tǒng)溫度升高又會(huì)加重泄漏和磨損，甚至造成惡性循環(huán)，使液壓元件很快失效；油溫過高將加速橡膠密封圈的老化，使密封性能隨之降低，最終將導(dǎo)致密封件的失效而漏油；油溫過高將加速高壓橡膠軟管的老化，嚴(yán)重時(shí)使油管變硬和出現(xiàn)龜裂，這樣的油管在高溫、高壓作用下最終將導(dǎo)致爆管漏油[2]。

1.5 輔助元件漏油

由于液壓系統(tǒng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面不可避免地存在泄漏這一特性，為了方便對(duì)液壓系統(tǒng)滲漏情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及維保，結(jié)合三峽船閘液壓系統(tǒng)運(yùn)行工況，我們對(duì)液壓系統(tǒng)的滲漏情況做出了界定。

1）三峽船閘液壓系統(tǒng)流量較大，在液壓?jiǎn)㈤]機(jī)動(dòng)作時(shí)隨著大流量液壓油的大量進(jìn)出油箱內(nèi)交變應(yīng)力作用較強(qiáng)，容易造成油箱焊縫脫焊導(dǎo)致漏油。

2）壓力表、測(cè)壓軟管、避震接頭等由于老化密封失效出現(xiàn)漏油。

1.6 液壓系統(tǒng)滲漏標(biāo)準(zhǔn)

液壓系統(tǒng)滲漏標(biāo)準(zhǔn)定義如下：

1）滲油——油跡不明顯或擦凈后5 min不出現(xiàn)新油跡；

2）漏油——油跡明顯或形成油滴，擦凈后2 min不漏稱為不滴油；

3）漏油點(diǎn)——有一條明顯油跡或一個(gè)油滴為一個(gè)漏油點(diǎn)；

4）不漏油設(shè)備——靜結(jié)合面不漏油，動(dòng)結(jié)合面不滴油；

5）嚴(yán)重漏油——滴油點(diǎn)每分鐘超過3滴[3]。

2 三峽船閘液壓系統(tǒng)漏油故障處理措施

1）減少液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的震動(dòng)：采用避震接頭，在液壓泵下增設(shè)橡膠墊來減少震動(dòng)。

2）建立設(shè)備巡檢制度，定期對(duì)液壓系統(tǒng)螺栓進(jìn)行緊固，定期對(duì)壓力表、測(cè)壓軟管、避震接頭等進(jìn)行更換。

3）液壓系統(tǒng)設(shè)備的成品或半成品運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)，要嚴(yán)格控制安裝時(shí)工況，避免沙塵、雜物等進(jìn)入液壓系統(tǒng)，油缸、管道等設(shè)備要用酸洗，并保持密封。在焊接管接頭時(shí)，避免焊渣進(jìn)入油箱、油缸、管道等。管道在建造時(shí)應(yīng)進(jìn)行探傷保證焊縫焊接可靠且接口處無毛邊倒刺，管道內(nèi)無金屬碎屑和顆粒；定期對(duì)高壓軟管進(jìn)行更換。

4）合理選擇密封圈尺寸：要做到合理地選擇密封裝置，必須熟悉各種密封裝置的形式和特點(diǎn)、密封材料的特性及密封裝置的使用條件，如工作壓力的大小、工作環(huán)境的溫度、運(yùn)動(dòng)部分的速度等。把實(shí)際的使用條件與密封件的允許使用條件進(jìn)行比較，必須保證密封裝置有良好的密封性能和較長(zhǎng)的使用壽命。為使密封可靠、壽命長(zhǎng)，密封圈壓縮量不能過大也不能過小。過大則壓縮應(yīng)力增加，摩擦力增大，加快密封磨損；壓縮量過小導(dǎo)致密封失效。定期對(duì)密封圈進(jìn)行更換，更換過程中螺栓預(yù)緊力應(yīng)適中，防止損壞密封圈。

5）在三峽船閘不同水位運(yùn)行時(shí)期，根據(jù)液壓系統(tǒng)受力情況及時(shí)整定液壓系統(tǒng)壓力，減少應(yīng)液壓系統(tǒng)壓力設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致密封磨損導(dǎo)致的泄漏。

6）液壓油缸在出廠驗(yàn)收時(shí)必須保證設(shè)備可靠性，油缸缸頭油封應(yīng)可靠密封并留有一定的調(diào)整余量，活塞桿表面光滑無明顯劃痕。

7）定期對(duì)液壓油品質(zhì)進(jìn)行檢查，及時(shí)對(duì)油液清潔度不達(dá)標(biāo)的液壓油進(jìn)行更換；設(shè)置油液溫度過高報(bào)警，保證液壓油不因溫度過高而大量泄漏；在油箱內(nèi)部進(jìn)行合理分區(qū)，通過油箱內(nèi)部油液循環(huán)達(dá)到給油液降溫的目的。

8）在油箱內(nèi)設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋板來吸收應(yīng)大流量液壓油進(jìn)出而產(chǎn)生的交變應(yīng)力，保證油箱的可靠性。

3 結(jié)語

液壓油的泄漏分為內(nèi)泄漏和外泄漏。外部泄漏通過設(shè)備巡檢即可直觀發(fā)現(xiàn)；而內(nèi)泄漏及液壓元件與管道之內(nèi)的泄漏，無法直觀判斷出泄漏部位，檢修后效果也無法做出判斷，發(fā)現(xiàn)和檢修困難。只有從上述影響液壓系統(tǒng)因素出發(fā)，采取合理措施盡可能減少液壓系統(tǒng)的滲漏。

經(jīng)過三峽船閘設(shè)備近20年來穩(wěn)定高效運(yùn)行，三峽船閘液壓系統(tǒng)的可靠性得到了充分驗(yàn)證。