轧钢设备液压泄漏分析及对策研究

2018-03-16王仁福

中国设备工程 2018年5期

王仁福

（攀钢集团攀枝花钢钒有限公司轨梁厂，四川攀枝花 617023）

相关人员一定要对轧钢设备的液压系统运行特点等进行了解，对会出现的泄漏类型进行掌握，对原因进行分析，在治理时，更是要动员全部人员来落实防治措施。本文主要针对轧钢设备液压泄漏和对策进行研究。

1 轧钢设备液压系统运行特点

主要包括以下七点，其一液压泵作为动力一次元件，在泵站分布方面没有分散，而液压阀和其他阀门所在的阀台也没有集中，液压系统属于错综复杂的系统，里面不只有元件，还有管道和线路，这些内容都是作为执行机构而存在的，所以执行机构并不简单。其二液压系统在轧钢设备中的作用就是完成机械能和液压能的转化，以实现轧钢生产，所以其产生的压力不小，液压油作为工作介质，在流量上也不可能太小。其三执行机构虽然复杂，但组成执行机构的每一部分都不是摆设，这些机构会通过不断运转，来使液压泵输出能量满足负载所需能量要求。所以这些执行机构在接收到运转信号后，灵敏度还是比较高的。其四控制阀不仅用来控制液压油流量，还用来调控电液比例，所以多种类型功能控制阀遍布系统内部，应用也比较广泛，这些控制阀有比例阀和伺服阀等。其五系统中需要有液压油流动来实现能量状态转换，液压油流经范围还是比较广的，所以内部液压系统的管路分布不简单。其六轧钢设备在进行轧钢生产中，都是在高温高压环境中进行的，钢材定型过程中，被切割或压迫的钢材粉末以及机械压力产生的振动冲击也非常严重。其七液压系统在正常状态下，各部分执行机构运转灵活，所以该系统作用效果还是比较显著的，轧钢设备总的生产效率也是能得到保证的。所以总的来说轧钢设备液压系统本身结构复杂，功能强，这虽然保证了液压系统的重要核心地位，但也不能否认其泄漏故障排除会更加麻烦。泄漏的液压油会对环境产生影响，还会消耗能量，所以相关人员必须基于液压系统运行特点来分析泄漏问题。

图1 轧钢设备液压伺服系统工作原理图

2 轧钢设备液压泄漏类型

2.1 内泄漏

内泄漏一共有两种，一种是有益内泄漏，发生在液压系统内部的泄漏并不全是无作用的，并且这种泄漏会使系统运行更加稳定可靠。这种发生在油泵和液压阀中的泄漏就是有益的，这种情况下，液压油在液压系统进行循环的过程中，完成润滑和控制工作，使液压油在经历高低压腔泄漏中，并不会对相关的液压元件造成影响。另一种则是无益内泄漏，液压系统内部某些元件密封效果很好，使液压油只在允许范围内进行流动。但密封失效，液压油就会泄漏，就会给这些元件本身性能造成影响。这些泄漏会发生在液压缸，换向阀以及单向阀等处，都是密封失效，元件失控。

2.2 外泄漏

主要有两种，有益外泄漏和无益外泄漏，这两种泄漏都是液压油流到系统外面，前者指的是对运动元件起到润滑作用的液压油泄漏，这种泄漏经常发生在液压缸的活塞杆处，如果没有这部分泄漏的液压油，活塞杆在不断移动过程中，必定会因为磨损导致杆件受损，摩擦力太大，也会影响液压缸的运行效率。这些润滑油会在活塞杆的副表面形成具有保护作用的密封润滑圈。后者指的是不起任何积极作用，反而会对环境造成污染的液压油泄漏，主要发生在管道接头、法兰阀以及液压阀处。这些泄漏的液压油一定要及时慎重处理，使其不会成为火灾的导火索。

3 轧钢设备液压泄漏原因

3.1 振动冲击

轧钢机械设备在进行轧钢生产时，除去液压系统，其他部位也会随着设备运行而产生振动，这势必会带动液压系统产生振动，另外液压系统在进行液压传动时，元件运行速度过快，反应灵活，也会产生冲击，这些都会使得液压系统中容易泄漏液压油的元件或部位产生变化，导致有密封效果的元件密封失效，元件完整的部分产生裂缝，这些元件也就不能对液压油起到控制作用了。

3.2 元件密封失效

元件具有密封效果，基于元件本身的质量和装配质量，所以当密封元件发生漏油事件后，应对元件本身进行检查，看其本身是否磨损太过严重，还是压缩效果不够显著。另外在装配过程中，如果装配的沟槽在尺寸上不能满足设计要求，或者元件装配步骤发生错乱，元件本身的密封性是否有效还不能确定，更不用说在装配中损坏元件了。这些都是造成元件密封失效的原因。

3.3 高温

轧钢设备液压系统内部元件高速运转，运转摩擦必定会产生很多热量，积聚在系统内部，再加上轧钢本身也会产生辐射作用，液压系统工作环境温度只会越来越高。高温环境会对液压油优质产生影响，主要表现在粘稠度方面，如果液压油流经位置有细小缝隙的地方，液压油表面的粘稠度不足以抵抗其泄漏产生的压力。另外液压系统内部元件在常温环境中工作状态最好，本身还不会产生损失，但将其处于高温环境中，对液压油起到控制作用的元件使用周期就会缩短，最终导致油漏。高温环境中液压油的质量和润滑性能等都会下降，需要润滑的元件在发生磨损后，间隙过大，也会发生泄漏。

3.4 缝隙变大

有很多面与面相结合的地方，都有细小的缝隙，该缝隙因为过小，所以没有对其进行密封处理，但如果结合面之间的缝隙过大，与阿奴本的缝隙密封效果就会失效。缝隙失效一般是结合面不断碰撞摩擦过程中，其中一面总会发生损坏。

3.5 杂质污染

轧钢设备液压系统运行中，元件运行速度过快，产生的吸引力会吸入灰尘以及钢屑等，这些杂质会对液压系统造成影响。杂质位于运动副之间时，会引发该处产生更大的磨损，位于阀芯处，则会使阀芯的控制作用失效，最终导致动作不到位，杂质还会对密封元件的密封效果进行作用，总之这一切，都会引发系统发生液压油泄漏。

4 轧钢设备液压泄漏控制措施

4.1 控制振动冲击

对振动源头进行优化设计，以减少振动冲击次数，比如液压泵和溢流阀处，使机械能平稳运行，平稳供油。换向阀在进行大流量换向时，也会产生流量带来的振动冲击，所以减少该冲击，还要对大流量换向过程进行控制。对于回油管中回油速度比较快的地方设置冲击力减少设施。在必要的管道处设置管夹以对泄漏的油产生的冲击进行减小。另外还可以使用共振方式，来使振动冲击后果得以平缓。

4.2 保证相关元件的密封效果

首先要保证密封元件本身的质量，使其不会在装配中就发生损坏，并且该元件要有一定的性能来面对轧钢生产的复杂恶劣环境，比如元件材料要适应于各种温度，能在液压油侵蚀时，液压油与元件直接接触的部分并不会发生腐蚀作用，元件运行时磨损也不能太过严重，使用周期还要长。更重要的是还要在系统运行中具有自动补偿效果。总之相关人员在对密封元件进行购买时，一定要做好质量检查工作。

4.3 对油温和工作环境温度进行控制

无论是油温还是液压系统工作环境产生的高温都要受到控制，否则液压油泄漏现象无法避免。对于油温，可以设置相关的油温感应器，对温度进行调控，使温度不会超过45℃。对于工作环境，主要对温度升高源头进行控制，在必要的情况下，可在温度难以调控的地方设置循环冷却设施。

4.4 控制液压油质量和剩余量

液压油的质量和性能要满足一定要求，比如要考虑到液压油在缝隙处不会泄漏，所以液压油要有一定的粘度。液压油在作为润滑油存在时，还要保证其润滑性能和剪切性，使油膜密封效果得到保证。液压油还要有一定的抗氧化效果，使油质不会发生变化，液压油不能有腐蚀效果，如此密封材料的密封性也能得到保证。另外液压油的压缩量不能太大。