长城液压支架用乳化油HFAE10-4的性能及应用

2018-10-31任玉飞

石油商技 2018年5期

任玉飞

中国石化润滑油有限公司上海研究院

液压支架液是为煤炭行业长壁开采过程配套的产品,用于煤矿井下液压支架和外注式单体液压支柱的液压系统。根据煤炭行业标准MT 76-2011《液压支架用乳化油、浓缩液及其高含水液压液》可以将液压支架液按高含水液压液的类型分为两大类:乳化油和浓缩液。每类产品又可以按适用水质的最高硬度分成8个等级:5、10、15、20、25、30、35、40。

长城液压支架用乳化油和浓缩液现共有5个型号,分别是:液压支架用乳化油HFAE10-4、液压支架用乳化油HFAE15-4、液压支架用浓缩液HFAS10-5、液压支架用浓缩液HFAS15-4和液压支架用浓缩液HFAS20-4。5个液压支架液产品全部通过“安标国家矿用产品安全标志中心”的认证,取得了“矿用产品安全标志证书”。

对于长城液压支架用乳化油HFAE10-4,H表示液压液,是产品类型代号;FAE表示乳化油,是高含水液压液类型代号;10是产品适用水质硬度等级代号,表示该产品可适用于最高硬度为500 mg/L的水质;4是产品使用浓度代号,表示该产品的使用浓度为4%(质量比)。本文将重点介绍长城液压支架用乳化油HFAE10-4的性能研究。

长城液压支架用乳化油HFAE10-4的性能

产品性能全分析

长城液压支架用乳化油HFAE10-4执行煤炭行业标准MT 76-2011《液压支架用乳化油、浓缩液及其高含水液压液》,产品性能完全满足MT 76-2011标准的技术要求,并于2014年通过“安标国家矿用产品安全标志中心”的认证,取得了“矿用产品安全标志证书”。其典型性能分析数据见表1。

MT 76-2011标准中对液压支架用乳化油及其高含水液压液的稳定性、防锈性、防腐蚀性和润滑性等都提出了技术要求,并且部分技术要求十分苛刻,例如,防腐蚀性试验配液浓度只有产品正常使用浓度的40%,并且试验温度为 70 ℃。

为满足液压支架用乳化油及其高含水液压液的稳定性、防锈性、润滑性和消泡性等技术要求,长城液压支架用乳化油HFAE10-4的配方体系是由水、基础油和多种功能添加剂组成,包括多种乳化剂、多种防锈剂、有色金属防腐剂、消泡剂等10多种组分。本文将重点介绍长城液压支架用乳化油HFAE10-4的抗硬水性能研究和防锈性能研究。

抗硬水性能

由于长城液压支架用乳化油HFAE10-4在使用时,使用单位通常直接采用矿井水配制高含水液压液［长城液压支架用乳化油HFAE10-4配制的高含水液压液的水含量达到96%(质量比)］,而我国不同地区矿井水的水质硬度差别又较大,并且同一个矿矿井水的水质硬度也会有所波动,这就对液压支架用乳化油的抗硬水性能提出了较高的要求。如果水质硬度过高,而液压支架用乳化油对硬水适应性差,就会对产品使用时的稳定性能和防锈性能产生严重影响。

在长城液压支架用乳化油HFAE10-4的研发过程中,为提升产品的抗硬水能力,增强产品的稳定性,在产品配方体系中,乳化剂优选了2种兼有多功能的表面活性剂进行复配:表面活性剂A是一种具有优良乳化性能并兼具防锈性能的阴离子表面活性剂;表面活性剂B不仅具有出色的乳化能力,还能够提升液压支架用乳化油产品的耐硬水能力、耐电解质性能以及钙皂分散能力,改善产品的稳定性。

表1 长城液压支架用乳化油HFAE10-4性能分析数据

实验室采用人工硬水和煤矿井下矿井水,考查了不同水质硬度的硬水对长城液压支架用乳化油HFAE10-4的稳定性能和防锈性能的影响,结果见表2。

表2 长城液压支架用乳化油HFAE10-4抗硬水性能考查

由表2可以看出,长城液压支架用乳化油HFAE10-4具有优异的抗硬水性能,其实际适用水质硬度达到1 000 mg/L,远超其设计适用水质硬度,能够有效地应对配制高含水液压液时矿井水水质硬度波动带来的影响,对硬水具有优异的适应性。

防锈性能

防锈性能是液压支架用乳化油的关键性能指标,该性能直接关系到矿下液压支架设备的正常运行、工人的检修工作量以及更换设备和零件带来的成本。矿下配制的高含水液压液浓度由于各种原因也会有所波动,这对液压支架用乳化油的防锈性能是较大的考验。在长城液压支架用乳化油HFAE10-4的研发过程中,为提升产品的防锈性能,避免产品在实际应用过程中发生设备锈蚀的情况,在产品配方体系中优选了多种高效的水溶性防锈剂进行复配,充分发挥防锈剂之间的协同防锈作用。

实验室分别采用500 mg/L的人工硬水和陕西某矿水质硬度为500 mg/L的煤矿井下矿井水,考查了不同配液浓度对长城液压支架用乳化油HFAE10-4防锈性能的影响,结果见表3。