浅谈高炉液压系统的污染及控制措施

赵守维

摘要：液压系统具有易实现回转、直线运动、元件布置灵活方便等优点。广泛应用于钢铁冶金行业。高炉槽下是存储原料和运输原料的工作场所。它具有重负荷、粉尘等特点。易造成液压油污染。液压系统75%～85%的故障是由液压油污染引起的。如何有效降低液压系统的污染，保持油品的清洁度，是保证炉前液压设备正常运行的重要保证。以承德钢铁有限公司高炉槽下液压系统为例，分析了液压系统的污染情况，并制定了相应的控制措施。

关键词：液压系统；污染危害；控制措施

前言

液压系统通常在高温、高压、高粉尘条件下运行，系统中的油液容易受到污染，影响了系统的使用寿命。液压系统主要由电源、控制元件、执行元件和辅助设备组成。液压系统的工作原理是通过液压泵将系统的机械能转化为压力能，然后通过控制元件和执行元件完成相应的工作任务。在液压系统中，油不仅起着能量传递和转换的作用，而且还具有防锈、润滑、减振等功能。同时，油污也是系统故障的主要原因，因此在使用液压系统时需要注意油污防治工作，以降低系统的故障率。油品的污染不仅会导致系统失效，还会导致零部件的严重磨损。做好日常清洁工作是防止油污的主要途径，也是保证系统安全稳定运行的前提和基础。因此，有必要明确高炉液压系统污染的原因，采取针对性的预防措施，保证液压系统的良好运行。

1 高炉液压系统污染的原因

（1）由于高炉槽下粉尘较多，在油管维修安装前对金属屑、焊渣、型砂、纤维、油箱等的清洗不彻底，滤油过程中出现泄漏，导致油品清洁度差。

（2）油箱密封不良，原有的加油方式使污染物极易进入油箱引起油品污染。

（3）维修中拆装更换备件时，带人各种赃物.灰尘、棉纱纤维等污染物。

（4）系统在运行中，油温过高催化液压油的氧化反应，加速油液变质，生成污染，增加油耗。

（5）系统工作过程中液压缸活塞杆、泵、马达的轴端密封等都有可能将外界污染物带人。

（6）高炉槽下设备伴有严重的冲击和振动，设备磨损快，液压系统易产生泄漏，污染物从漏点处侵人。

2 高炉槽下液压系统的构成及常见污染源

2.1 槽下液压系统构成及工作环境

高炉槽下液压系统主要由动力系统、控制元件、执行元件、辅助元件和液压油组成。这些部件长期暴露在大量灰尘中。

2.2 污染物的种类及危害

在液压系统中，指固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物和油中的其他杂质。固体颗粒会加速液压元件的磨损，堵塞间隙和滤油器，从而降低泵和阀门的性能，造成噪声干扰等现象。在各种污染物中，固体颗粒分布最为广泛和有害，是造成系统失效和降低部件寿命的主要原因。水的侵入会使部件表面破碎，加速液压油的氧化，并与添加剂作用产生粘性胶，堵塞滤芯。低温环境下的自由水冻结会堵塞小孔和滤油器。空气混合会破坏零件的材料表面，引起系统振动和噪声，降低油的体积弹性模量和刚度，使系统的响应特性变差。溶剂和表面化学物质很容易被金属污染。微生物油的形成，降低了原料油组分的易损性和腐蚀性。此外，在长时间高温条件下，油易发生化学变质、金属表面腐蚀、密封元件老化加速、金属和非金属颗粒污染。

2.3 油液污染度等级及污染的判定

污染水平通常是NAS1638石油污染等级的美国，基于粒子浓度和分为14的成绩根据最大允许在给定范围的粒子数五粒径在100毫升油，和最干净的一个年级00。最高污染水平为12。高炉槽下液压系统清洁度为NAS1638，9级。

液压系统油的质量在使用过程中会逐渐发生变化，如果初始变化处理不当，油的质量会急剧变化，导致液压系统故障，因此必须对液压油进行定期检查和处理。物理性能试验能够准确地分析油液污染程度，并根据试验结果来决定是否更换液压油。

3 高炉槽下液压系统污染的危害

液壓系统的污染通常是指液压油的污染。液压系统运行一段时间后，看似“干净”的液压油实际上含有大量微小杂质。随着这些杂质的逐渐积累，液压系统各部件的性能将受到很大的影响。结果，液压系统出了故障。

（1）对泵类元件的危害：污染物会导致齿轮泵的齿轮和壳体、叶片泵的叶片和叶片槽、以及柱塞泵的柱塞和缸孔等零部件产生磨损或卡死，使其效率降低或致完全失效。

（2）对阀门部件的危害：阀门和压力控制阀的阻尼孔很小，当液压油中的杂质聚集到一定程度时，会导致阻尼孔不时堵塞，造成执行器工作压力和速度的波动，甚至造成整个液压元件逻辑顺序的混乱；如果将较大直径的杂质混入液压油中，控制阀将很容易堵塞。阀芯卡住，导致阀门动作失效和机械事故。当阀芯与阀孔之间混合杂质时，阀芯与阀芯之间的间隙会随着磨损而逐渐增大，从而导致阀门泄漏增加、性能退化和损坏。

（3）对于液压缸的危害：液压油缸活塞频繁在缸筒内做往复运动，如液压油混入颗粒状杂质势必会造成活塞或缸体拉伤，进而造成密封圈磨损，使液压油缸内泄严重，高低压腔压差不足，影响油缸的运动速度和推力。

（4）液压油中除了混入颗粒状杂质导致污染外，还可能混入空气或水分。混入空气的液压油中含有气泡，气泡体积是可压缩的，从而导致液压元件产生噪声超标、振动、爬行、冲击、气蚀等严重影响液压系统性能；混入液压油的水分会腐蚀液压系统中的金属元件。

4 高炉液压系统的污染控制措施

要想有效预防高炉槽下液压系统污染，关键在于防止污染物进入系统中以及防止系统内部产生污染物。具体的防范措施包含以下3个方面。

4.1 有效控制液压系统污染源

在液压系统的安装建设过程中，要对管道进行及时清洗。为了提高管道清洁的效果，可以采用酸液对管道进行洗涤。液压站和控制阀在使用前必须进行全面的清洗，从源头上杜绝污染物进入系统。

4.2 加强油品的管理

油品污染对液压系统的危害是最大的。为了杜绝油品的污染，需要定期对油品进行抽样化验。新油入库时，要对油品进行及时检验，对纯度不符合要求的油品要进行及时的更换或采取一定的措施优化。在油品的保存方面，必须要做到有序、合理，建立专门的液压油档案，在为系统注入油液时要做好过滤等措施，并加强对注油口、漏斗口等部位的清洁。

4.3 加强液压系统现场维护管理

当液压设备发生故障时，需要及时更换部件。此时，所有需要更换的设备应提前清洗干净。在拆除原有部件时，应使用干净的棉布堵住油口，防止环境中的灰尘和空气从油口进入系统。液压缸需要盖上防尘罩，以防灰尘进入。相关部门可在现场设置专职巡检人员，对系统运行状态进行实时监控。一旦发现系统存在污染隐患，及时采取措施处理。

5 结语

液压系统污染控制要贯穿于整个日常维护和保养过程中，更加完善液压系统的全面污染控制。通过对液压系统实施主动维护，有力地保证了其长期稳定运行，更大限度地降低了高炉液压系统的故障率。总之，防止液压油的污染，既能保证液压系统的工作性能和效率，又能保证设备的“健康”，延长机械设备的使用寿命，降低设备的停机率，提高设备的完好率和可开动率。

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（作者单位：承德承钢工程技术有限公司）