轧钢设备液压泄漏情况分析

吴 僧

（山钢集团银山型钢有限公司板带厂，山东 济南 271104）

轧钢设备的液压系统结构较为复杂，阀门组件数量较多，在系统运转过程中，由于设备本身振动频率高、外界粉尘量大、作业温度高，无形当中就增加了液压系统的泄漏风险。如果不及时予以处理，不仅影响整个轧钢生产工艺流程，而且也会增加生产投入成本。因此，钢铁生产企业应当从故障源头抓起，制订切实可行的维修保养计划，以排除泄漏安全隐患。

1 轧钢设备液压系统的运行特点

轧钢设备的液压系统包括各种元器件、线路及管道等结构单元，其中，液压油作为整个系统的工作介质，在设备正常运转时，单位时间内的流量相对较大。为了保证系统正常运转所需的动力，需要各种类型的控制阀对液压油的流量进行有效控制，比如比例阀、伺服阀等。（伺服系统的工作原理如图1所示。）另外，在轧钢生产过程中，系统内部组件的高速运转将释放出较大的热量，这时，液压系统的压力值也随之升高，而且在钢材定型时，需要经过切割、压制等工序，这些工序将产生较大的冲击力，使设备本身的振动频率增大，进而导致系统的泄漏风险急剧增加。因此，为了降低液压系统的泄漏风险，设备检修人员需要熟练掌握液压系统的运行特点[1]。

图1 伺服系统的工作原理

与轧钢设备的其它内部装置相比，液压系统在运行过程中，主要表现出以下特点。第一，液压泵站的数量较多，所处的区域与部位较为集中，这就使得控制阀台出现分散现象，中枢执行机构的构造原理相对比较复杂。第二，系统在正常运转状态下，内部产生的压力值过高，液压油的流量过大，这就对液压系统的制作材质提出更加严格的要求。第三，由于轧钢生产属于一个连续性的工艺流程，这就导致液压系统的执行机构在执行生产口令时，动作频繁、响应速度快，内部元器件的使用寿命也将受到严重影响。第四，由于系统内部存在大量的比例阀与伺服阀等高精度控制阀，而系统在运转时，这些控制阀的使用频率相对较高。第五，液压系统的工作环境较为恶劣，常常在高温、高压、高粉尘与频繁振动冲击的作用下运转。第六，系统内部的管路复杂，弯头与三通较多，而且连续作业时间长，导致液压系统的运行率相对较高，这也加快了系统内部各个元器件的磨损速度。

2 轧钢设备液压系统的泄漏类型

2.1 内泄漏

轧钢设备的液压系统内泄漏主要包括有益内泄漏与无益内泄漏两种类型，其中，有益内泄漏可以增强系统运行的稳定性，泄漏的发生部位往往处在液压油泵与液压阀当中，这种泄漏能够对系统内部的各个组件产生润滑作用，减少各组件之间的摩擦力，进而延长系统的使用寿命。而无益内泄漏主要是由于系统内部某些元器件的密封性能失效，导致液压油泄漏，泄漏部位往往处在液压缸体内、换向阀以及单向阀当中，一旦这些部位的密封性能失效，系统内部的各个元器件的功能性也将丧失，使整个系统运行中断。

2.2 外泄漏

与内泄漏类似，液压系统外泄漏包括有益外泄漏与无益外泄漏两种情况，其中，有益外泄漏的发生部位处于液压缸体活塞杆的位置，泄漏出的液压油对系统内部各个元器件起到润滑作用，这就减少了活塞杆的磨损度，延长活塞杆的使用寿命，同时，也能够有效保护密封润滑圈免受损害。而无益外泄漏的发生部位往往处于管道接头、法兰阀以及液压阀的位置，如果不及时处理，这些液压油将给自然生态环境造成严重污染，甚至会引发火灾等事故。

3 轧钢设备液压泄漏的原因分析

3.1 温度过高

当轧钢设备启动后，液压系统的内部元器件始终处于高速运转状态，而各个元器件之间在摩擦作用下，将释放出较大的热量，这就使得系统内部的工作环境温度急剧升高，在这种情况之下，液压油的粘稠度就会受到影响，导致液压油的抗泄漏能力减弱。另外，在持续高温作用下，液压油的润滑性能逐渐下降，各个元器件的磨损度增大，这时，元器件之间的缝隙也将增大，进而引发液压油的泄漏事故[2]。

3.2 振动冲击力过大

由于轧钢设备体积庞大，在设备正常运转时，受到内部各动力组件冲击力的影响，整个机体的振动幅度将不断增大，在这种情况之下，液压系统内部各元器件的密封性能也将失效，于是，元器件的表面就会出现大量不均匀的裂缝而引发泄漏事故。

3.3 密封性能失效

目前，由于液压系统元件的生产厂家数量庞大，一些不良厂商为了牟取更多的利润，生产一些劣质元器件，一旦钢铁生产企业购买了这些劣质元器件，在设备运转过程中，元器件就会出现裂缝或者孔洞，而导致油品泄漏。另外，在元器件安装调试时，如果装配尺寸出现偏差，元器件的装配顺序错乱，本身的密封性也将受到严重影响，进而埋下重大的油品泄漏隐患。

3.4 吸附杂质过多

轧钢设备的液压系统在高速运转时，将产生较大的吸附力，使空气中的大量粉尘与杂质吸附在系统表面，这些杂质一旦进入液压系统当中，就会增加元器件之间的摩擦阻力，在这种情况之下，元器件极易受到损害，导致密封性能失效，这就加剧了油品的泄漏风险。

4 防止液压系统泄漏的有效解决措施

4.1 加装进油孔

为了改善缸体进油口外端的密封性能，可以缸体外部加装一进油孔，进油孔直径介于10mm～20mm之间，由于该进油孔与缸体内部直接相通，使得进油孔替代了缸体原有的环形密封腔，这时，也就消除了难以预防的泄漏风险点，即便外界工况条件恶劣，也不会影响液压系统的密封性能，进而从根本上解决了油品泄漏问题。液压缸体改进效果图如图2所示，其中，图中的1代表管接头，2代表进油孔，3代表缸体进油孔。

图2 液压缸体改进效果图

4.2 抓好油品采购源头，有效控制环境温度

液压油的粘稠度、抗泡沫性、剪切安定性、极压抗磨性等性能指标直接决定着油品质量，如果油品质量差，在系统运转过程中，就会失去润滑作用，而加快内部元器件的磨损速度，这时，元件的密封性能将受到严重影响。因此，为了规避油品的泄漏风险，钢铁企业应当从液压油的采购源头抓起，确保油品的各项性能指标满足标准要求。另外，液压油泄漏与外界环境温度息息相关，如果外界温度过高，液压油的粘稠度就会降低，在这种情况下，液压油本身的化学稳定性能将逐步削弱，进而丧失润滑性能。出于对这一点的考虑，钢铁企业可以利用旁路循环的方法，对外界温度以及系统内部温度进行有效控制，以减少高温对液压油性能产生的负面影响。通常情况下，液压系统内部的工作温度应当保证在45℃以下，这样，系统才能保持正常运转状态。

4.3 加大日常维护保养力度

由于轧钢设备的液压系统始终处于持续运转状态，系统内部的各个元器件极易产生松动、裂缝等现象，因此，系统检修人员应当进一步加大日常巡检频次与力度，对各个连接组件之间的紧固度进行检查，如果发现连接接头部位的元器件出现松动情况，应当及时进行紧固处理。如果密封件的密封性能失效，需要及时更换元器件，以降低油品泄漏风险。为了保证液压油的良好润滑性能，检修人员应当定期更换系统滤芯，而且每间隔一段时间对液压油的品质进行检验。另外，液压油泄漏与温度、压力、振动、油位等工作参数有着密切关联，基于此，检修人员应当做好系统的日常维护工作，随时对系统的各项运行参数进行检测，如果发现异常状况，应当及时予以处理，以消除油品泄漏风险[3]。

4.4 保持系统内部清洁

由于空气中含有大量的杂质以及灰尘颗粒，在系统处于正常工作状态时，系统外表面极易吸附大量的杂质，久而久之，这些杂质与灰尘颗粒就会渗透到机体当中，如果不及时予以清理，将增加各个元器件之间的摩擦阻力，而缩减元器件的使用寿命。因此，系统检修人员应当定期对液压系统进行清洁除尘处理，将系统内部与外表面的灰尘颗粒处理干净，同时，确保液压系统的工作环境湿度能够满足系统的运行要求，经常对工作环境进行净化吸尘处理。

4.5 降低设备的振动频率

在轧钢生产过程中，如果设备的振动频率过大，液压系统内部的各种元器件就极易发生断裂、扭曲、裂缝等现象，这就给液压油泄漏创造了必要条件。因此，为了降低液压油的泄漏风险，钢铁生产企业应当采取有效的减振措施。首先保证设备能够在良好的工况条件下运转，检修人员可以对液压泵以及溢流阀进行调试，以降低设备的振动频率。其次，为了防止共振现象的发生，检修人员可以设备与设备之间安装隔离装置，使振动波能够传导到空气当中，避免在设备之间相互传导。最后，在选择密封材料时，尽量选择一些密封性能好、抗磨损性能、抗老化性能以及耐高温性能优越的材料。与此同时，在安装这些密封组件时，应当由专业技术人员负责，避免划损组件，而影响正常的使用性能。

4.6 提升检修人员专业技术水平

轧钢液压系统检修与维护工作专业性强，技术人员不仅需要具备专业的液压基础知识与基本检修技能，同时，也应当具备系统故障的应急处理能力，因此，钢铁企业应当结合检修人员的岗位职责权限，制订一个科学完善的内部培训机制，并将液压系统的内部构造、工作原理、钳工技能、职业素养等内容纳入到培训计划当中，通过系统培训，来提高检修人员的专业技术水平以及个人职业素养，建立一支技术过硬、临场应变能力强、事故处理能力强、管理经验丰富的液压系统检修队伍，确保轧钢设备的液压系统能够始终保持正常运转状态。

5 结束语

轧钢设备液压系统泄漏是设备运转过程中较为常见的一种故障类型，一旦发生无益泄漏，不仅严重影响生产作业效率，而且也会大幅缩减液压系统的使用寿命，因此，钢铁企业应当高度重视液压泄漏问题，从现场管理、日常维护保养、专业维修等角度出发，建立一个针对性强的预防控制方案与检修机制，将液压泄漏风险降到最低点，为企业赢得更多的经济效益与社会效益。