船舶液壓管路施工與串洗工藝

徐方雄 趙東升

摘? ? 要：液壓系統(tǒng)是船舶與海洋工程裝備中不可或缺的重要系統(tǒng)之一。本文重點(diǎn)介紹了液壓系統(tǒng)的施工與投油清洗等工藝要領(lǐng)，以防止在設(shè)計(jì)或施工過程中出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤，同時(shí)也降低在調(diào)試過程中出現(xiàn)因液壓系統(tǒng)引起的設(shè)備故障，進(jìn)一步提高施工質(zhì)量，希望本文能為船舶液壓系統(tǒng)的施工及沖洗工藝的改進(jìn)和發(fā)展提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：施工要求;串洗步驟;串洗流量;串洗方法;壓力測試

中圖分類號：U664.8? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Construction and Flushing Process of Ship Hydraulic Pipeline

XU Fangxiong， ZHAO Dongsheng

（ Yiu Lian Dockyards （Shekou） Ltd.， Shenzhen 518000 ）

Abstract： Hydraulic system is an indispensable system in ship and ocean engineering equipment. This paper mainly introduces the construction and oil flushing process of ship hydraulic system so as to prevent the mistakes in the design or construction process， but also reduce the equipment failure during debugging caused by hydraulic system， further improve the quality of construction.

Key words： Construction requirements; Flushing steps; Flushing flow; Flushing method; Pressure test

1? ? ?前言

液壓系統(tǒng)由下列五個(gè)部分組成：動(dòng)力元件;執(zhí)行元件;控制元件;輔助元件;液壓油。

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，液壓系統(tǒng)在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，船海工程領(lǐng)域也不例外，并且在這個(gè)領(lǐng)域具有舉足輕重的地位。但是，由于液壓系統(tǒng)的制造、安裝、串洗方法和串洗流程等方面，均會影響到設(shè)備的正常運(yùn)行和調(diào)試，嚴(yán)格執(zhí)行的液壓管路施工與串洗工藝，可以有效保證液壓系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2? ? 液壓系統(tǒng)的施工要求

2.1? 管路的切割

（1）管路切割前，應(yīng)對管材內(nèi)、外表面進(jìn)行檢查，核對管路材料與規(guī)格是否符合圖紙和施工要求;

（2）管路切割和坡口切削，必須使用機(jī)械（或手動(dòng)）割管機(jī)和機(jī)械坡口機(jī)，以保證切割管口清潔和焊接坡口符合技術(shù)要求;不得采用砂輪機(jī)切割，以免砂輪砂粉進(jìn)入管口內(nèi);特殊情況下需要火焰切割時(shí)，要完全清除所有切割產(chǎn)生的飛濺物，保證管道內(nèi)部清潔;

（3）管路切割后，其切口應(yīng)去除切屑和毛刺;

（4）被清除的表面區(qū)域應(yīng)無銹蝕和雜質(zhì)，管段被清理的長度從切割端起至少 75 mm以上;

（5）管路切割完打坡口后，切口端面和管路外表的垂直度公差，應(yīng)小于0.5 mm;

（6）切割后的管段需逐根檢驗(yàn)，然后轉(zhuǎn)入下一道工序。

2.2? ?管路的彎曲

（1）盡可能在防水、防潮、防油、防塵的環(huán)境條件下彎曲管路;

（2）只能使用冷彎曲機(jī)械進(jìn)行彎管;

（3）除特殊要求外，管路彎曲半徑R≥3D（R為管路彎曲半徑，D為管路直徑）;

（4）彎管應(yīng)從距管路一端大于1.5倍管路外徑處開始彎曲，或根據(jù)彎管機(jī)設(shè)備要求進(jìn)行;

（5）管路的彎曲應(yīng)該圓順，不允許出現(xiàn)鋸齒型、扭曲、壓壞和波紋等缺陷;彎管的壓扁處管路圓度率E，應(yīng)不大于管徑D的10%（E=（a-b）/D×100%，式中：a為最大外徑;b為最小外徑;D為管路直徑）;

（6）凡圖中未注明采用定型彎頭的彎管，不得采用定型彎頭;

（7）如在管路內(nèi)部（只能是低壓管路）使用心軸，心軸必須由鋅棒制成，以避免損壞管路表面。

2.3? ?管路的裝配

管系裝配必須保持清潔，以防污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng);管路制作完成后，要用管帽或膠帶對液壓管口進(jìn)行封堵，以盡可能的避免風(fēng)帶入微小的污染物;管路連接前，必須確保連接管和連接口表面清潔。

2.4? ?排氣點(diǎn)的設(shè)置

液壓管路布置時(shí)需注意方便后期調(diào)試及油清洗，應(yīng)在管路高點(diǎn)設(shè)置透氣點(diǎn)，在管路低點(diǎn)或形成U型彎的位置設(shè)置泄放點(diǎn)，且泄放點(diǎn)的位置應(yīng)方便操作，以便于后期串洗。

2.5? ?軟管的安裝

液壓管路連接設(shè)備部分應(yīng)設(shè)置可拆卸零件或采用軟管連接，以方便設(shè)備檢修及管路清洗;使用軟管時(shí)不允許扭曲，避免安裝過程產(chǎn)生應(yīng)力;直線安裝軟管時(shí)，應(yīng)留有一定長度的余量。

3? ? 液壓管路的串洗流量

液壓管路串洗時(shí)，通常采用雷諾數(shù)Re=4 000時(shí)的流速進(jìn)行串洗，即串洗時(shí)油液剛好達(dá)到紊流時(shí)的流速。但實(shí)際情況下，此流速很難滿足實(shí)際系統(tǒng)的運(yùn)行要求。例如，當(dāng)雷諾數(shù)Re=4 000時(shí)，通徑DN25串洗流量僅需190 L/min、流速僅為1.7 m/s。根據(jù)一些特殊設(shè)備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，液壓排出管路流速應(yīng)不低于2.5 m/s，當(dāng)串洗流速低于工作流速時(shí)，易造成串洗過程中部分未被串洗油液帶出的顆粒在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)被帶出，從而對系統(tǒng)造成損害。

在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，壓力管路流速通常均不超過5 m/s，以減少系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的噪音及降低管路阻力損失;若采用7 m/s以上高流速串洗，可有效的保證液壓系統(tǒng)的清潔度，減少系統(tǒng)后期的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和維護(hù)成本。

在采用高流速串洗時(shí)，應(yīng)注意隨著液壓管路口徑的增加，串洗流量也會迅速增加。例如，以最大串洗液壓管路通徑DN150為例，根據(jù)計(jì)算需要串洗流量5800 L/min，即大流量串洗機(jī)才能完成，但目前國內(nèi)尚較少有廠家具備這種大口徑、大流量串洗設(shè)備（見圖1）。

4? ? 液壓管路的串洗方法

管路清洗是液壓系統(tǒng)施工的關(guān)鍵性工作。液壓系統(tǒng)的潔凈度，直接與液壓系統(tǒng)后期的安全運(yùn)行相關(guān)：液壓油中雜質(zhì)顆粒易在高壓高速的液壓流體帶動(dòng)下，對精密液壓元器件及動(dòng)力泵造成傷害，產(chǎn)生安全隱患，影響系統(tǒng)使用壽命。因此，不同口徑液壓管路宜采用不同串洗連接布置方案。

4.1? ?常規(guī)液壓管路跨接串洗方法

常規(guī)液壓管路串洗時(shí)，應(yīng)盡量串聯(lián)相同口徑的管路，減少不同口徑管路的串聯(lián)。若小口徑管路與大口徑管路串聯(lián)串洗時(shí)，流量應(yīng)選用大口徑管路流量，以確保串洗回路中大口徑管路串洗潔凈度達(dá)至要求（見圖2）;跨接管路時(shí)應(yīng)避免發(fā)生并聯(lián)，采用串聯(lián)串洗的方式可有效減少并聯(lián)支路間雜質(zhì)顆粒隨串洗油液回流造成的二次污染;若必須采用并聯(lián)串洗，應(yīng)在制定跨接方案時(shí)根據(jù)實(shí)際管路布置情況，確認(rèn)主路及支路串洗的先后順序，并在串洗完成后同時(shí)對主路和支路再進(jìn)行一次沖洗。

4.2? ?液壓控制管路跨接串洗方法

液壓控制管路因口徑過小，單根液壓控制管串洗時(shí)，串洗流量太小、背壓太大，串洗機(jī)無法正常工作;串洗液壓控制管，應(yīng)采用多條控制管路并聯(lián)，提高總的串洗流量;控制管多為Tubing管，因布置長度、位置、附件數(shù)量的不同，不同串洗支路背壓也存在較大差異，多根控制管路串洗時(shí)，易發(fā)生串洗油液僅在背壓較小的控制管路流動(dòng)，背壓較大的控制管路無法被串洗。因此，需要通過制定合理的跨接方案，以保證全部液壓控制管均達(dá)至串洗要求（見圖3）。

5? ? 液壓管路的串洗流程

5.1? ?淡水清洗方法

（1）使用一臺泵和一臺過濾器（孔徑70? um），管線用淡水沖洗;

（2）敲擊所有連接點(diǎn)以便去除所有殘?jiān)?，尤其是焊?

（3）過濾器應(yīng)按要求清理或更換，沖洗應(yīng)持續(xù)至過濾器干凈;清洗的流速應(yīng)不低于7 m/s;

（4）對于不銹鋼管，使用干燥的空氣吹掃直到無殘?jiān)鼮橹埂?/p>

5.2? ?除油方法

使用除油劑在管線中循環(huán)2～3小時(shí)，除去污油和油脂，之后再使用清水沖洗直至沒有除油劑為止。

5.3? ?酸洗方法

用鹽酸濃度為6%～8%的鹽酸溶液或具有同樣功能的溶液，在常溫下沖洗4～6小時(shí)，除去鐵氧化物或氧化皮;然后用淡水沖洗整個(gè)系統(tǒng)直到?jīng)_洗水為中性（達(dá)到PH=6～7）。

5.4? ?鈍化和中和方法

使用含1%檸檬酸和氨水的溶液或具有同樣功能的溶液，循環(huán)沖洗1～2小時(shí)，直到PH=3.5～4為止，使用0.5%的硝酸鈉溶液，循環(huán)清洗不少于2小時(shí)，直到PH=8～8.5為止;在該工藝結(jié)束后，用干燥的空氣吹掃除去所有液體。

5.5? ?油清洗方法

使用串洗機(jī)和5 um孔徑的過濾器，管線使用清洗油清洗不少于4小時(shí)，過濾器要清洗或每隔1小時(shí)或更短時(shí)間更換;敲擊所有連接點(diǎn)以便清理這些地方殘?jiān)?沖洗速度應(yīng)不低于7 m/s。

注意：管線清潔程度至少要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)為NAS class7，或根據(jù)供貨商對液壓系統(tǒng)推薦的NAS等級，需在液壓系統(tǒng)記錄粒度值。

5.6? ?油液取樣方法

應(yīng)采用一次性取樣瓶，以保證取樣瓶的潔凈度，取樣后應(yīng)做密封避免二次污染。

應(yīng)盡量在油液中段進(jìn)行取樣，并準(zhǔn)確記錄取樣位置、取樣時(shí)間等信息。

雷諾數(shù)最少應(yīng)為Re=4 000，以保證流體在管線中的紊流;管線清潔程度要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)為NAS class 7，或根據(jù)供貨商對液壓系統(tǒng)推薦的NAS等級，記錄液壓系統(tǒng)的粒度值。

5.7? ?檢查方法

現(xiàn)場進(jìn)行檢查，以確保所有管線就位、密封、以及適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)和支撐。

5.8? ?吹洗方法

在完成清洗操作的基礎(chǔ)上，管線應(yīng)使用氮?dú)膺M(jìn)行吹干除油，并立即裝滿系統(tǒng)液壓油;如果液壓油不能立即填滿，管線不應(yīng)該被吹掃干，而應(yīng)適當(dāng)?shù)孛芊夥乐顾倪M(jìn)入。

6? ? 液壓管路的壓力測試

所有管路系統(tǒng)在船上安裝清洗完畢，并經(jīng)設(shè)備供應(yīng)商確認(rèn)后，按照船級社要求利用外接試壓油泵對系統(tǒng)進(jìn)油管、回油管做壓力測試，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.25倍（但不需超過7 MPa）。

不必對設(shè)備廠家提供的元件進(jìn)行壓力測試，因?yàn)檫@些元件已經(jīng)過測試和認(rèn)可;液壓高壓泵不能用于壓力測試，除非獲得了設(shè)備廠家書面許可。

在液壓管路試驗(yàn)完成交付、船舶出廠前，所有液壓管的法蘭、螺栓及卡套需逐一檢查上緊。

7? ? ?結(jié)論

本文通過作者自身參與項(xiàng)目中積累的經(jīng)驗(yàn)，提出了液壓系統(tǒng)在制作、安裝、串洗方法和串洗流程等過程中，要嚴(yán)格按照工序執(zhí)行，每一步做到精益求精，以避免在后期的調(diào)試過程中出現(xiàn)不必要問題，從而保證設(shè)備的正常運(yùn)行，同時(shí)也希望能為同行業(yè)者提供借鑒。

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