軋鋼設(shè)備液壓泄漏情況分析

吳 僧

（山鋼集團銀山型鋼有限公司板帶廠，山東 濟南 271104）

軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，閥門組件數(shù)量較多，在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，由于設(shè)備本身振動頻率高、外界粉塵量大、作業(yè)溫度高，無形當中就增加了液壓系統(tǒng)的泄漏風險。如果不及時予以處理，不僅影響整個軋鋼生產(chǎn)工藝流程，而且也會增加生產(chǎn)投入成本。因此，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當從故障源頭抓起，制訂切實可行的維修保養(yǎng)計劃，以排除泄漏安全隱患。

1 軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)的運行特點

軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)包括各種元器件、線路及管道等結(jié)構(gòu)單元，其中，液壓油作為整個系統(tǒng)的工作介質(zhì)，在設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時，單位時間內(nèi)的流量相對較大。為了保證系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)所需的動力，需要各種類型的控制閥對液壓油的流量進行有效控制，比如比例閥、伺服閥等。（伺服系統(tǒng)的工作原理如圖1所示。）另外，在軋鋼生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)內(nèi)部組件的高速運轉(zhuǎn)將釋放出較大的熱量，這時，液壓系統(tǒng)的壓力值也隨之升高，而且在鋼材定型時，需要經(jīng)過切割、壓制等工序，這些工序?qū)a(chǎn)生較大的沖擊力，使設(shè)備本身的振動頻率增大，進而導(dǎo)致系統(tǒng)的泄漏風險急劇增加。因此，為了降低液壓系統(tǒng)的泄漏風險，設(shè)備檢修人員需要熟練掌握液壓系統(tǒng)的運行特點[1]。

圖1 伺服系統(tǒng)的工作原理

與軋鋼設(shè)備的其它內(nèi)部裝置相比，液壓系統(tǒng)在運行過程中，主要表現(xiàn)出以下特點。第一，液壓泵站的數(shù)量較多，所處的區(qū)域與部位較為集中，這就使得控制閥臺出現(xiàn)分散現(xiàn)象，中樞執(zhí)行機構(gòu)的構(gòu)造原理相對比較復(fù)雜。第二，系統(tǒng)在正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，內(nèi)部產(chǎn)生的壓力值過高，液壓油的流量過大，這就對液壓系統(tǒng)的制作材質(zhì)提出更加嚴格的要求。第三，由于軋鋼生產(chǎn)屬于一個連續(xù)性的工藝流程，這就導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)在執(zhí)行生產(chǎn)口令時，動作頻繁、響應(yīng)速度快，內(nèi)部元器件的使用壽命也將受到嚴重影響。第四，由于系統(tǒng)內(nèi)部存在大量的比例閥與伺服閥等高精度控制閥，而系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)時，這些控制閥的使用頻率相對較高。第五，液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境較為惡劣，常常在高溫、高壓、高粉塵與頻繁振動沖擊的作用下運轉(zhuǎn)。第六，系統(tǒng)內(nèi)部的管路復(fù)雜，彎頭與三通較多，而且連續(xù)作業(yè)時間長，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的運行率相對較高，這也加快了系統(tǒng)內(nèi)部各個元器件的磨損速度。

2 軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)的泄漏類型

2.1 內(nèi)泄漏

軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)內(nèi)泄漏主要包括有益內(nèi)泄漏與無益內(nèi)泄漏兩種類型，其中，有益內(nèi)泄漏可以增強系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，泄漏的發(fā)生部位往往處在液壓油泵與液壓閥當中，這種泄漏能夠?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部的各個組件產(chǎn)生潤滑作用，減少各組件之間的摩擦力，進而延長系統(tǒng)的使用壽命。而無益內(nèi)泄漏主要是由于系統(tǒng)內(nèi)部某些元器件的密封性能失效，導(dǎo)致液壓油泄漏，泄漏部位往往處在液壓缸體內(nèi)、換向閥以及單向閥當中，一旦這些部位的密封性能失效，系統(tǒng)內(nèi)部的各個元器件的功能性也將喪失，使整個系統(tǒng)運行中斷。

2.2 外泄漏

與內(nèi)泄漏類似，液壓系統(tǒng)外泄漏包括有益外泄漏與無益外泄漏兩種情況，其中，有益外泄漏的發(fā)生部位處于液壓缸體活塞桿的位置，泄漏出的液壓油對系統(tǒng)內(nèi)部各個元器件起到潤滑作用，這就減少了活塞桿的磨損度，延長活塞桿的使用壽命，同時，也能夠有效保護密封潤滑圈免受損害。而無益外泄漏的發(fā)生部位往往處于管道接頭、法蘭閥以及液壓閥的位置，如果不及時處理，這些液壓油將給自然生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染，甚至會引發(fā)火災(zāi)等事故。

3 軋鋼設(shè)備液壓泄漏的原因分析

3.1 溫度過高

當軋鋼設(shè)備啟動后，液壓系統(tǒng)的內(nèi)部元器件始終處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，而各個元器件之間在摩擦作用下，將釋放出較大的熱量，這就使得系統(tǒng)內(nèi)部的工作環(huán)境溫度急劇升高，在這種情況之下，液壓油的粘稠度就會受到影響，導(dǎo)致液壓油的抗泄漏能力減弱。另外，在持續(xù)高溫作用下，液壓油的潤滑性能逐漸下降，各個元器件的磨損度增大，這時，元器件之間的縫隙也將增大，進而引發(fā)液壓油的泄漏事故[2]。

3.2 振動沖擊力過大

由于軋鋼設(shè)備體積龐大，在設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時，受到內(nèi)部各動力組件沖擊力的影響，整個機體的振動幅度將不斷增大，在這種情況之下，液壓系統(tǒng)內(nèi)部各元器件的密封性能也將失效，于是，元器件的表面就會出現(xiàn)大量不均勻的裂縫而引發(fā)泄漏事故。

3.3 密封性能失效

目前，由于液壓系統(tǒng)元件的生產(chǎn)廠家數(shù)量龐大，一些不良廠商為了牟取更多的利潤，生產(chǎn)一些劣質(zhì)元器件，一旦鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)購買了這些劣質(zhì)元器件，在設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中，元器件就會出現(xiàn)裂縫或者孔洞，而導(dǎo)致油品泄漏。另外，在元器件安裝調(diào)試時，如果裝配尺寸出現(xiàn)偏差，元器件的裝配順序錯亂，本身的密封性也將受到嚴重影響，進而埋下重大的油品泄漏隱患。

3.4 吸附雜質(zhì)過多

軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)在高速運轉(zhuǎn)時，將產(chǎn)生較大的吸附力，使空氣中的大量粉塵與雜質(zhì)吸附在系統(tǒng)表面，這些雜質(zhì)一旦進入液壓系統(tǒng)當中，就會增加元器件之間的摩擦阻力，在這種情況之下，元器件極易受到損害，導(dǎo)致密封性能失效，這就加劇了油品的泄漏風險。

4 防止液壓系統(tǒng)泄漏的有效解決措施

4.1 加裝進油孔

為了改善缸體進油口外端的密封性能，可以缸體外部加裝一進油孔，進油孔直徑介于10mm～20mm之間，由于該進油孔與缸體內(nèi)部直接相通，使得進油孔替代了缸體原有的環(huán)形密封腔，這時，也就消除了難以預(yù)防的泄漏風險點，即便外界工況條件惡劣，也不會影響液壓系統(tǒng)的密封性能，進而從根本上解決了油品泄漏問題。液壓缸體改進效果圖如圖2所示，其中，圖中的1代表管接頭，2代表進油孔，3代表缸體進油孔。

圖2 液壓缸體改進效果圖

4.2 抓好油品采購源頭，有效控制環(huán)境溫度

液壓油的粘稠度、抗泡沫性、剪切安定性、極壓抗磨性等性能指標直接決定著油品質(zhì)量，如果油品質(zhì)量差，在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中，就會失去潤滑作用，而加快內(nèi)部元器件的磨損速度，這時，元件的密封性能將受到嚴重影響。因此，為了規(guī)避油品的泄漏風險，鋼鐵企業(yè)應(yīng)當從液壓油的采購源頭抓起，確保油品的各項性能指標滿足標準要求。另外，液壓油泄漏與外界環(huán)境溫度息息相關(guān)，如果外界溫度過高，液壓油的粘稠度就會降低，在這種情況下，液壓油本身的化學(xué)穩(wěn)定性能將逐步削弱，進而喪失潤滑性能。出于對這一點的考慮，鋼鐵企業(yè)可以利用旁路循環(huán)的方法，對外界溫度以及系統(tǒng)內(nèi)部溫度進行有效控制，以減少高溫對液壓油性能產(chǎn)生的負面影響。通常情況下，液壓系統(tǒng)內(nèi)部的工作溫度應(yīng)當保證在45℃以下，這樣，系統(tǒng)才能保持正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

4.3 加大日常維護保養(yǎng)力度

由于軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)始終處于持續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)，系統(tǒng)內(nèi)部的各個元器件極易產(chǎn)生松動、裂縫等現(xiàn)象，因此，系統(tǒng)檢修人員應(yīng)當進一步加大日常巡檢頻次與力度，對各個連接組件之間的緊固度進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)連接接頭部位的元器件出現(xiàn)松動情況，應(yīng)當及時進行緊固處理。如果密封件的密封性能失效，需要及時更換元器件，以降低油品泄漏風險。為了保證液壓油的良好潤滑性能，檢修人員應(yīng)當定期更換系統(tǒng)濾芯，而且每間隔一段時間對液壓油的品質(zhì)進行檢驗。另外，液壓油泄漏與溫度、壓力、振動、油位等工作參數(shù)有著密切關(guān)聯(lián)，基于此，檢修人員應(yīng)當做好系統(tǒng)的日常維護工作，隨時對系統(tǒng)的各項運行參數(shù)進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)異常狀況，應(yīng)當及時予以處理，以消除油品泄漏風險[3]。

4.4 保持系統(tǒng)內(nèi)部清潔

由于空氣中含有大量的雜質(zhì)以及灰塵顆粒，在系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，系統(tǒng)外表面極易吸附大量的雜質(zhì)，久而久之，這些雜質(zhì)與灰塵顆粒就會滲透到機體當中，如果不及時予以清理，將增加各個元器件之間的摩擦阻力，而縮減元器件的使用壽命。因此，系統(tǒng)檢修人員應(yīng)當定期對液壓系統(tǒng)進行清潔除塵處理，將系統(tǒng)內(nèi)部與外表面的灰塵顆粒處理干凈，同時，確保液壓系統(tǒng)的工作環(huán)境濕度能夠滿足系統(tǒng)的運行要求，經(jīng)常對工作環(huán)境進行凈化吸塵處理。

4.5 降低設(shè)備的振動頻率

在軋鋼生產(chǎn)過程中，如果設(shè)備的振動頻率過大，液壓系統(tǒng)內(nèi)部的各種元器件就極易發(fā)生斷裂、扭曲、裂縫等現(xiàn)象，這就給液壓油泄漏創(chuàng)造了必要條件。因此，為了降低液壓油的泄漏風險，鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當采取有效的減振措施。首先保證設(shè)備能夠在良好的工況條件下運轉(zhuǎn)，檢修人員可以對液壓泵以及溢流閥進行調(diào)試，以降低設(shè)備的振動頻率。其次，為了防止共振現(xiàn)象的發(fā)生，檢修人員可以設(shè)備與設(shè)備之間安裝隔離裝置，使振動波能夠傳導(dǎo)到空氣當中，避免在設(shè)備之間相互傳導(dǎo)。最后，在選擇密封材料時，盡量選擇一些密封性能好、抗磨損性能、抗老化性能以及耐高溫性能優(yōu)越的材料。與此同時，在安裝這些密封組件時，應(yīng)當由專業(yè)技術(shù)人員負責，避免劃損組件，而影響正常的使用性能。

4.6 提升檢修人員專業(yè)技術(shù)水平

軋鋼液壓系統(tǒng)檢修與維護工作專業(yè)性強，技術(shù)人員不僅需要具備專業(yè)的液壓基礎(chǔ)知識與基本檢修技能，同時，也應(yīng)當具備系統(tǒng)故障的應(yīng)急處理能力，因此，鋼鐵企業(yè)應(yīng)當結(jié)合檢修人員的崗位職責權(quán)限，制訂一個科學(xué)完善的內(nèi)部培訓(xùn)機制，并將液壓系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)造、工作原理、鉗工技能、職業(yè)素養(yǎng)等內(nèi)容納入到培訓(xùn)計劃當中，通過系統(tǒng)培訓(xùn)，來提高檢修人員的專業(yè)技術(shù)水平以及個人職業(yè)素養(yǎng)，建立一支技術(shù)過硬、臨場應(yīng)變能力強、事故處理能力強、管理經(jīng)驗豐富的液壓系統(tǒng)檢修隊伍，確保軋鋼設(shè)備的液壓系統(tǒng)能夠始終保持正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

5 結(jié)束語

軋鋼設(shè)備液壓系統(tǒng)泄漏是設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中較為常見的一種故障類型，一旦發(fā)生無益泄漏，不僅嚴重影響生產(chǎn)作業(yè)效率，而且也會大幅縮減液壓系統(tǒng)的使用壽命，因此，鋼鐵企業(yè)應(yīng)當高度重視液壓泄漏問題，從現(xiàn)場管理、日常維護保養(yǎng)、專業(yè)維修等角度出發(fā)，建立一個針對性強的預(yù)防控制方案與檢修機制，將液壓泄漏風險降到最低點，為企業(yè)贏得更多的經(jīng)濟效益與社會效益。