船舶液壓系統(tǒng)管路清洗方式對比

李昌植

摘 要：船舶液壓系統(tǒng)管路的清洗是保障液壓設(shè)備正常運(yùn)行必不可少的重要環(huán)節(jié)。隨著科技的不斷進(jìn)步，液壓管路清洗的方法多種多樣，也更加環(huán)保。本文通過對比目前船廠常用的幾種船舶液壓系統(tǒng)管路的清洗方式，為選擇最經(jīng)濟(jì)、最有效的清洗方式提供借鑒。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng);管路清洗;對比

中圖分類號：U664.84+1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 前言

液壓系統(tǒng)有能量范圍廣、傳遞能量損失小、操作方便、使用安全可靠等特點(diǎn)，在船舶機(jī)械設(shè)備驅(qū)動(dòng)中應(yīng)用非常廣泛。液壓系統(tǒng)管路的清潔程度，直接影響液壓系統(tǒng)工作的可靠性和系統(tǒng)元件的使用壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓油的污染造成的故障，占液壓系統(tǒng)故障50%以上。

船舶建造過程中，船廠在管材庫存、運(yùn)輸、管件制造、系統(tǒng)安裝等工序中，均會(huì)不可避免的對管路產(chǎn)生污染。根據(jù)不同的環(huán)境，可能有氧化皮、切屑、焊渣、熔渣、砂礫以及其他固體雜物殘留在管道系統(tǒng)中，因其尺寸超過液壓系統(tǒng)元件配合間隙，有可能造成元件磨損或設(shè)備內(nèi)部通道堵塞卡死。若在系統(tǒng)投入正常使用前不進(jìn)行管路清洗徹底清除污物，將會(huì)造成設(shè)備失靈，影響設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至可能造成災(zāi)難性的故障。

在液壓系統(tǒng)投入使用前的各道工序中均有可能對管路產(chǎn)生污染，所以管路清洗工序顯得尤為重要。本文主要針對常用的幾種液壓管路清洗方式進(jìn)行對比分析。

2 主要清洗方式簡介

船舶液壓系統(tǒng)的管路清洗，主要有四種方式。

2.1 槽式清洗

槽式清洗是管件制作、焊接、液壓試驗(yàn)合格后，將管件集中放人清洗槽中進(jìn)行酸洗、磷化、干燥的清洗過程，也稱為槽式酸洗。其主要工藝流程為：脫脂→水沖洗→酸洗→水沖洗→中和→磷化→水沖洗→干燥→封口。

清洗前：需準(zhǔn)備耐酸、耐堿、耐化學(xué)腐蝕的各種清洗槽;還需配制合適的酸洗液、中和液、磷化液;并備齊行車、托架、排風(fēng)設(shè)施、防護(hù)設(shè)備等必要的工具設(shè)備。

管件經(jīng)過酸洗磷化后，內(nèi)部的油脂、銹蝕物、鐵灰、焊渣等雜質(zhì)得到全面去除，并且會(huì)在管件表面形成一層1-3 μ m的磷化膜，保護(hù)管件3-4天內(nèi)不會(huì)返銹。

2.2 綢布擦洗

綢布擦洗是一種較原始的物理清潔方式，用鋼絲綁扎干凈柔軟的綢布穿過管件來回反復(fù)拖拽，因綢布不易掉毛，配合柴油反復(fù)擦洗管件內(nèi)壁，帶走管道內(nèi)部的附著物，達(dá)到清潔管件的目的。

2.3 氣動(dòng)清洗

氣動(dòng)管道清洗也是一種物理清潔方式，是利用氣動(dòng)發(fā)射裝置發(fā)射大于管道內(nèi)徑約5% -30%的高密度聚氨酯子彈射入管道內(nèi)高速前進(jìn)，帶走管道內(nèi)壁的附著物與污染物，達(dá)到清洗的效果。

高壓氣動(dòng)清洗槍的構(gòu)造，如圖1所示。

清洗前將清潔子彈裝入連接裝置④中，出彈口①插入被清洗管件內(nèi)，氣體從氣體接口②進(jìn)入在發(fā)射裝置⑤內(nèi)形成氣囊，清洗時(shí)通過扣動(dòng)扳機(jī)③放出高壓氣體，推動(dòng)清潔子彈前行進(jìn)入管件內(nèi)部。

常用的清潔子彈為圓柱體型聚氨酯海綿，具有快速恢復(fù)、高韌性、隨意彎曲等特點(diǎn)，直徑4 - 255mm，能通過90°角、T型連接頭和U型管。經(jīng)實(shí)操測驗(yàn)，子彈在浸過柴油后使用效果更好。

2.4 投油清洗

投油清洗是指船上液壓系統(tǒng)管路安裝好后，拆開設(shè)備或其他液壓元器件，斷開系統(tǒng)接人設(shè)備支管，用軟管、接管和蓋板形式將系統(tǒng)管路串聯(lián)或并聯(lián)起來形成回路，在回路中接人清洗油箱/油柜、清洗油泵、過濾器等設(shè)備（如圖2所示），通過油泵將清洗工作油打入系統(tǒng)內(nèi)部形成紊流，不斷地沖洗管道內(nèi)部帶走雜物，從而達(dá)到清潔管件的目的。

清洗油柜的容積最少為清洗油泵流量的3倍以上，清洗油泵流量應(yīng)比管路系統(tǒng)工作流量略大，以保證清洗流量在清洗管道回路中能形成紊流，即雷諾數(shù)不低于4 000;過濾器的選擇可根據(jù)實(shí)際情況而定，隨著清洗的進(jìn)度逐步提高精度，以最終精度能滿足系統(tǒng)要求為準(zhǔn)。根據(jù)IS04406或NAS1638標(biāo)準(zhǔn)對污染度的最新要求[2][3]，清洗合格后，在清洗回路中取樣封存，送到專業(yè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)化驗(yàn)。

為了能使管道清洗效果更好，可在清洗回路中增加振動(dòng)效果，特別是在彎頭焊接部位焊渣等雜物更容易沉積。產(chǎn)生振動(dòng)效果的方式多種多樣，可以用木頭/銅棒敲擊，也可以在管路上增加氣動(dòng)或電動(dòng)振動(dòng)器[1]，亦可以通過清洗油泵或增加電磁閥產(chǎn)生流體脈沖波形式等。

3 各種清洗方法的對比

3.1 槽式清洗

（1）槽式清洗通過浸泡酸洗，能快速、直接地去除管件內(nèi)外表面的銹蝕物，以及管件內(nèi)的油脂、鐵屑、焊渣、油漆等;對金屬的腐蝕性小，緩蝕率高;但由于管道在清洗中，酸洗液、鈍化液等流體都是靜止?fàn)顟B(tài)與雜物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沒有形成流體帶走雜物，所以清洗不徹底，一般只作為管道清洗的初步程序使用;

（2）槽式清洗需要根據(jù)酸洗管件的長度和彎管的體積來選用和加工制作酸洗槽、中和槽、鈍化槽，從而保證被酸洗管件能完全浸沒在液體之中，造成清洗槽加工、制作周期長，利用率不高;

（3）酸洗液、中和液、鈍化液，酸洗液在使用過程中會(huì)產(chǎn)生酸霧，需嚴(yán)格劃分施工區(qū)域，增加必要的防護(hù)措施，施工準(zhǔn)備工期長，成本不易控制;

（4）如今市場上已有專業(yè)的表面處理廠家提供管件酸洗、鈍化服務(wù)，他們具有科學(xué)的工藝流程管理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃嵯磁浞胶蛧?yán)格的操作規(guī)程，船廠僅需將管件制作后打包送到專業(yè)的酸洗廠家進(jìn)行處理，處理合格后進(jìn)行外涂裝并包扎保護(hù)好，再運(yùn)回船上安裝，減少了清洗成本，也縮短了建造周期，性價(jià)比更高。

現(xiàn)階段船舶企業(yè)均采用槽式酸洗與其他清洗相結(jié)合的方式，先經(jīng)過專業(yè)廠家初步槽式清洗，能去除大部分雜質(zhì)，可以極大地縮短其他清洗方式的時(shí)間。

3.2 綢布擦洗

（1）綢布擦洗的管件不宜過長，管件彎頭不宜過多，擦洗的清潔程度有限，是在清洗工藝要求不高的情況下選用的方式;

（2）現(xiàn)代造船的趨勢是設(shè)備精細(xì)度越來越高，對液壓油清潔度要求也逐步增高，綢布擦洗不能完全清除管內(nèi)雜質(zhì)，已達(dá)不到液壓系統(tǒng)清潔度的要求，只能作為個(gè)別液壓元器件臨時(shí)清潔的輔助手段。

3.3 氣動(dòng)清洗

（1）高壓清洗槍主要的動(dòng)力是高壓氮?dú)?，成本便宜，而且工具簡單、體積小、攜帶、搬運(yùn)方便;

（2）清洗的管徑尺寸范圍廣，操作簡易安全，適合各種形式的管件，與其他昂貴的清潔方式相比，可節(jié)省大量的維護(hù)、清潔費(fèi)用;

（3）但用高壓氣動(dòng)清洗槍清洗時(shí)，管道轉(zhuǎn)彎部位不宜太多，彎管太多容易形成子彈卡死現(xiàn)象，拆除子彈過程中有可能破壞子彈，對管路內(nèi)部再次造成污染;也不宜在過長系統(tǒng)管路中使用，需對每條管件進(jìn)行單獨(dú)清洗，造成清洗時(shí)間延長、清洗效率降低;清洗完畢后需搬運(yùn)到船上進(jìn)行安裝，增加了管路安裝前被二次污染的風(fēng)險(xiǎn);

管路清洗后驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)不夠明確，不能完全判斷管路的清潔度，一般用于管徑小、數(shù)量少、無法與系統(tǒng)管件形成串洗回路的管件。

3.4 投油清洗

相比于前幾種管道清洗方式，投油清洗的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）解決了管路過長、系統(tǒng)復(fù)雜而難以清洗的難題;

（2）清洗工序簡單，操作方便，速度快，效果好;

（3）管路從安裝后到清洗完工，始終處于被保護(hù)狀態(tài)，極大地降低了液壓系統(tǒng)被二次污染的風(fēng)險(xiǎn);

（4）清洗結(jié)果驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)清晰，可以直接取樣進(jìn)行化驗(yàn)，以更符合現(xiàn)代造船高標(biāo)準(zhǔn)的要求，認(rèn)可度較高;

（5）泄露風(fēng)險(xiǎn)小，對人體和環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)小，廢油方便回收，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短交付工期;

（6）清洗設(shè)備還可以通過添加附件來擴(kuò)展其他功能：增加高壓力泵解決系統(tǒng)壓力/密性試驗(yàn)檢查;增加自動(dòng)取樣，在線檢測、打印，實(shí)時(shí)監(jiān)控清洗效果;增加壓力傳感器，檢測濾器前后壓差，監(jiān)控濾器堵塞情況;因不同溫度下清洗油粘度不同，影響串油效果，在北方寒冷地區(qū)影響尤為明顯，可在油柜增加加熱器解決，相反，在南方炎熱氣候下，可以增加冷卻器解決長時(shí)間串洗后油溫過高的問題;增加對接高壓氣管接口，方便連接氮?dú)夤?，吹除清理干凈管路中殘留的清洗油等?/p>

投油清洗的不足，主要表現(xiàn)如下：

①投油清洗過程中，為了達(dá)到剛好的清洗效果，管路系統(tǒng)的壓力、溫度、流量均有一定的要求，這對清洗設(shè)備的清洗能力要求提高，而專業(yè)清洗設(shè)備采購的價(jià)格比較昂貴，另外，清洗油不能作為工作油二次利用，清洗成本明顯提高;

②清洗管道回路流量不能差距太大，對管系統(tǒng)清洗管徑有限制，要求同一回路的管徑內(nèi)徑尺寸相當(dāng);

③管系統(tǒng)支管較多的位置流量分流，清洗不夠徹底，效果不好;

④因投油清洗是在管路安裝后在船上進(jìn)行作業(yè)，不能與其他工種交叉作業(yè)，如打磨、涂裝等，對其他工種施工進(jìn)度有一定影響。

4 小結(jié)

綜上所述，并結(jié)合實(shí)船使用的經(jīng)驗(yàn)，對各種清洗方式適用情況進(jìn)行對比（見表1）。

通過對不同液壓系統(tǒng)管件清洗方式的對比分析，為液壓系統(tǒng)管件清洗挑選最有效、最經(jīng)濟(jì)的清洗方式，希望能為同行們在液壓系統(tǒng)清洗方面提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]馬小駿，等.CB，I.1102-2008.船用液壓系統(tǒng)通用技術(shù)條件[S]2008.

[2] IS0 4406-2017.Hydraulic fluid power-Fluids-Method forCoding the level ofcontamination hy solid partiCles[S].2017.

[3] AIA.NAS 1638.污染度分級標(biāo)準(zhǔn)[S}.2011.