飽和蒸汽清洗與海綿球清洗技術(shù)在液壓管路 清洗中的應(yīng)用與研究

劉彥希

（中國鐵建重工集團(tuán)股份有限公司，湖南 長沙 410100）

前言

為了減少不必要的損耗，我們引進(jìn)了基于飽和蒸汽清洗技術(shù)的液壓軟管清洗設(shè)備、液壓硬管清洗設(shè)備、海綿球射流清洗技術(shù)。高效地解決了液壓元器件的清潔度的問題，確保設(shè)備液壓系統(tǒng)可靠及高效運(yùn)行。

1 常用清洗技術(shù)

1.1 海綿球射流清洗技術(shù)介紹

海綿球射流清洗原理就是在一定壓力的介質(zhì)氣體推動(dòng)下，海綿球以一定的速度在管道內(nèi)勻速前進(jìn)，不斷地對(duì)管內(nèi)壁進(jìn)行摩擦、刮削，從而達(dá)到除去各種污垢的目的。海綿球射流清洗是由成套設(shè)備和多項(xiàng)技術(shù)組成，主要包括收發(fā)系統(tǒng)、動(dòng)力源等。整個(gè)清洗過程通過能力強(qiáng)、不易堵塞，清洗效果好，方便快捷。近年來海綿球射流清洗作為一種安全、環(huán)保、高效的清洗技術(shù)，日益受到人們的青睞，并被廣泛應(yīng)用到工程機(jī)械和石油化工等領(lǐng)域。

1.2 飽和蒸汽清洗工藝介紹

飽和蒸汽清洗時(shí)利用飽和蒸汽的高溫及外加壓力對(duì)工件表面的油膜、油漬進(jìn)行清洗的過程?？梢杂行У亟到庖恍╊B固的污漬，同時(shí)能夠清洗任何細(xì)小的間隙、孔隙間的臟污和油污，剝離并去除油漬和殘留物，清洗完后不會(huì)留在被清洗的表面上，又由于高溫飽和蒸汽是藍(lán)色的干燥氣體，這樣被清洗的表面始終是干燥的。從而達(dá)到高效、節(jié)水、清潔、干燥的要求[1]。

1.3 液壓管件的海綿球射流清洗技術(shù)與飽和蒸汽清洗相結(jié)合

由于工程機(jī)械液壓管路在制造過程中，其內(nèi)部積存大量的鐵削、殘?jiān)案邷匮趸锏鹊奈酃?。而作為液壓系統(tǒng)的介質(zhì)輸送管道，液壓油對(duì)水分和機(jī)械雜質(zhì)含量有著嚴(yán)苛的要求。若采用常規(guī)吹掃（如壓縮空氣吹掃、純水吹掃等）很難達(dá)到管路的清潔度要求。為了提高質(zhì)量、控制成本、提高清洗效率等因素的考慮，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，海綿球射流清洗和飽和蒸汽清洗相結(jié)合的方法可以達(dá)到良好的效果[2]。

2 作業(yè)條件及背景

2.1 清洗管線基本情況

此次將海綿球射流清洗與飽和蒸汽相結(jié)合的現(xiàn)場應(yīng)用涉及若干液壓硬管，液壓管路長為300 mm、1 200 mm、2 000 mm、3 000 mm、6 000 mm，管徑為DN150 mm，端頭有兩個(gè)管接頭，兩種管線的設(shè)計(jì)壓力為35 MPa，設(shè)計(jì)溫度為45 ℃。

2.2 現(xiàn)場照片

圖1 飽和蒸汽軟管清洗機(jī)

2.3 動(dòng)力源選擇

動(dòng)力源（推動(dòng)介質(zhì)）是保證飽和蒸汽清洗技術(shù)和海綿球射流清洗技術(shù)順利運(yùn)行的關(guān)鍵，根據(jù)管線輸送介質(zhì)和現(xiàn)場環(huán)境確定。

飽和蒸汽清洗技術(shù)采用蒸汽發(fā)生器作為動(dòng)力源。

飽和蒸汽量：150 kg/h；

蒸汽發(fā)生器數(shù)量：3個(gè)；

蒸汽發(fā)生器罐容量：15 L/個(gè)；

發(fā)生器工作壓力：1.0±0.2 MPa；

蒸汽溫度：180±5 ℃。

2.4 前期準(zhǔn)備

飽和蒸汽清洗和海綿球射流清洗技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用必須提前確定管道條件，尤其是管道施工情況和彎頭規(guī)格，這決定蒸汽是否順利通過管道和通球是否順利和球體規(guī)格的選擇。在開展飽和蒸汽清洗和海綿球射流清洗技術(shù)之前進(jìn)行準(zhǔn)備檢查，著重掌握管線全程的安裝狀況，為制定清洗方案和安全防護(hù)措施提供依據(jù)[3]。

2.5 工藝流程

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際的管路情況，特別是前期的管路制作要求以及管路清潔度要求，吸取失敗的教訓(xùn)，經(jīng)過分析后確定如下工藝路線：

人工上料（長管兩端上料裝夾時(shí)，必須先裝夾右端夾具）→噴淋脫脂（蒸汽+藥液+回收）→飽和蒸汽精清洗（蒸汽+回收）→壓縮空氣吹干（壓縮空氣+回收）→人工下料→安裝收、發(fā)球裝置→發(fā)射煤油或清洗劑浸泡過的海綿球→發(fā)射干燥的海綿球。

2.6 現(xiàn)場施工

2.6.1 設(shè)備安裝

通過分析現(xiàn)場環(huán)境和管路的實(shí)際情況，確定清洗機(jī)系統(tǒng)由清洗機(jī)框架及室體，飽和蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，正壓清洗系統(tǒng)，負(fù)壓系統(tǒng)及回收冷凝，噴淋及過濾系統(tǒng)，電控系統(tǒng)，液壓轉(zhuǎn)料車，其他輔助系統(tǒng)等組成。設(shè)備采用先進(jìn)的飽和蒸汽作為主要清洗介質(zhì)，結(jié)合環(huán)保型清洗鈍化液的除油、防銹能力，從而使膠管及接頭達(dá)到超潔凈狀態(tài)，滿足裝配前的清洗工藝要求。海綿球射流清洗安裝收、發(fā)球裝置，發(fā)球裝置需要增加氣動(dòng)三聯(lián)件保證潔凈的空氣，接收裝置成密封狀態(tài)防止瞬間噴出的氣體和海綿彈帶出的污漬飛濺污染其他元件[4]。

2.6.2 飽和蒸汽吹掃管路

設(shè)備經(jīng)過調(diào)試后，管路首先經(jīng)過進(jìn)行飽和蒸汽清洗，將扣壓好的液壓管路按照不同的直徑和不同的長度分類好方便更換不同的夾持裝置將管路一端連接在進(jìn)氣端的夾持裝置上、另一端放在帶有負(fù)壓裝置的排氣口，將蒸汽壓力調(diào)到1 MPa 溫度調(diào)到180 ℃，長度過長的管路進(jìn)行盤成盤狀，保持水平防止內(nèi)部冷凝后積水，在進(jìn)行管路清洗時(shí)進(jìn)氣端和出氣端應(yīng)同時(shí)開啟增加氣體的流動(dòng)性同時(shí)打開脈沖控制裝置在管路中形成脈沖使的清洗效果更佳[5]。

表1 飽和蒸汽清洗過程質(zhì)量控制記錄表

2.6.3 發(fā)射清掃海綿球

發(fā)射清掃海綿球目的是除去管道壁上的堅(jiān)硬污物。將干凈的海綿球放入清洗管路中，將發(fā)射槍對(duì)中清洗的管路打開壓縮空氣閥門按動(dòng)發(fā)射裝置的發(fā)射按鈕，同時(shí)將管路的另一端放到具有密封性的收納箱中，避免粉塵飛濺，以 便回收廢液。重復(fù)操作若干次，當(dāng)海綿球顏色無大的變化時(shí)，清掃結(jié)束。

下表為現(xiàn)場記錄的每次發(fā)射時(shí)間、發(fā)射瞬間壓力、接收時(shí)間、發(fā)射次數(shù)等，型號(hào)為海綿球，直徑為DN150 mm。

表2 棉球清洗過程質(zhì)量控制記錄表

2.7 組織驗(yàn)收

在管路清洗結(jié)束并自檢合格后進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確定管路無殘?jiān)?、外部物質(zhì)、切削等；同時(shí)管路內(nèi)壁光滑無明水，最后末端收到的干燥海綿球表面潔凈干燥，且滿足液壓油注入后不變質(zhì)具體清洗效果見圖所示[2]。

圖2 首次用棉彈清洗

圖3 用飽和蒸汽清洗后二次用棉彈清洗

圖4 兩次清洗完成后的對(duì)比

經(jīng)過多次的飽和蒸汽清洗和海綿球的清掃，多根液壓管路已經(jīng)干凈無污漬，海綿球表面潔凈見圖。試驗(yàn)成功并無污染的另一個(gè)因素是清潔的飽和蒸汽和潔凈的壓縮空氣發(fā)揮了重要作用。

2.8 清洗評(píng)價(jià)

對(duì)清洗的管路進(jìn)行定量分析數(shù)據(jù)對(duì)比管路內(nèi)的顆粒含量、水分含量、密度以及顏色與新的液壓油油樣分析一致，管路的油品性質(zhì)基本沒有發(fā)生變化[3]，滿足工程機(jī)械液壓油的輸送要求；在成品分析上，飽和蒸汽清洗和加海綿球清洗相結(jié)合的物理清洗方法便可達(dá)到完全清除本分，實(shí)現(xiàn)管路內(nèi)壁較高清潔度，相比于管路增加過濾器的方式，不僅減少了堵管的情況而且提高效率、節(jié)約成本。

表3 管路的油液檢測(cè)

3 結(jié)論

由于工程機(jī)械對(duì)管路的清潔度要求比較高，尤其是管路在通油一段時(shí)間后仍然要滿足各項(xiàng)指標(biāo)，傳統(tǒng)單獨(dú)依靠水吹掃或壓縮空氣吹掃已難以滿足清潔度的要求。而飽和蒸汽和海綿球清洗技術(shù)相結(jié)合，通過飽和蒸汽壓力吹掃和海綿球的機(jī)械吹掃管內(nèi)的雜質(zhì)、水分清除出來，優(yōu)點(diǎn)是原理簡單，結(jié)構(gòu)簡單、易操作清洗效果明顯，特別是管內(nèi)的油污和水分可以完全清除，適用于工程機(jī)械清潔度要求比較高的液壓系統(tǒng)[2]。雖然飽和蒸汽設(shè)備在前期投入成本比較高，但是對(duì)比在后期的清潔度處理和清洗效率上具有無法超越的優(yōu)勢(shì)。