鋼鐵企業液壓系統的污染及控制探究

辛國浩

（天津鋼鐵集團有限公司，天津 300301）

近些年來，我國的各個領域行業的發展迅速，但相比于其他發達國家仍存在許多發展空間，包括我國的鋼鐵企業液壓系統。在我國的鋼鐵企業，液壓系統的工作環境多數處于高溫、高壓、高速、高負荷等環境下，這些條件在某種程度上都促進了化學質變以及化學污染。現階段的核心問題在于如何控制鋼鐵企業的液壓系統污染，從而促進其可持續發展。

1 冶金機械液壓污染產生的根源

為了更好的對鋼鐵企業的液壓系統在運行中的污染進行控制，我們需要詳細了解冶金機械設備運行過程造成液壓污染原因。主要從以下三各方面進行分析。

1.1 從外界進入的污染物

在冶金機械運輸設備的整個液壓系統使用過程當中，會產生大量的粉塵，粉塵會隨著機械的運行通過活塞桿進入液壓油中，從而將油液油箱的氣孔通道堵塞，進而致使整個鋼鐵企業的液壓系統受到污染。另外值得注意的是不單單是因為空氣中的自然污染物造成液壓系統的污染，也有可能是工作人員的操作不當引起液壓系統的污染，在實際工作中需要盡量避免后者情況的發生。

1.2 系統自身制造遺留的污染物

冶金機械的液壓系統生產過程十分繁瑣，從生產到企業入庫中間需要經歷一系列的流轉環節。在這些過程中，液壓系統本身或多或少的會受到環境的污染，這些污染物也包括一些毛刺、碎屑子、沙粒、廢料等常見的污染物。冶金機械對潔凈程度要求較高，一旦出現某個部位的不潔凈，有可能造成整個液壓系統的污染，導致后期使用過程中極易發生損壞，減低工作效率[1]。

1.3 系統生產過程中形成的污染物

冶金的核心工作區域為冶金機械液壓系統，內部工作環境也極為復雜。在現階段的鋼鐵生產企業中，大多冶金機械工作環境都在室外，受到工作環境的影響，金屬表面極易發生腐蝕現象，是的金屬顆粒和潤滑效果不佳，會產生一定的廢料、磨料等物質。最后長時間處于高壓、高溫環境中的液壓系統，老化速度將會加快，腐蝕程度也會加深。

2 液壓污染的危害主要表現

2.1 固體顆粒的危害

在液壓系統的各種污染當中，固體顆粒是最常見、危害最大的污染物，它會引起系統故障，降低機器效率，加速老化程度等后果。因此，為了解決液壓系統污染問題，就需要從固體顆粒入手。需要在運行過程中，減少固體顆粒的磨損、沉積以及堵塞等情況。磨損是冶金機械運行中最嚴重的問題，它會極大程度上影響閥芯的正常工作，進而對系統的運轉產生消極影響。

2.2 水的危害

液壓系統油中大部分水來自于潮濕的空氣和水循環冷卻工作環境。水污染液壓系統主要有以下幾個方面：首先，產生腐蝕現象，因為油含有金屬硫化物和氯化物當遇到空氣中的水分時會產生化學反應，并產生一定的酸性介質，將金屬表面組件腐蝕。二是油脂變質，油脂會發生氧化和乳化反應，添加劑也會受到一定的影響，生成沉淀物等膠質，同時為微生物的繁衍提供了良好的溫床，造成油液加速變質。三是油液中的水在低溫環境下極易發生結冰，進而堵塞元件的間隙[2]。

2.3 空氣的危害

空氣相對于水而言其預防工作更為困難。在液壓系統中，空氣會以兩種方式存在：一種是自由狀態；第二種為溶解狀態。溶解狀態的空氣通常不會影響系統運行。油液系統受到的危害主要來自于游離狀態的空氣，主要有以下影響：產生氣蝕、破壞元件表層，引起系統噪聲和振動；降低液壓體積彈性模量和剛度，導致系統響應差；產生一定的氣阻。液壓泵的工作環境本來是低壓狀態，但是溶解狀態的孔子會將其析出，造成氣阻。

3 液壓系統油液以及機械污染的控制策略

對于冶金液壓系統，使用壽命的長短與工作效率的高低受到污染的程度關系緊密。降低系統的污染程度是增強冶金液壓系統可靠性與使用壽命的關鍵途徑。液壓系統的污染可分為外部因素與內部因素兩種，而內部因素主要是指液壓系統在運行過程中的損耗，現階段只能依靠技術的改革創新，無法全部消除。

3.1 選擇合適的過濾器

對機械未來的正常運行具有重要意義。如果選擇的過濾器過于精確，就會浪費資源。濾波精度太低，會達不到正常效果，降低機器的使用壽命。良好的污染控制系統是保證機器正常運行以及穩定性強的基礎工作。大多數的冶金機械液壓系統使用的過濾器精度為20，對于電液伺服系統則是10。液壓系統在運行使用過程當中，過濾器精度通常比實際系統流量要大些。過濾器對于低于它額定值更小的流量，清楚效果會更佳。選擇合適的過濾器后，需要注意科學安裝設備。一般會將過濾器安裝在在吸油回路當中，以便在污染物進入泵之前更好地識別它們[3]。

3.2 液壓系統制造和安裝階段的污染控制

所使用的液壓系統當中，大多為電液伺服系統，利用不銹鋼無縫管進行傳輸，其最大的特點是鋼管之間可以不通過螺紋連接。在使用過程中需要注意定期將鋼管與彎頭放在硝酸和氫氟酸混合溶液中清洗，可以有效的去除污染。管道鋸割時不能使用砂輪，為的是盡量減少砂輪帶來的粉末。在不銹鋼管端需要打磨，去除原有毛刺，最好的焊接方法是采用氬弧焊，減少渣的產生。最后，在完成液壓油管拆除工作時，確保關節總是開著的。同時，應將堵頭堵塞到接頭的開口處，以避免液壓系統中的油損失，另一方面，它可以有效地減少污染物的進入[4]。

3.3 加強對液壓系統使用的維護與保養

首先，要控制新油注入過程所造成的污染。新油檢測后發現，總體污染水平低于NAS10水平，不能滿足電液伺服系統對污染物控制的要求。所以在新油加注之前，通過精細過濾三級過濾，可以讓新油的污染度大大降低，從而符合電液伺服系統的標準要求，可以減少在使用后對伺服閥的更換與清潔頻率，提升工作效率[5]。

離線、在線循環重新是較為重要的養護過程。離線循環沖洗時，電液伺服閥與其他液壓閥斷開，軟管與硬管直接連接，新油用泵過濾沖洗。通過橡膠錘敲擊接頭、焊縫等清除固體顆粒污染物。需要注意的是液壓油液的溫度不宜過高，一旦溫度超過標準值極易發生油液的氧化變質，加快金屬磨損的程度，機器也會有一定的老化，需要將冷熱軋機的溫度控制在55℃以下。最后液壓系統在提倡使用之后，需要定期更換執行元件的密封，例如軸端、活塞密封，可以大幅度減少外部的漏泄和雜質。定期清洗油箱，及時清除油箱內的污垢，更換過濾器和空氣過濾器，都是防止污染物進入系統油箱和備用油箱的有效方法。

4 結語

隨著我國冶金行業的不斷發展，對冶金機械的應用愈發廣泛，而液壓系統的污染與控制是阻礙其發展的關鍵問題。因此需要加強安裝與使用方面的監管，對控制污染物的產生和擴散，有效降低液壓系統污染的可能性，對于提高冶金液壓系統的工作穩定性，保證冶金機械設備的高效運行具有積極的意義。