船舶液壓管路施工與串洗工藝

徐方雄 趙東升

摘? ? 要：液壓系統是船舶與海洋工程裝備中不可或缺的重要系統之一。本文重點介紹了液壓系統的施工與投油清洗等工藝要領，以防止在設計或施工過程中出現不必要的錯誤，同時也降低在調試過程中出現因液壓系統引起的設備故障，進一步提高施工質量，希望本文能為船舶液壓系統的施工及沖洗工藝的改進和發展提供一定的借鑒。

關鍵詞：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? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：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

液壓系統由下列五個部分組成：動力元件;執行元件;控制元件;輔助元件;液壓油。

隨著工業技術的發展，液壓系統在各行各業都得到了廣泛的應用，船海工程領域也不例外，并且在這個領域具有舉足輕重的地位。但是，由于液壓系統的制造、安裝、串洗方法和串洗流程等方面，均會影響到設備的正常運行和調試，嚴格執行的液壓管路施工與串洗工藝，可以有效保證液壓系統的正常運行。

2? ? 液壓系統的施工要求

2.1? 管路的切割

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

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

（3）管路切割后，其切口應去除切屑和毛刺;

（4）被清除的表面區域應無銹蝕和雜質，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，應小于0.5 mm;

（6）切割后的管段需逐根檢驗，然后轉入下一道工序。

2.2? ?管路的彎曲

（1）盡可能在防水、防潮、防油、防塵的環境條件下彎曲管路;

（2）只能使用冷彎曲機械進行彎管;

（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）彎管應從距管路一端大于1.5倍管路外徑處開始彎曲，或根據彎管機設備要求進行;

（5）管路的彎曲應該圓順，不允許出現鋸齒型、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，以防污染物進入液壓系統;管路制作完成后，要用管帽或膠帶對液壓管口進行封堵，以盡可能的避免風帶入微小的污染物;管路連接前，必須確保連接管和連接口表面清潔。

2.4? ?排氣點的設置

液壓管路布置時需注意方便后期調試及油清洗，應在管路高點設置透氣點，在管路低點或形成U型彎的位置設置泄放點，且泄放點的位置應方便操作，以便于后期串洗。

2.5? ?軟管的安裝

液壓管路連接設備部分應設置可拆卸零件或采用軟管連接，以方便設備檢修及管路清洗;使用軟管時不允許扭曲，避免安裝過程產生應力;直線安裝軟管時，應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，通常采用雷諾數Re=4 000時的流速進行串洗，即串洗時油液剛好達到紊流時的流速。但實際情況下，此流速很難滿足實際系統的運行要求。例如，當雷諾數Re=4 000時，通徑DN25串洗流量僅需190 L/min、流速僅為1.7 m/s。根據一些特殊設備的系統設計要求，液壓排出管路流速應不低于2.5 m/s，當串洗流速低于工作流速時，易造成串洗過程中部分未被串洗油液帶出的顆粒在系統運行時被帶出，從而對系統造成損害。

在液壓系統設計時，壓力管路流速通常均不超過5 m/s，以減少系統運行時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的清潔度，減少系統后期的運行風險和維護成本。

在采用高流速串洗時，應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，根據計算需要串洗流量5800 L/min，即大流量串洗機才能完成，但目前國內尚較少有廠家具備這種大口徑、大流量串洗設備（見圖1）。

4? ? 液壓管路的串洗方法

管路清洗是液壓系統施工的關鍵性工作。液壓系統的潔凈度，直接與液壓系統后期的安全運行相關：液壓油中雜質顆粒易在高壓高速的液壓流體帶動下，對精密液壓元器件及動力泵造成傷害，產生安全隱患，影響系統使用壽命。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? ?常規液壓管路跨接串洗方法

常規液壓管路串洗時，應盡量串聯相同口徑的管路，減少不同口徑管路的串聯。若小口徑管路與大口徑管路串聯串洗時，流量應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至要求（見圖2）;跨接管路時應避免發生并聯，采用串聯串洗的方式可有效減少并聯支路間雜質顆粒隨串洗油液回流造成的二次污染;若必須采用并聯串洗，應在制定跨接方案時根據實際管路布置情況，確認主路及支路串洗的先后順序，并在串洗完成后同時對主路和支路再進行一次沖洗。

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，串洗流量太小、背壓太大，串洗機無法正常工作;串洗液壓控制管，應采用多條控制管路并聯，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，易發生串洗油液僅在背壓較小的控制管路流動，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）敲擊所有連接點以便去除所有殘渣，尤其是焊渣;

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

（4）對于不銹鋼管，使用干燥的空氣吹掃直到無殘渣為止。

5.2? ?除油方法

使用除油劑在管線中循環2～3小時，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，除去鐵氧化物或氧化皮;然后用淡水沖洗整個系統直到沖洗水為中性（達到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，循環沖洗1～2小時，直到PH=3.5～4為止，使用0.5%的硝酸鈉溶液，循環清洗不少于2小時，直到PH=8～8.5為止;在該工藝結束后，用干燥的空氣吹掃除去所有液體。

5.5? ?油清洗方法

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

注意：管線清潔程度至少要達到的標準為NAS class7，或根據供貨商對液壓系統推薦的NAS等級，需在液壓系統記錄粒度值。

5.6? ?油液取樣方法

應采用一次性取樣瓶，以保證取樣瓶的潔凈度，取樣后應做密封避免二次污染。

應盡量在油液中段進行取樣，并準確記錄取樣位置、取樣時間等信息。

雷諾數最少應為Re=4 000，以保證流體在管線中的紊流;管線清潔程度要達到的標準為NAS class 7，或根據供貨商對液壓系統推薦的NAS等級，記錄液壓系統的粒度值。

5.7? ?檢查方法

現場進行檢查，以確保所有管線就位、密封、以及適當的防護和支撐。

5.8? ?吹洗方法

在完成清洗操作的基礎上，管線應使用氮氣進行吹干除油，并立即裝滿系統液壓油;如果液壓油不能立即填滿，管線不應該被吹掃干，而應適當地密封防止水的進入。

6? ? 液壓管路的壓力測試

所有管路系統在船上安裝清洗完畢，并經設備供應商確認后，按照船級社要求利用外接試壓油泵對系統進油管、回油管做壓力測試，試驗壓力為設計壓力的1.25倍（但不需超過7 MPa）。

不必對設備廠家提供的元件進行壓力測試，因為這些元件已經過測試和認可;液壓高壓泵不能用于壓力測試，除非獲得了設備廠家書面許可。

在液壓管路試驗完成交付、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? ? ?結論

本文通過作者自身參與項目中積累的經驗，提出了液壓系統在制作、安裝、串洗方法和串洗流程等過程中，要嚴格按照工序執行，每一步做到精益求精，以避免在后期的調試過程中出現不必要問題，從而保證設備的正常運行，同時也希望能為同行業者提供借鑒。

參考文獻

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