分析鋼鐵冶金液壓裝置故障的診斷與監測

李明遠

摘要：在社會快速發展的影響下，帶動了我國各個行業領域的進步。冶金液壓裝置具有高壓、功率大、結構復雜、精度高、可靠性高、安全性要求高，以及元件價格昂貴.針對液壓設備的特點，采用精密點檢與精密診斷、計算機輔助測試、在線監測、計算機仿真與智能診斷等故障診斷與監測手段，能夠有效地預防設備突發性故障，從而使液壓故障診斷與監測工作取得良好的技術經濟效益。

關鍵詞：液壓裝置;故障診斷與監測;鋼鐵冶金

引言

液壓系統是冶金設備的重要組成部分，相比電控、氣控，液壓控制有著其自身的優勢。因為用油液作為工作介質，能把由于功率的損耗而產生的熱量帶走，易于實現無級調速，具有自身潤滑等優點，也有容易漏油、不易維修等缺點。熱軋、冷軋、高爐、鋼包精煉爐等冶金設備上都使用了液壓技術。我國液壓技術的發展既有歷史的原因，也有自身的機遇。1977年當時德國的曼內斯曼力士樂公司進入我國就是武鋼1.7m軋機項目，這就是為什么國內冶金行業主流液壓產品幾乎都是力士樂系列的主要原因。改革開放以后，隨著我國經濟的快速發展，冶金行業發展迅猛，國內幾個大的液壓公司在國家政策的支持下，引進了德國曼內斯曼力士樂（現已改為博世力士樂）的液壓技術，使得國內液壓技術快速發展。其中，液壓缸作為液壓系統的執行元件，也經歷了一個快速發展的過程。

1冶金設備液壓系統基本特點

1.1壓力高、流量大和功率大

這是現代化冶金設備液壓系統的發展趨勢，系統壓力等級和泵、馬達轉速高，可以增加能量傳輸密度，降低傳動系統重量功率比。

1.2控制系統復雜、精度高

冶金設備中主要的液壓控制系統普遍采用了電液比例閥和伺服閥，響應快、動作平穩、位置精度高，裝置的技術內容十分豐富與復雜。

1.3可靠性要求高

這是由現代化冶金生產的連續性與協同性決定的，液壓系統復雜精密，許多故障都將導致停機和損失。

2冶金設備液壓系統的常見故障分析

2.1溫度過高

由于受到液壓系統內泄、冷卻器堵塞以及摩擦損失等因素的影響，使得液壓系統中的零部件受熱而發生膨脹現象，無形之中加大了相對零件之間原有的距離，造成摩擦阻力增加，機械磨損加劇，縮短了冶金設備液壓系統的使用壽命。

2.2元件價格昂貴

系統普遍采用REXROTH、BOSCH、VICKERS、MOOG及HYDAC等名牌公司的元件，造價昂貴.伺服閥和主液壓泵每臺人民幣10多萬元，比例閥每臺數萬元，一般液壓元件每臺數千元.由于從國外引進，采購周期長，故流動資金占用量大.精心維護設備，盡量延長液壓元件使用壽命，是降低維修成本的重要途徑，在這方面是大有文章可作的。

3冶金設備液壓系統維護與保養策略

3.1控制液壓系統內部污染源

（1）系統安裝前的沖洗工作。冶金設備液壓系統在安裝前必須進行沖洗，在沖洗時應遵循以下原則：首先將鈍化液、酸洗液以及中和液按照一定的比例充分混合均勻;其次挑選流量較大的沖洗裝置;最后操縱各個元件的動作，使污染物從管道內以絮流的方式流出。沖洗工作完成后，工作人員需在熱態環境下將沖洗液及時排掉，并隨機取出一定量的污染物，進行檢測。（2）液壓元件及液壓油的管理工作。在液壓元件的選擇中，絕對不能為了貪圖便宜而從一些沒有任何資格證書的廠家處購買，而應從具有資質的生產廠家處購買，特別是一些過濾器、濾芯等產品，還應注意生產廠家在污染控制方面是否做得到位，不得挑選已被污染的元件。配件運輸中，相關人員應做好油口的密封工作，以免空氣等混入其中，造成配件污染等不良現象的發生。工作人員在進行油液采購時，必須對油液進行隨機取樣檢驗，待各項參數指標均符合要求后才能將其注入到儲油罐中，油液的保管必須使用專門的容器，而且要注意密封保存，以免油液氧化變質。油液未使用前，工作人員都應定期對其進行檢查，觀察油液封存效果，是否超過保質期，嚴禁使用過期或者劣質油液。此外，油液使用前必須由加油小車進行過濾，完成后可將其加入到液壓系統中，確保設備的安全運行。

3.2利用生產設備所設的在線監測系統

在設備中，設立了工藝與設備在線監測系統，液壓人員應深入了解這個系統，尤其要弄清其中與液壓系統有關的部分.在此基礎之上，將其應用于日常的故障診斷與監測工作中。例如，可通過察看電爐電極電流波動情況的顯示判斷電極控制液壓系統的狀況;可通過察看中間包液面波動值的顯示與紀錄判斷滑動水口液壓控制系統的狀況;可通過察看連鑄機液壓振動波形滯后情況的顯示判斷振動臺液壓系統的狀況;可通過察看AGC缸壓力上升曲線的顯示與紀錄判斷相關液壓控制系統的狀況。

3.3嚴格控制外部污染物的入侵

為了避免外漏的液壓油發生回流現象，可采取設置防塵裝置的方式進行有效處理，防塵裝置通常安裝在活塞桿與油箱通氣孔部位。若系統發生故障需要拆解處理時，對于不能立即裝復的原件要做好防護措施，以免原件污染。拆卸液壓管路時，需將內部的雜物進行徹底清理。重新更換的新鋼管應采取酸洗或者噴砂的方式清潔管內污垢后再放入到系統中。液壓元件如必須拆卸，應做好清潔工作，將零件吹洗晾干后置于干凈的地方，使用毛刷對零件進行擦洗，但不能使用棉紗類材質對零件進行拆洗，因為棉紗容易發生掉落，容易造成油道堵塞現象的發生。清洗時可使用柴油或者汽油，但橡膠密封件只能用柴油進行清洗，以免造成橡膠件老化變質。此外，還應將液壓系統表面的塵土以及油污進行定期清理，及時更換濾油器濾芯，做好油箱的排污工作。

3.4精密診斷技術

又稱為客觀診斷法。它是在簡易診斷的基礎上，對液壓系統的壓力、流量、溫度、噪聲、振動、油液的清潔度、泄漏、執行元件的運行速度、力矩等數據，借助于各種儀器顯示或計算機運算得出判斷結果，對有疑問的異常現象，進行定量分析，從而找出故障原因或預防故障的發生。現在，在大型冶金企業的冶金設備液壓系統上，其關鍵部位和元件，裝有各種監測儀器（如壓力、流量、溫度、速度、位移、液位等傳感器）。在生產過程中，如果系統某處發生異常現象時，監測儀器均可實測到該處的技術狀況，并可在計算機屏幕上顯示。

3.5液壓缸注油和排氣

液壓缸安裝完以后，由于空氣是可壓縮的，殘留在液壓缸中的空氣可能影響液壓缸的運行，液壓缸的工作介質必須注滿直至溢出。這項工作必須由有資格或者有經驗的人員進行操作。在液壓缸尚未加壓的時候，打開活塞桿腔的排氣塞，如果有一個微型測壓軟管，可以將測壓軟管連接到排氣接頭上進行排氣。調整液壓系統，使得液壓系統保持在5bar（0.5MPa）左右，啟動液壓系統，調整液壓閥組，使得液壓缸活塞桿緩慢縮回（壓力作用在活塞桿腔），活塞桿腔就充滿了液壓油。如果腔內有空氣，會通過排氣接頭被排除。經過一次以后，驅除出來的將不是空氣而是泡沫狀的液壓油，沒有空氣后液壓油不再起泡。對液壓缸的活塞桿一端進行排氣操作以后，另一端也需要進行相應的排氣操作。最終，完成液壓缸的排氣操作。

結語

鋼鐵冶金液壓系統龐大、復雜、精密、價格高、功率大、運行環境惡劣、使用維護條件苛刻、安全性和可靠性要求高。冶金液壓系統故障診斷與狀態監測的策略主要是精密點檢與精密診斷、充分利用液壓實驗臺、利用生產設備的在線監測系統、計算機仿真、智能診斷等。

參考文獻

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