飽和蒸汽清洗與海綿球清洗技術在液壓管路 清洗中的應用與研究

劉彥希

（中國鐵建重工集團股份有限公司，湖南 長沙 410100）

前言

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

1 常用清洗技術

1.1 海綿球射流清洗技術介紹

海綿球射流清洗原理就是在一定壓力的介質氣體推動下，海綿球以一定的速度在管道內勻速前進，不斷地對管內壁進行摩擦、刮削，從而達到除去各種污垢的目的。海綿球射流清洗是由成套設備和多項技術組成，主要包括收發系統、動力源等。整個清洗過程通過能力強、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、環保、高效的清洗技術，日益受到人們的青睞，并被廣泛應用到工程機械和石油化工等領域。

1.2 飽和蒸汽清洗工藝介紹

飽和蒸汽清洗時利用飽和蒸汽的高溫及外加壓力對工件表面的油膜、油漬進行清洗的過程。可以有效地降解一些頑固的污漬，同時能夠清洗任何細小的間隙、孔隙間的臟污和油污，剝離并去除油漬和殘留物，清洗完后不會留在被清洗的表面上，又由于高溫飽和蒸汽是藍色的干燥氣體，這樣被清洗的表面始終是干燥的。從而達到高效、節水、清潔、干燥的要求[1]。

1.3 液壓管件的海綿球射流清洗技術與飽和蒸汽清洗相結合

由于工程機械液壓管路在制造過程中，其內部積存大量的鐵削、殘渣及高溫氧化物等的污垢。而作為液壓系統的介質輸送管道，液壓油對水分和機械雜質含量有著嚴苛的要求。若采用常規吹掃（如壓縮空氣吹掃、純水吹掃等）很難達到管路的清潔度要求。為了提高質量、控制成本、提高清洗效率等因素的考慮，結合現場實際情況，海綿球射流清洗和飽和蒸汽清洗相結合的方法可以達到良好的效果[2]。

2 作業條件及背景

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合的現場應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，端頭有兩個管接頭，兩種管線的設計壓力為35 MPa，設計溫度為45 ℃。

2.2 現場照片

圖1 飽和蒸汽軟管清洗機

2.3 動力源選擇

動力源（推動介質）是保證飽和蒸汽清洗技術和海綿球射流清洗技術順利運行的關鍵，根據管線輸送介質和現場環境確定。

飽和蒸汽清洗技術采用蒸汽發生器作為動力源。

飽和蒸汽量：150 kg/h；

蒸汽發生器數量：3個；

蒸汽發生器罐容量：15 L/個；

發生器工作壓力：1.0±0.2 MPa；

蒸汽溫度：180±5 ℃。

2.4 前期準備

飽和蒸汽清洗和海綿球射流清洗技術現場應用必須提前確定管道條件，尤其是管道施工情況和彎頭規格，這決定蒸汽是否順利通過管道和通球是否順利和球體規格的選擇。在開展飽和蒸汽清洗和海綿球射流清洗技術之前進行準備檢查，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措施提供依據[3]。

2.5 工藝流程

根據現場實際的管路情況，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，經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，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、發球裝置→發射煤油或清洗劑浸泡過的海綿球→發射干燥的海綿球。

2.6 現場施工

2.6.1 設備安裝

通過分析現場環境和管路的實際情況，確定清洗機系統由清洗機框架及室體，飽和蒸汽發生系統，正壓清洗系統，負壓系統及回收冷凝，噴淋及過濾系統，電控系統，液壓轉料車，其他輔助系統等組成。設備采用先進的飽和蒸汽作為主要清洗介質，結合環保型清洗鈍化液的除油、防銹能力，從而使膠管及接頭達到超潔凈狀態，滿足裝配前的清洗工藝要求。海綿球射流清洗安裝收、發球裝置，發球裝置需要增加氣動三聯件保證潔凈的空氣，接收裝置成密封狀態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

設備經過調試后，管路首先經過進行飽和蒸汽清洗，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氣端的夾持裝置上、另一端放在帶有負壓裝置的排氣口，將蒸汽壓力調到1 MPa 溫度調到180 ℃，長度過長的管路進行盤成盤狀，保持水平防止內部冷凝后積水，在進行管路清洗時進氣端和出氣端應同時開啟增加氣體的流動性同時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量控制記錄表

2.6.3 發射清掃海綿球

發射清掃海綿球目的是除去管道壁上的堅硬污物。將干凈的海綿球放入清洗管路中，將發射槍對中清洗的管路打開壓縮空氣閥門按動發射裝置的發射按鈕，同時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。重復操作若干次，當海綿球顏色無大的變化時，清掃結束。

下表為現場記錄的每次發射時間、發射瞬間壓力、接收時間、發射次數等，型號為海綿球，直徑為DN150 mm。

表2 棉球清洗過程質量控制記錄表

2.7 組織驗收

在管路清洗結束并自檢合格后進行檢查驗收，確定管路無殘渣、外部物質、切削等；同時管路內壁光滑無明水，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比

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

2.8 清洗評價

對清洗的管路進行定量分析數據對比管路內的顆粒含量、水分含量、密度以及顏色與新的液壓油油樣分析一致，管路的油品性質基本沒有發生變化[3]，滿足工程機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合的物理清洗方法便可達到完全清除本分，實現管路內壁較高清潔度，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、節約成本。

表3 管路的油液檢測

3 結論

由于工程機械對管路的清潔度要求比較高，尤其是管路在通油一段時間后仍然要滿足各項指標，傳統單獨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相結合，通過飽和蒸汽壓力吹掃和海綿球的機械吹掃管內的雜質、水分清除出來，優點是原理簡單，結構簡單、易操作清洗效果明顯，特別是管內的油污和水分可以完全清除，適用于工程機械清潔度要求比較高的液壓系統[2]。雖然飽和蒸汽設備在前期投入成本比較高，但是對比在后期的清潔度處理和清洗效率上具有無法超越的優勢。