論一種更環保節能的液壓系統沖洗方法
論文關鍵詞：本泵本油 液壓沖洗 過程控制 環保節能
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論文摘要：詳細介紹了寶鋼5000 mm寬厚板札機剪切線液壓系統“本泵本油箱”的沖洗和施工過程控制方法，并與傳統的“在線酸洗”方法對比，具有環保、節能的優勢。
0前言
筆者主要對寶鋼5000mm寬厚板軋機剪切線液壓系統“本泵本油箱”的沖洗和施工過程控制方法進行介紹。通過兩種液壓系統沖洗方法的特點對比，為液壓系統沖洗提供一種更節能、更環保的沖洗方法。
1“在線酸洗”與“本泵本油箱”沖洗方法對比以及優缺點
“在線酸洗”是傳統的液壓系統沖洗方法。目的是去除管道中的銹與氧化鐵皮。方法是將液壓管道安裝完畢后，不再拆除，而是將液壓管道與酸洗設備相連，形成沖洗回路，進行循環酸洗，除銹、除氧化鐵皮后，用沖洗油進行沖洗，“除去”管道中的異物、水和殘存的酸后，再用工作油進行沖洗。工藝比較成熟，缺點是對環境的污染較大，需要耗費大量的沖洗油，沖洗成本上升，并且很難將管道中的水和殘存的酸排干凈，從而會導致液壓油氧化速度增快以及液壓油膜變薄，元件磨損加劇，最終使液壓系統發生故障。
寶鋼5000mm寬厚板軋機剪切線液壓系統，采取“本泵本油箱”的新沖洗方法。目的是去除管道中的銹與氧化鐵皮;避免施工過程中產生氧化鐵皮，最大限度地降低油液中的含水率。方法是先將“素材管”進行酸洗、除銹，將其兩端用塑料布封住，防止再生銹，管道焊接時，在管道的一端始終通帶有一定壓力的氫氣，直到管道焊接完畢并達到常溫時才斷開氫氣，從而避免產生氧化鐵皮。缺點是該沖洗工藝在國內應用不多，優點是節約了大量的液壓沖洗油，大大改善了施工環境，減少了環境污染，液壓系統獲得理想的沖洗效果，縮短了施工工期，沖洗成本降低。
2寶鋼5000 mm寬厚板軋機剪切線液壓系統
寶鋼5000mm寬厚板軋機剪切線液壓系統主要包括三套液壓系統，均采用“本泵本油箱”的沖洗方法，沖洗精度需要達到NAS6級合格。
切頭剪液壓系統主要為切頭剪本體提供液壓動力，該系統為電液比例閥控制，系統P管壓力為14 MPa，該系統泵站設在MR08液壓站。雙邊剪與剖分剪液壓系統主要為雙邊剪與剖分剪本體、換刃裝置以及雙邊剪磁對中裝置提供液壓動力，該系統為電液比例閥與伺服閥控制，系統P管壓力為14 MPa，該系統泵站設在MR09液壓站。
定尺剪液壓系統主要為定尺剪本體及磁對中裝置提供液壓動力，該系統為電液比例閥控制。系統P管壓力為14MPa，該系統泵站設在MR10液壓站。
3“本泵本油箱”沖洗的液壓系統管道的施工過程控制
為保證液壓管道采用本泵本油箱沖洗的順利進行，必須加強液壓設備、管道安裝過程的控制，主要是保證設備、管道內的清潔度。根據管道的材質及供貨渠道采取不同的安裝方法。
3. 1國外供貨的碳鋼管道及不銹鋼管道，內壁非常干凈，并且都有專用的管帽，不需要酸洗，可以直接進行施工。
3.1.1在施工過程中，在對管道切割或焊接時，管道兩側的管口才能打開，完成后必須立即包扎好。
3. 1. 2管道切割采用機械切割的方法進行，對于大管徑不銹鋼管可采用等離子切割，切割完成后必須將熔渣、氧化皮、鐵屑和毛刺飛邊等清理干凈。
3. 1. 3管道采用氨氣保護焊，在焊接時管道內壁必須連續充氨氣，充氫氣時要保證管道焊接前先將管道內部的空氣全部置換成較高純度的氫氣，然后進行焊接，并且在管道焊接完成后焊縫完全冷卻后才能停止充氣，以保證管道內壁不被氧化。焊接完畢后，立即將管口包扎緊密，主要是防止潮濕的空氣進人管道加速氧化，保證管道內氫氣正壓和純度，提高管道內的清潔度和延緩管道內壁氧化。
3. 2對于國內供貨的管道在酸洗廠進行酸洗、鈍化、噴涂防銹油等處理，合格后再運到現場進行施工，施工工藝與國外供貨的管道相同。特別要注意的環節是合理、準確的控制酸洗的進度和運到現場的管子數量，以防止管道氧化銹蝕，以能保證現場的施工進度、不積壓為準。
4本泵、本油箱液壓系統的油沖洗
4. 1沖洗前的準備工作
4. 1. 1管道安裝完成后，要認真與系統圖核對，確認無誤后才可進行臨時管路連通作業，所有制作的臨時短接管路必須要經過酸洗及噴油防護，臨時管道連通完畢后，先用純凈的氮氣瓶組進行吹掃，將木板條纏上白布、再抹上粘結劑(如漿糊、白漆)，放在被吹掃管道的出口，目測5 min內木板白布上無雜物，為合格。
4. 1. 2在制作臨時連通管的同時，也要進行油箱清理工作，具體為:用白色面粉和面團清理油箱內的灰塵，直到新和的面團潔白無雜質為準。油箱清理好后，應對加人油箱內的油質進行化驗分析，如能達到精度要求就加注至油箱內，原油的洗精度一般不低于NAS10級為合格。加注油采用濾油小車從液壓站上面向油箱加注，加油到油箱的3/4位置。
4. 1. 3更換過濾器是油沖洗的關鍵節點，將回油過濾器的20u,濾芯更換成3 u臨時濾芯，將壓力油回路上的高壓濾芯更換為中壓的臨時濾芯，等沖洗完畢后將壓力油回路上的高壓濾芯更換成正式濾芯，而回油過濾器的臨時濾芯到系統聯試完畢后再更換為正式的濾芯。將系統中閥臺上的比例閥、伺服閥更換為沖洗板。
4. 1. 4沖洗前應確認已經關閉系統集中加油管線和集中廢油排油管線的總閥已經關閉。
4. 2液壓系統的沖洗過程
4. 2. 1液壓系統沖洗工藝
4. 2. 2考慮到機械的安裝進度及系統的大小，整個系統的沖洗一般分為兩步進行。首先將泵站到各個閥臺的主管路連成回路進行沖洗;第二步是等所有的主管路沖洗完成后，再對閥臺到各個液壓執行單元的管道連成回路進行沖洗，沖洗根據管道的管徑、回路長度、清潔度等進行分段、分部沖洗。
4.2.3沖洗前，先啟動循環泵，對油箱內的油進行循環加熱和過濾，油溫加至40一60℃時，開始啟動液壓高壓泵，啟動后應對沖洗流量進行評估，主管沖洗流速要大于6m/s。同時檢查油箱附件是否正常工作，如空氣濾清器是否堵塞，液位報警器的高低液位與循環泵、高壓泵的連鎖是否良好，溫控裝置的高溫報警與循環泵、高壓泵的連鎖是否良好;水冷卻器是否已經能正常使用。
4. 2. 4沖洗時整個系統的壓力為4一6MPa，剪切線液壓系統壓力泵均為恒壓變量柱塞泵。首先全松開主泵裝置上電磁溢流閥的調壓螺釘，用點動的方式確認電機的旋轉方向無誤，調節電磁溢流閥使系統壓力表達到溢流閥的設定值，鎖定溢流閥，然后調節泵使系統壓力表達到系統的沖洗壓力4~6 MPa ,鎖定泵，此時調節電液換向閥，得電沖洗，失電系統保壓。為滿足沖洗流量速度大于6m/s,需要同時開啟幾臺壓力泵進行沖洗。
4. 3沖洗時要注意的事項
4. 3. 1沖洗作業要有專人負責，沖洗作業要連續進行，要求施工人員必須做好沖洗記錄，一旦發現異常情況，應停泵處理。使用在線污染度檢測儀檢測各支回路的清潔度和流量，當發現流量不能滿足沖洗要求，通過關閉其它支路閥門，集中沖洗或增加壓力泵的臺數的方法來滿足流量要求。沖洗的流速、流量與管徑對照如表1所示:
4. 3. 2隨時檢測過濾器前、后壓差，壓差超過規定值時說明過濾器堵塞，可清洗或更換濾芯。4.3.3取樣要有專人負責，取樣方法及步驟必須按有關規定進行，沖洗開始后2一4h可取樣一次，以后可根據取樣判定結果，再決定取樣的間隔時間。油清潔度的檢驗可利用外方在線污染度檢測儀在線檢測。對高壓泵出口、最遠端閥臺、回線過濾器前三個部位的測壓接頭處進行檢驗。以三個部位全部合格為沖洗合格的標準。
4. 3. 4油溫加至40一60℃，主要是兩個作用:一是降低油的勃度，易于在管道沖洗時產生紊流;二是因溫差使管道產生熱脹冷縮，使附在管道內壁的焊渣、氧化皮等脫落。紊流對管道的沖洗效果有比較重要的影響，判斷是否紊流，根據流體的臨界雷諾數來判斷，當流動液體的雷諾數低于臨界雷諾數時，流動狀態為層流，反之流動液體的狀態為紊流。光滑的金屬圓管道的臨界雷諾數為2000~2300，雷諾數計算公式為:
Re=vd/y
式中Re—為雷諾數
v—管道中流體的平均流速
d—為管道直徑
y—液體的運動勃度
當vd一定時，降低運動勃度y，會使雷諾數增大，使流動液體的狀態達到紊流狀態。
5小結
5. 1本泵、本油箱沖洗的特點以及適用條件
5.1.1因使用正式的壓力泵作為油沖洗的動力，壓力泵主要提供高壓的介質，但流量比較小，不易產生紊流。
5. 1. 2液壓管路中壓力管路管徑相對于回油管路的管徑比較小，需要在回油管路上安裝臨時的調節閥門，來保證沖洗回路的壓力和流量。
5. 2. 3采用本泵、本油箱的沖洗方法，對管道及設備的施工過程要求比較高，保證管道內壁非常清潔。
5. 2. 4不適用施工周期很長、比較大的液壓系統。
5. 3本泵、本油箱沖洗的優點
5. 3. 1縮短了從施工到試車的周期，節省了工程建設以及液壓系統的調試時間，從而降低了工程建設成本。
5. 3. 2大大減少了二次酸洗物質和油的污染，直接使用正式的液壓油進行沖洗，沖洗完畢后，不需要更換油，在節能減排和保護環境方面，具有較廣泛的應用價值。
5. 3. 3與循環在線酸洗油沖洗的方法相比，減少了酸洗、中和等工序，不需要專用的循環酸洗泵和油沖洗泵，降低了工程建設成本。
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