機(jī)械液壓閥的損壞原因分析

1、焦?fàn)t機(jī)械液壓閥損壞分析史少云（濟(jì)鋼總公司焦化廠250101）摘要本文主要針對(duì)使用水乙二醇抗燃液壓液的焦?fàn)t機(jī)械液壓系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，特別是換向閥大面積損壞的原因進(jìn)行了詳盡的分析，并提出了切實(shí)可行的解決方案。關(guān)鍵詞換向閥水乙二醇液壓系統(tǒng)加煤車1、前言濟(jì)鋼總公司焦化廠5焦?fàn)t于2001年12月28日順利投產(chǎn)，其配套的推焦機(jī)、攔焦機(jī)和加煤車自動(dòng)化程度較高，PLC及液壓技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用?？紤]到焦?fàn)t生產(chǎn)高溫、明火多的實(shí)際情況，三大機(jī)車液壓系統(tǒng)用油采用了某公司生產(chǎn)的水乙二醇抗燃液壓液。三大機(jī)車液壓系統(tǒng)運(yùn)行已近一年，在基本滿足正常生產(chǎn)的條件下，也出現(xiàn)了一些問題，特別是系統(tǒng)運(yùn)行四個(gè)多月后，裝煤車液壓系統(tǒng)

2、出現(xiàn)了換向閥大面積損壞的現(xiàn)象，攔焦機(jī)和推焦機(jī)換向閥也出現(xiàn)了程度不同的損壞，給生產(chǎn)造成了很大的被動(dòng)。2、機(jī)車液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介三大機(jī)車液壓系統(tǒng)主要控制閥件皆采用了德國(guó)力士樂公司的迭加式閥，此類閥具有結(jié)構(gòu)緊湊、通流面積大、體積小等優(yōu)點(diǎn)；液壓裝置采用泵站和閥站分開的形式，之間為管路連接，整個(gè)液壓系統(tǒng)安裝于控制室內(nèi)，油箱中部設(shè)有進(jìn)出口隔板，出口處放有磁鐵，油箱上部設(shè)有空氣濾清器，且可以從此處注油。閥站是整個(gè)液壓裝置中控制執(zhí)行部份，全部控制閥采用板式連接并設(shè)置在數(shù)個(gè)集成塊上。系統(tǒng)正常工作壓力為7Mpa，最高工作壓力為10.5Mpa，油泵采用上海立新產(chǎn)葉片泵，工作制式為斷續(xù)工作制，工作頻繁較高。油箱的工作溫度一

3、般在1055之間，事故狀態(tài)時(shí)可接近或超過60。系統(tǒng)的基本工作單元為換向閥、液控單向閥、單向節(jié)流閥的組合，下圖所示為加煤車工作原理簡(jiǎn)圖：3、故障的發(fā)生及處理過程2002年6月份，即焦?fàn)t投產(chǎn)約半年左右，裝煤車液壓系統(tǒng)壓力已降至5Mpa以下，大大低于系統(tǒng)的規(guī)定工作壓力7Mpa，此壓力已無(wú)法滿足正常生產(chǎn)要求。當(dāng)時(shí)經(jīng)過技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)分析、判斷，認(rèn)為可能有兩種原因：閥塊油路擊穿造成高低壓力腔相通或換向閥大面積損壞串油嚴(yán)重，進(jìn)而壓力下降。此兩種情況發(fā)生的概率都比較低，因?yàn)榻?jīng)過嚴(yán)格的工藝程序制成的閥塊不太可能發(fā)生擊穿的現(xiàn)象，而只使用了6個(gè)月的換向閥發(fā)生嚴(yán)重內(nèi)泄又似乎沒有道理。后來(lái)，技術(shù)人員拆下?lián)Q向閥，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)

4、檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)裝煤車12個(gè)10通徑Y(jié)型換向閥中有10個(gè)中位沒法保壓，即P、A、B、T腔全部相通，同時(shí)發(fā)現(xiàn)閥套嚴(yán)重磨損，閥芯、閥套間間隙很大，導(dǎo)致油液串腔。用國(guó)產(chǎn)換向閥替代后，系統(tǒng)恢復(fù)了正常的工作壓力。7月份，推焦機(jī)、攔焦機(jī)又發(fā)生換向閥批量損壞現(xiàn)象，有多臺(tái)16通徑電液換向閥失效，嚴(yán)重地影響了液壓系統(tǒng)的正常工作。4、原因分析4.1 閥損壞原因分析經(jīng)過認(rèn)真分析，認(rèn)為造成換向閥失效的主要原因是油液的品質(zhì)發(fā)生了嚴(yán)重的劣化，具體如下：（1）水乙二醇中混入了過量的液壓油，導(dǎo)致油液的酸堿度發(fā)生變化，不利于閥的正常工作：根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，水乙二醇中若混入了5%以上的液壓油，將導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。由于三大機(jī)車液壓系統(tǒng)在液壓站

5、調(diào)試及管道沖洗過程中都使用了液壓油，換裝水乙二醇前又沒有經(jīng)過沖洗，因此系統(tǒng)內(nèi)必然存有大量液壓油，液壓油在局部的比例將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于5%，這是造成閥損壞的一個(gè)非常重要的原因。我們?cè)诓鹄嬮y件時(shí)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁粘有大量暗黃色粘稠狀物質(zhì)，疑為水乙二醇和礦物油混合后的反應(yīng)物，同時(shí)我們按不同比例（5%和10%）將礦物油混入水乙二醇中，可以看出其外觀發(fā)生明顯變化，而且混入越多，變化越厲害。（2）工作油液的清潔度達(dá)不到要求：由于工作環(huán)境煙塵較多，液壓室密封又不好，大量的煙塵通過空氣濾清器及管道泄漏處進(jìn)入了油液中。由于煙塵成分復(fù)雜，不但改變了閥的工作環(huán)境，加大了閥件的磨損，而且煙塵的進(jìn)入也加快了油液的劣化的速度。我們?cè)谌齻€(gè)

6、月后換新油時(shí)，發(fā)現(xiàn)油箱內(nèi)壁有大量“煤泥”，6個(gè)月后閥損壞時(shí)對(duì)油品進(jìn)行了檢測(cè)，以下是檢測(cè)主要數(shù)據(jù)：測(cè)試項(xiàng)目合格范圍實(shí)測(cè)數(shù)值外觀紅色透明液體紅色混濁液體運(yùn)動(dòng)粘度mm2/s 40385039.80礦物油含量無(wú)2.4PH值8108.5機(jī)械雜質(zhì)無(wú)0.06清潔度不高于8級(jí)12級(jí)從上表可以看出，雖然經(jīng)過了換油，但系統(tǒng)內(nèi)仍含有約2.4%的礦物油，同時(shí)系統(tǒng)的清潔度已達(dá)到了12級(jí)，已無(wú)法滿足閥正常工作的要求。（3）水乙二醇的特性決定了其潤(rùn)滑性等指標(biāo)不如一般的抗磨液壓油，而該牌號(hào)水乙二醇的抗磨性又較差，這也是造成閥損壞的一個(gè)重要原因。（4）系統(tǒng)的工作溫度過高：由于工作頻繁，油箱容積及液壓室空間都較小，不利于散熱，加

7、上環(huán)境溫度過高，因此造成整個(gè)系統(tǒng)工作過高，5月份時(shí)油溫即可達(dá)到55左右，加快了油液的老化速度。4.2 處理辦法（1）將原油放掉，徹底清洗油箱后，用高精度濾油機(jī)加入新的水乙二醇，以確保系統(tǒng)內(nèi)礦物油含量低于規(guī)定值；后來(lái)注油時(shí)又換用了抗磨性能良好的江蘇宜興產(chǎn)JDP-815型水乙二醇，效果良好。（2）用油泥將液壓站內(nèi)所有漏洞堵住，保證液壓室密封良好，同時(shí)將系統(tǒng)內(nèi)所有泄漏點(diǎn)處理好，以確保煙塵不能進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)。（3）由于系統(tǒng)的清潔度達(dá)不到要求，因此在原有回油過濾的基礎(chǔ)上（過濾精度NAS11級(jí)左右），增設(shè)高精度旁路過濾器，工作一段時(shí)間后清潔度可達(dá)到NAS9級(jí)左右，以滿足系統(tǒng)正常工作需要。（4）將靠近爐頂?shù)母饕簤汗艿兰肮ぷ饔透子檬蘩K纏繞進(jìn)行保溫，同時(shí)在液壓室內(nèi)加裝工業(yè)空調(diào)進(jìn)行強(qiáng)制降溫。5、結(jié)論采用水乙二醇抗燃液壓液作為工作介質(zhì)的焦?fàn)t機(jī)械液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題是非常多