液壓系統(tǒng)長大管路的清洗
液壓系統(tǒng)因其具有傳動平穩(wěn)、傳動噪聲低、輸出功率大、易實現(xiàn)換向控制等優(yōu)點而被廣泛采用。在某些領(lǐng)域，液壓系統(tǒng)發(fā)揮著無法替代的作用，液壓系統(tǒng)的正常運行在維持正常生產(chǎn)中起著重要的作用。
但是，在實際應(yīng)用中，液壓油污染問題幾乎在所有的液壓系統(tǒng)中都有發(fā)生，在制造、裝配以及使用過程中，污染物容易進(jìn)入系統(tǒng)，由于清洗或處理不當(dāng)會使液壓油機(jī)械雜質(zhì)含量過高，從而使液壓油劣化，進(jìn)而導(dǎo)致安裝完畢的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)各種各樣的故障，不能正常工作。特別是對精密度要求較高的液壓比例和伺服控制系統(tǒng)中，液壓油污染控制顯得更為重要。
1、管組焊接及酸洗鈍化處理
在管路安裝施工前需對管道進(jìn)行酸洗處理，清除氧化物和雜質(zhì)。
1.1管道酸洗方法
管道酸洗方法目前在施工中均采用槽式酸洗法和管內(nèi)循環(huán)酸洗法兩種。
(1)槽式酸洗法。將安裝好的管路拆下來，分解后放入酸洗槽內(nèi)浸泡，處理合格后再將其進(jìn)行二次安裝。此方法適合管徑較大的短管、直管，易拆卸、管路施工量小的場合，如泵站、閥站等液壓裝置內(nèi)的配管及現(xiàn)場配管量小的液壓系統(tǒng)，均可采用槽式酸洗法。
(2)管內(nèi)循環(huán)酸洗法。在安裝好的液壓管路中將液壓元器件斷開或拆除，用軟管、接管、沖洗蓋板聯(lián)接，構(gòu)成沖洗回路。用酸泵將酸液打入回路中進(jìn)行循環(huán)酸洗。該酸洗方法是近年來較好的施工技術(shù)，具有酸洗速度快、效果好、工序簡單、操作方便，減少了對人體及環(huán)境的污染，降低了勞動強(qiáng)度，縮短了管路安裝工期，解決了長管路及復(fù)雜管路酸洗難的問題，并避免了槽式酸洗易發(fā)生裝配時的二次污染問題，已在大型液壓系統(tǒng)管路施工中得到廣泛應(yīng)用。
1.2酸洗工藝流程
槽式酸洗工藝流程：脫脂--水洗-酸洗--水洗--二次酸洗--中和--鈍化--水洗--快速干燥--封管口。
循環(huán)酸洗工藝流程：試漏--脫脂--氣頂--水洗--酸洗--中和--鈍化--水洗--干燥--涂油。
2、管路循環(huán)沖洗
管路用油進(jìn)行循環(huán)沖洗，是管路施工中又一重要環(huán)節(jié)。管路循環(huán)沖洗必須在管路酸洗和二次安裝完畢后的較短時間內(nèi)進(jìn)行。其目的是為了清除管內(nèi)在酸洗及安裝過程中以及液壓元件在制造過程中遺落的機(jī)械雜質(zhì)或其他微粒，達(dá)到液壓系統(tǒng)正常運行時所需要的清潔度，保證主機(jī)設(shè)備的可靠運行，延長系統(tǒng)中液壓元件的使用壽命。
2.1循環(huán)沖洗方法
沖洗方式較常見的主要有(泵)站內(nèi)循環(huán)沖洗，(泵)站外循環(huán)沖洗，管線外循環(huán)沖洗等。
站內(nèi)循環(huán)沖洗：指對液壓泵站內(nèi)的管路進(jìn)行的循環(huán)沖洗，此項工作一般在制造廠進(jìn)行，不用在施工現(xiàn)場進(jìn)行。
站外循環(huán)沖洗：指對液壓泵站到執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的管線進(jìn)行的循環(huán)沖洗。
線外循環(huán)沖洗：指對液壓系統(tǒng)的某些管路或集成塊，拿到另一處組成回路，進(jìn)行循環(huán)沖洗，沖洗合格后再裝回系統(tǒng)中。
為便于施工，通常采用站外循環(huán)沖洗方式。也可根據(jù)實際情況將后兩種沖洗方式混合使用，達(dá)到提高沖洗效果，縮短沖洗周期的目的。
2.2沖洗回路的選定
沖洗回路必須根據(jù)系統(tǒng)功率、排量確認(rèn)每條回路中管道內(nèi)的流體流速達(dá)到?jīng)_洗要求進(jìn)行確定，也可根據(jù)實際情況，在現(xiàn)有能力下對回路進(jìn)行分段沖洗。沖洗回路一般有以下幾種形式：
(1)并聯(lián)回路：采用此回路的優(yōu)點是循環(huán)沖洗回路較短，管路口徑相近，容易掌握、效果較好;缺點是回路連接繁瑣，不易檢查確定每一條管路的沖洗效果，沖洗泵源較大;
(2)串聯(lián)回路：采用此回路的優(yōu)點是回路連接簡便、方便檢查，效果可靠;缺點是回路長度較長;
(3)混合回路：對于管路口徑變化較大，回路連接繁瑣且管路較長的系統(tǒng)可采用此回路方式進(jìn)行沖洗，但各回路的管徑應(yīng)基本一致，以確保各管路的流速達(dá)到?jīng)_洗要求:此方式兼有并、串聯(lián)回路的優(yōu)點。
3、長大管道設(shè)計及清洗方案
對于各種設(shè)備，特別是大型設(shè)備的液壓系統(tǒng)，在制造安裝完畢或大修理完成后，都需要對整個液壓系統(tǒng)專門進(jìn)行清洗，以徹底清除安裝，修理等過程中產(chǎn)生的管道內(nèi)部雜物，保證設(shè)備的安全可靠運行。
以某生產(chǎn)線為例，機(jī)械加工設(shè)備、裝配線設(shè)備均采用專機(jī)自動線的生產(chǎn)模式。每條生產(chǎn)線設(shè)備共用一套液壓系統(tǒng)，每套系統(tǒng)僅供油管干管長度就超過300米，其管路規(guī)格多，型號多樣、管路長、布置復(fù)雜。并且清洗質(zhì)量要求高，液壓管路清潔度要求達(dá)到NAS8級。清洗工作相當(dāng)繁瑣，操作起來有很多難點。
通過長期生產(chǎn)實踐，不斷改善各個清理工序，綜合各方面的經(jīng)驗，這里將實際應(yīng)用有效的幾個工序介紹如下。
該項目的設(shè)計過程中，綜合運用酸洗鈍化和管路循環(huán)沖洗凈化兩個過程來完成管路清洗，最終收到良好的清洗效果。
3.1酸洗鈍化
一般情況下，用作油管的鋼管其內(nèi)外表面都會有鐵銹。鐵銹是金屬氧化物，對液壓油來說鐵銹是一種機(jī)械雜質(zhì)，一旦進(jìn)入油液將對液壓油造成污染，進(jìn)而影響液壓裝置的正常工作。因此，需通過酸洗除去油管內(nèi)表面的鐵銹。除去油管內(nèi)表面鐵銹的同時，外表面的鐵銹也被除去，這就要在油管外表面涂刷防腐油漆，對油管進(jìn)行長期的防腐蝕保護(hù)。
酸洗鈍化工藝在管道和組件配制焊接完成并編號拆除后進(jìn)行，將管子送到專門的化學(xué)清洗車間進(jìn)行處理，該處理工藝對管路內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)中和及清潔，有一定的效果。酸洗鈍化后的管道，如需再次施焊，焊后必須重新酸洗鈍化處理。酸洗鈍化工藝采用槽式酸洗，其流程如圖1所示。
采用酸洗方法可清除鋼管內(nèi)壁的紅鐵銹和氧化皮。當(dāng)管道內(nèi)壁有油脂存在時，會隔離酸洗液，而達(dá)不到酸洗目的，所以酸洗前還必須進(jìn)行脫脂。中和的目的是將鋼管內(nèi)外壁上的酸液全部中和，防止酸液繼續(xù)腐蝕鋼管基體。由于液壓鋼管從開始安裝到最終使用有一段時間，為防止鋼管發(fā)生返銹，必須在酸洗后及時進(jìn)行鈍化處理。鈍化后，金屬表面形成一層致密的鈍化膜，可在較長一段時間內(nèi)阻止金屬表面與外界一般氧化物的接觸，從而避免返銹。
經(jīng)過鈍化的鋼管采用壓縮空氣將殘留的鈍化液清掃掉，再用干凈的液壓油將鋼管內(nèi)壁噴涂上一層油膜，封口。
3.2循環(huán)沖洗凈化
發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線液壓管路系統(tǒng)的沖洗凈化功能是通過沖洗閥和沖洗接口實現(xiàn)的，每條生產(chǎn)線的主管路上均考慮了系統(tǒng)沖洗凈化的設(shè)計。沖洗閥在系統(tǒng)正常工作時處于完全打開狀態(tài)。在沖洗過程中，按照管路結(jié)構(gòu)和沖洗凈化管路的選擇，不同位置的沖洗閥啟閉狀態(tài)不同，以實現(xiàn)所選管路的沖洗需要。
在清洗過程中，根據(jù)清洗管路的工藝流程，開閉閥門清洗不同的回路，其原則是：先遠(yuǎn)后近，先主路后支路，先粗管后細(xì)管。改變沖洗回路應(yīng)遵循先開閥門后閉閥門的原則，避免回路堵死對泵的沖擊損壞。調(diào)節(jié)各沖洗回路的調(diào)節(jié)閥，以保證每個回路流量達(dá)到各自的紊流流量。
通過對液壓管路的連續(xù)沖洗，實現(xiàn)管路的凈化處理。由于不同生產(chǎn)線的液壓管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，需分別制定沖洗方案。在主管路沖洗凈化結(jié)束前，不允許開啟任何支路的閥門，以免污染設(shè)備。在沖洗凈化過程中應(yīng)安排專人適度敲擊管道及焊縫，尤其是敲擊管路的匯流，分流，轉(zhuǎn)彎，變向處，并隨時觀察過濾器壓力的變化，實時更換過濾器。
隨著沖洗循環(huán)時間的增長，液壓管路中的雜質(zhì)污染物逐步被過濾器濾除。當(dāng)污染等級下降到與設(shè)備用液壓油要求達(dá)到的污染等級相同時，沖洗合格。
目前，有多種液壓油污染等級分類標(biāo)準(zhǔn)。NAS1638標(biāo)準(zhǔn)中，污染等級越低表明一定容積的液壓油中所含的污染物顆粒數(shù)越少。一般采用NAS1638標(biāo)準(zhǔn)來判斷液壓油的污染等級。對于裝有伺服閥和比例閥的液壓系統(tǒng)，其液壓油的污染等級應(yīng)分別符合NAS4~6級和NAS8~9級的要求。
在設(shè)備清洗現(xiàn)場，對油箱內(nèi)液壓油取樣分析。通過實際清洗過程，其管路凈化可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)NAS8級。
但是，在實際應(yīng)用中，液壓油污染問題幾乎在所有的液壓系統(tǒng)中都有發(fā)生，在制造、裝配以及使用過程中，污染物容易進(jìn)入系統(tǒng)，由于清洗或處理不當(dāng)會使液壓油機(jī)械雜質(zhì)含量過高，從而使液壓油劣化，進(jìn)而導(dǎo)致安裝完畢的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)各種各樣的故障，不能正常工作。特別是對精密度要求較高的液壓比例和伺服控制系統(tǒng)中，液壓油污染控制顯得更為重要。
1、管組焊接及酸洗鈍化處理
在管路安裝施工前需對管道進(jìn)行酸洗處理，清除氧化物和雜質(zhì)。
1.1管道酸洗方法
管道酸洗方法目前在施工中均采用槽式酸洗法和管內(nèi)循環(huán)酸洗法兩種。
(1)槽式酸洗法。將安裝好的管路拆下來，分解后放入酸洗槽內(nèi)浸泡，處理合格后再將其進(jìn)行二次安裝。此方法適合管徑較大的短管、直管，易拆卸、管路施工量小的場合，如泵站、閥站等液壓裝置內(nèi)的配管及現(xiàn)場配管量小的液壓系統(tǒng)，均可采用槽式酸洗法。
(2)管內(nèi)循環(huán)酸洗法。在安裝好的液壓管路中將液壓元器件斷開或拆除，用軟管、接管、沖洗蓋板聯(lián)接，構(gòu)成沖洗回路。用酸泵將酸液打入回路中進(jìn)行循環(huán)酸洗。該酸洗方法是近年來較好的施工技術(shù)，具有酸洗速度快、效果好、工序簡單、操作方便，減少了對人體及環(huán)境的污染，降低了勞動強(qiáng)度，縮短了管路安裝工期，解決了長管路及復(fù)雜管路酸洗難的問題，并避免了槽式酸洗易發(fā)生裝配時的二次污染問題，已在大型液壓系統(tǒng)管路施工中得到廣泛應(yīng)用。
1.2酸洗工藝流程
槽式酸洗工藝流程：脫脂--水洗-酸洗--水洗--二次酸洗--中和--鈍化--水洗--快速干燥--封管口。
循環(huán)酸洗工藝流程：試漏--脫脂--氣頂--水洗--酸洗--中和--鈍化--水洗--干燥--涂油。
2、管路循環(huán)沖洗
管路用油進(jìn)行循環(huán)沖洗，是管路施工中又一重要環(huán)節(jié)。管路循環(huán)沖洗必須在管路酸洗和二次安裝完畢后的較短時間內(nèi)進(jìn)行。其目的是為了清除管內(nèi)在酸洗及安裝過程中以及液壓元件在制造過程中遺落的機(jī)械雜質(zhì)或其他微粒，達(dá)到液壓系統(tǒng)正常運行時所需要的清潔度，保證主機(jī)設(shè)備的可靠運行，延長系統(tǒng)中液壓元件的使用壽命。
2.1循環(huán)沖洗方法
沖洗方式較常見的主要有(泵)站內(nèi)循環(huán)沖洗，(泵)站外循環(huán)沖洗，管線外循環(huán)沖洗等。
站內(nèi)循環(huán)沖洗：指對液壓泵站內(nèi)的管路進(jìn)行的循環(huán)沖洗，此項工作一般在制造廠進(jìn)行，不用在施工現(xiàn)場進(jìn)行。
站外循環(huán)沖洗：指對液壓泵站到執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的管線進(jìn)行的循環(huán)沖洗。
線外循環(huán)沖洗：指對液壓系統(tǒng)的某些管路或集成塊，拿到另一處組成回路，進(jìn)行循環(huán)沖洗，沖洗合格后再裝回系統(tǒng)中。
為便于施工，通常采用站外循環(huán)沖洗方式。也可根據(jù)實際情況將后兩種沖洗方式混合使用，達(dá)到提高沖洗效果，縮短沖洗周期的目的。
2.2沖洗回路的選定
沖洗回路必須根據(jù)系統(tǒng)功率、排量確認(rèn)每條回路中管道內(nèi)的流體流速達(dá)到?jīng)_洗要求進(jìn)行確定，也可根據(jù)實際情況，在現(xiàn)有能力下對回路進(jìn)行分段沖洗。沖洗回路一般有以下幾種形式：
(1)并聯(lián)回路：采用此回路的優(yōu)點是循環(huán)沖洗回路較短，管路口徑相近，容易掌握、效果較好;缺點是回路連接繁瑣，不易檢查確定每一條管路的沖洗效果，沖洗泵源較大;
(2)串聯(lián)回路：采用此回路的優(yōu)點是回路連接簡便、方便檢查，效果可靠;缺點是回路長度較長;
(3)混合回路：對于管路口徑變化較大，回路連接繁瑣且管路較長的系統(tǒng)可采用此回路方式進(jìn)行沖洗，但各回路的管徑應(yīng)基本一致，以確保各管路的流速達(dá)到?jīng)_洗要求:此方式兼有并、串聯(lián)回路的優(yōu)點。
3、長大管道設(shè)計及清洗方案
對于各種設(shè)備，特別是大型設(shè)備的液壓系統(tǒng)，在制造安裝完畢或大修理完成后，都需要對整個液壓系統(tǒng)專門進(jìn)行清洗，以徹底清除安裝，修理等過程中產(chǎn)生的管道內(nèi)部雜物，保證設(shè)備的安全可靠運行。
以某生產(chǎn)線為例，機(jī)械加工設(shè)備、裝配線設(shè)備均采用專機(jī)自動線的生產(chǎn)模式。每條生產(chǎn)線設(shè)備共用一套液壓系統(tǒng)，每套系統(tǒng)僅供油管干管長度就超過300米，其管路規(guī)格多，型號多樣、管路長、布置復(fù)雜。并且清洗質(zhì)量要求高，液壓管路清潔度要求達(dá)到NAS8級。清洗工作相當(dāng)繁瑣，操作起來有很多難點。
通過長期生產(chǎn)實踐，不斷改善各個清理工序，綜合各方面的經(jīng)驗，這里將實際應(yīng)用有效的幾個工序介紹如下。
該項目的設(shè)計過程中，綜合運用酸洗鈍化和管路循環(huán)沖洗凈化兩個過程來完成管路清洗，最終收到良好的清洗效果。
3.1酸洗鈍化
一般情況下，用作油管的鋼管其內(nèi)外表面都會有鐵銹。鐵銹是金屬氧化物，對液壓油來說鐵銹是一種機(jī)械雜質(zhì)，一旦進(jìn)入油液將對液壓油造成污染，進(jìn)而影響液壓裝置的正常工作。因此，需通過酸洗除去油管內(nèi)表面的鐵銹。除去油管內(nèi)表面鐵銹的同時，外表面的鐵銹也被除去，這就要在油管外表面涂刷防腐油漆，對油管進(jìn)行長期的防腐蝕保護(hù)。
酸洗鈍化工藝在管道和組件配制焊接完成并編號拆除后進(jìn)行，將管子送到專門的化學(xué)清洗車間進(jìn)行處理，該處理工藝對管路內(nèi)部進(jìn)行化學(xué)中和及清潔，有一定的效果。酸洗鈍化后的管道，如需再次施焊，焊后必須重新酸洗鈍化處理。酸洗鈍化工藝采用槽式酸洗，其流程如圖1所示。
采用酸洗方法可清除鋼管內(nèi)壁的紅鐵銹和氧化皮。當(dāng)管道內(nèi)壁有油脂存在時，會隔離酸洗液，而達(dá)不到酸洗目的，所以酸洗前還必須進(jìn)行脫脂。中和的目的是將鋼管內(nèi)外壁上的酸液全部中和，防止酸液繼續(xù)腐蝕鋼管基體。由于液壓鋼管從開始安裝到最終使用有一段時間，為防止鋼管發(fā)生返銹，必須在酸洗后及時進(jìn)行鈍化處理。鈍化后，金屬表面形成一層致密的鈍化膜，可在較長一段時間內(nèi)阻止金屬表面與外界一般氧化物的接觸，從而避免返銹。
經(jīng)過鈍化的鋼管采用壓縮空氣將殘留的鈍化液清掃掉，再用干凈的液壓油將鋼管內(nèi)壁噴涂上一層油膜，封口。
3.2循環(huán)沖洗凈化
發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線液壓管路系統(tǒng)的沖洗凈化功能是通過沖洗閥和沖洗接口實現(xiàn)的，每條生產(chǎn)線的主管路上均考慮了系統(tǒng)沖洗凈化的設(shè)計。沖洗閥在系統(tǒng)正常工作時處于完全打開狀態(tài)。在沖洗過程中，按照管路結(jié)構(gòu)和沖洗凈化管路的選擇，不同位置的沖洗閥啟閉狀態(tài)不同，以實現(xiàn)所選管路的沖洗需要。
在清洗過程中，根據(jù)清洗管路的工藝流程，開閉閥門清洗不同的回路，其原則是：先遠(yuǎn)后近，先主路后支路，先粗管后細(xì)管。改變沖洗回路應(yīng)遵循先開閥門后閉閥門的原則，避免回路堵死對泵的沖擊損壞。調(diào)節(jié)各沖洗回路的調(diào)節(jié)閥，以保證每個回路流量達(dá)到各自的紊流流量。
通過對液壓管路的連續(xù)沖洗，實現(xiàn)管路的凈化處理。由于不同生產(chǎn)線的液壓管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，需分別制定沖洗方案。在主管路沖洗凈化結(jié)束前，不允許開啟任何支路的閥門，以免污染設(shè)備。在沖洗凈化過程中應(yīng)安排專人適度敲擊管道及焊縫，尤其是敲擊管路的匯流，分流，轉(zhuǎn)彎，變向處，并隨時觀察過濾器壓力的變化，實時更換過濾器。
隨著沖洗循環(huán)時間的增長，液壓管路中的雜質(zhì)污染物逐步被過濾器濾除。當(dāng)污染等級下降到與設(shè)備用液壓油要求達(dá)到的污染等級相同時，沖洗合格。
目前，有多種液壓油污染等級分類標(biāo)準(zhǔn)。NAS1638標(biāo)準(zhǔn)中，污染等級越低表明一定容積的液壓油中所含的污染物顆粒數(shù)越少。一般采用NAS1638標(biāo)準(zhǔn)來判斷液壓油的污染等級。對于裝有伺服閥和比例閥的液壓系統(tǒng)，其液壓油的污染等級應(yīng)分別符合NAS4~6級和NAS8~9級的要求。
在設(shè)備清洗現(xiàn)場，對油箱內(nèi)液壓油取樣分析。通過實際清洗過程，其管路凈化可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)NAS8級。
造成液壓系統(tǒng)污染的因素是多方面的，以現(xiàn)有的技術(shù)和材料，從根本上消除液壓系統(tǒng)的污染是很困難的，只有從諸多污染因素出發(fā)，采取合理的措施盡量減少污染。通過對液壓系統(tǒng)油液污染的控制，可以大大減少液壓系統(tǒng)的故障，從而保障生產(chǎn)線的正常運行。
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