連鑄機液壓系統新管路清洗方法的應用

陳國防，丘銘軍，李博，解通護，張永鋒，寧博

連鑄機液壓系統新管路清洗方法的應用

陳國防1，丘銘軍1，李博2，解通護1，張永鋒1，寧博1

(1．中國重型機械研究院股份公司，陜西西安，710032;2．西安現代控制技術研究所，陜西西安，710111)

針對伊朗某鋼廠連鑄機液壓系統安裝工期緊張及沖洗時間短的要求，提出了一種新的管路清洗方法，該方法省卻了管路酸洗過程，直接進行管路油洗。并詳細論述了該液壓系統的管路安裝、短接和打壓、一次沖洗、二次沖洗、管路恢復等過程。實踐證明，該清洗方法周期短，且液壓系統的運行穩定。

連鑄機;液壓系統;管路沖洗

0 前言

連鑄機液壓系統主要用于大包升降、包蓋旋轉和升降、中包升降和對中、結晶器振動、扇形段輥縫夾緊和驅動輥壓下、脫引錠、切割移動輥道、推鋼機和大包滑動水口控制等等。連鑄機液壓系統的工作壓力為20 MPa，最大流量達到600 L/min，采用阻燃或難燃介質，如脂肪酸脂、抗磨液壓油等。連鑄機液壓系統比較復雜，管路種類繁多，管路的直徑一般在12～133 mm之間，每臺連鑄機管道長度可以達到數千米，位置高差近20 m。由于液壓系統中的伺服閥和比例閥對油液清潔度比較敏感，所以為保證系統工作的可靠性，就必須對液壓系統進行沖洗，清除液壓設備內部和管道殘留的污染物，使系統清潔度達到生產要求。

1 傳統液壓管路的沖洗方法

由于連鑄機的工作環境比較惡劣且對液壓系統的可靠性要求比較高，因此連鑄機液壓系統管路大多采用優質不銹鋼管，管路沖洗一般包括酸洗和油洗兩個過程。管路酸洗是通過化學作用將管路表面上的氧化物和油垢除掉，以獲得光澤的金屬表面，保證管路內壁的清潔度。目前管路酸洗常采用槽式酸洗法和管內循環酸洗法兩種。管道循環酸洗適用于大量的、集中的、清潔度要求高的管路工程;而對于一些管徑較大、長度較短的管路工程，采用槽式酸洗更為合適。管路油洗必須在管路酸洗和二次安裝完畢后較短時間內進行。其目的是為了清除管內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械雜質或其他微粒，達到液壓系統正常運行時所需要的清潔度，延長系統中液壓元件的使用壽命。主要有站外循環沖洗(一次沖洗)和站內循環沖洗(二次沖洗)。液壓系統通常采用先站外循環沖洗后站內循環沖洗的方式，以達到提高沖洗效果，縮短沖洗周期的目的。

2 某液壓系統管路沖洗新方法

中國重型機械研究院股份公司為伊朗某鋼廠承建的一機兩流板坯連鑄機項目，工期比較緊張，安裝周期較短，留給液壓管道沖洗的時間很短暫。該項目液壓設備的管道及管道附件都采用了優質不銹鋼材料，在安裝過程中采用了氬弧焊接技術，并采用焊后采用壓縮空氣吹掃，大大減少了管路中焊渣等固體顆粒物殘留因此，該連鑄機液壓設備管路安裝時省略了酸洗過程，只采用了油沖洗，大大節省了安裝周期和工程造價。而后的應用實踐表明，這種方法對于連鑄機的正常工作未產生明顯的影響，完全能滿足設備工作的要求。

該板坯連鑄機為一機兩流，液壓系統配備了一個主機液壓站，一個出坯區液壓站，一個滑動水口液壓站，兩個振動液壓站，一個維修區液壓站以及眾多液壓閥臺、閥裝置及液壓缸。液壓系統工作壓力為21 MPa，最大單缸流量為540 L/ min，管路總長度達到5 000 m以上，執行機構多，原理復雜，沖洗難度大。本文僅分析出坯區液壓系統油沖洗的過程，其他子系統與此類似，不再贅述。

出坯區液壓系統由一個液壓站及五個液壓閥臺組成，閥臺分別為脫引錠閥臺、輥道平移閥臺、升降擋板閥臺、移栽機閥臺和去毛刺機閥臺，圖1為出坯區液壓系統原理示意圖。出坯區域長度達一百多米，管道分布廣，管道通徑大，需要的沖洗流量大。安裝時的液壓系統管道油沖洗的流程如圖2所示。

2.1 管路安裝

圖1 出坯區液壓系統原理示意圖Fig.1Hydraulic system flow sketch diagram of runout area

圖2 管道油沖洗流程Fig.2Pipeline oil flushing process

管路的安裝遵循“JB/T 5000.11－2007重型機械通用技術條件配管”和液壓配管圖中提出的適用于該項目的技術要求。根據設計要求，管道安裝采用一次安裝的方法進行，即除管子冷彎和管路可拆部分的焊接外，管與管，管與接頭、法蘭、管路附件的聯結，均在實際安裝位置上進行一次焊接完成。安裝過程中的新措施，也安裝過程中，采取管道吹掃和探傷應用等新措施，保證了管路內部的清潔和焊縫的質量，也大大減少了管路打壓和沖洗的時間。管路的吹掃和安裝穿插進行，一部分管路預制完畢，就使用干凈的壓縮空氣或氮氣進行管路內部吹掃，然后再進行裝配，管路安裝結束也就意味吹掃工作的完成，可最大化的提高工作效率。通過檢驗管路焊縫內部質量是否合格，保證管路安裝的可靠性。管路的焊縫檢測采用X射線探傷，也是與管路的安裝及吹掃穿插進行。

2.2 管路短接與打壓

管路短接是用用高壓軟管將液壓站、、蓄能器裝置、液壓閥臺及執行機構(液壓缸和馬達)之間的管路短接，即將液壓設備排除在外，把其對應的中間配管組成一個個回路。短接時注意將液壓設備和中間配管的接口密封好，防止污染物的入侵。管路的打壓就是對中間配管的焊接部位和管件連接處進行耐壓試驗，以檢驗安裝質量。液壓管路的管路試驗壓力應符合表1中要求。

表1 管路試驗壓力Tab.1Pipeline test pressure

該系統安裝采用氣液增壓器對液壓管路進行打壓，如圖3所示。相比于使用液壓油進行打壓，其用氣液增壓器采用干凈的壓縮空氣作為介質，預防了管路內部的二次污染;綠色環保，節省了液壓油，減少了安裝成本;打壓安全性更好;打壓后液壓系統管路恢復時間減少，提高了工作效率。

因出坯區液壓系統管路回路比較多，可以將其分割成不同的區域逐一進行。

圖3 氣液增壓器Fig.3Air-hydraulic booster

2.3 管路一次沖洗

在管路短接的基礎上將一次沖洗液壓站接入中間配管就組成了沖洗回路常規的一次沖洗采用將中間配管與閥臺連接管路拆開，用軟管或接頭將閥臺短接，沖洗時油液不經過閥臺;該，將閥臺上的方向閥用定做的沖洗板所代替，沖洗時油液經過閥臺。新方法將閥臺上的油路塊接入沖洗回路，一定程度上減少了二次沖洗的時間;也不用反復拆裝管路，減少了工作量;同時操作便利;且沖洗板可以重復使用。

管路一次沖洗時的參數選擇和應考慮的因素:①沖洗流量，對管路的管徑和回路的數量進行計算，確保沖洗站能提供使油液能成紊流狀態的流量，否則就再分段逐一沖洗;②沖洗壓力，沖洗時保持沖洗站出口壓力為至少為3～5 MPa;③沖洗溫度，沖洗溫度保持在40～55℃，同時保持沖洗的連續性，無特殊原因不得停止;④振動，為徹底清除粘附在管壁上的焊渣和雜質，在沖洗過程中每間隔一段時間用木錘或橡膠錘沿管線從頭至尾進行敲打振動。重點敲打焊口、法蘭、變徑、彎頭及三通等焊接部位;⑤濾芯，沖洗用濾芯精度等級應高于系統濾芯等級，由于系統中有伺服和比例系統，建議濾芯精度采用3 μm和5 μm。在沖洗過程中要注意過濾器的壓差指示器，如壓差超過極限值要立即更換濾芯，如壓差指示器長期不動作要檢查濾芯安裝是否正確。

2.4 管路恢復與吹掃

管路的恢復主要包括液壓站、液壓閥臺和蓄能器裝置管路與中間配管的連接，執行機構(油缸和馬達)仍然要保持短接狀態以進行二次沖洗。為了達到比較好的沖洗效果，一次沖洗液壓油和工作油是不同的，其工作黏度要比工作油要低一些。該系統沖洗油是32號礦物油，而工作油為68號礦物油和脂肪酸脂。為了不影響工作油的正常使用，在管路恢復時盡量將沖洗油放干凈。對于位置低的管路僅靠重力是無法將油液排出來的，需要借助干凈的壓縮空氣或氮氣來吹掃，以達到排油的效果。

2.5 管路二次沖洗

因為一般制造廠只進行了液壓設備的動作試驗，并沒有進行嚴格的沖洗和檢測，液壓設備中的清潔度往往達不到系統要求，所以二次沖洗主要沖洗液壓設備，如液壓站、液壓閥臺和蓄能器裝置等;同時二次沖洗采用低壓沖洗，能夠檢測在管路和設備等連接處是否存在泄漏;由于二次沖洗已經將液壓站、液壓閥臺和蓄能器裝置等接入沖洗回路，且部分液壓元件已經上電。通過二次沖洗，可以排除液壓設備中工作異常的元件和管件。

二次沖洗在保證合適的沖洗流量、壓力和溫度情況下，定時采用油污染測定儀測定清潔度，在油液清潔度達到系統所要求的等級后結束。管路二次沖洗的原理示意圖如圖4所示。

圖4 二次沖洗原理示意圖Fig．4Second flushing flow sketch diagram

2.6 管路恢復與保壓

二次沖洗完成后，即可恢復執行機構(油缸和馬達)管路的連接。液壓設備在制造廠中已經保壓，中間管路在一次沖洗前已經打壓測試，所以這個階段的保壓主要是針對沖洗過程中拆裝的管路連接處進行測試。保壓的壓力值設置見表1，在升壓過程中應逐漸分段進行，不可一次達到峰值，每升高一級時，應保持幾分鐘，并觀察管路是否正常。保壓時如有故障需要處理，必須先卸壓;如有焊縫需要重焊，必須將該管卸下并在除凈油液后方可焊接，焊后要處理干凈才能接進系統中。

3 結論

針對伊朗連鑄機液壓系統安裝工期緊張及管路沖洗時間短的要求，采用了一種新的液壓管路沖洗方法，按時完成了液壓系統管路的清洗。相比常規的沖洗方法，該法具有節約成本、周期短和沖洗效果好的特點。自連鑄機投產半年來，液壓系統運行穩定，未出現由管路污染導致的故障，故這種方法在連鑄機液壓系統中可以大力推廣和應用。

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A new method of pipeline flushing for CCM hydraulic system

CHEN Guo-fang1，QIU Ming-jun1，LI Bo2，XIE Tong-hu1，ZHANG Yong-feng1，NING Bo1
(1．China National Heavy Machinery Research Institute Co.，Ltd.，Xi’an 710032，China; 2．Xi’an Modern Control technology Research Institute，Xi’an 710111，China)

As the erection and piping flushing period was short for CCM hydraulic system in Iran steel company，a new method used for hydraulic system piping flushing was put forward，it directly carried out oil piping flushing without piping pickling．Process for piping erection，short-connected，pressure test，primary flushing，second flushing，regain and so on was related and analyzed．The practice showed that the method was short period and the hydraulic system had a stable operation．

CCM;hydraulic system;piping flushing

TF777

A

1001－196X(2017)01－0020－04

2016－08－09;

2016－09－15

陳國防(1985－)，男，中國重型機械研究院股份公司工程師，從事專業:液壓傳動與控制。