三峽升船機液壓系統滲漏油原因及處理措施

黃曉歡，鄒斌斌

（長江三峽通航管理局，湖北 宜昌 443000）

引言

三峽升船機作為三峽樞紐工程的收官之作，同時也是世界上提升重量最大，提升高度最高的升船機，它的建設對于進一步發展長江航運事業，打造長江經濟帶有重要的推動作用。液壓傳動作為一種優點較多的傳動方式，在三峽升船機應用廣泛，現場的液壓系統具有傳動距離遠、管路數量多的特點。在實際的工作中發現，液壓系統滲漏油情況時有發生，如果發現處理得不及時可能會造成更嚴重的設備故障，危及升船機設備和船方的安全，這就對運行維護人員提出了更高的要求，要能夠盡早地發現解決問題[1]。

1 原因分析

三峽升船機運行以來滲漏油情況一直存在，主要發生在管接頭部分和泵源和壓力繼電器處，處理故障時經常發現密封圈已被損壞或者接頭部分松動。泵源處主要表現為不明顯地滲油，日積月累會在表面和下方有少量積油，綜合以前的滲漏油情況和現場設備設施的具體狀態分析原因有以下幾個方面：

1.1 密封件泄露

液壓系統滲漏的首要原因為密封件損壞,密封件主要形式有YX型密封圈、組合密封圈、U型密封圈、V型密封圈、O形圈、格來圈、斯特封等。三峽升船機液壓系統中應用最多的就是O型密封圈，根據現場情況分析密封件泄漏的原因主要有以下幾方面：第一，密封圈質量不過關。選材劣質，且制造工藝和精度都不達標。第二，密封件的安裝位置不合理，導致安裝間隙與壓縮量達不到要求；溝槽和接頭處加工精度和表面粗糙度不達標，有毛邊；存放時溫度、濕度不當，密封圈在氧和臭氧的侵蝕下變質等。

1.2 工作油液污染

油液污染：包括氣體污染、顆粒污染、水污染等。

氣體污染：正常壓力下，液壓油中可溶解10%左右的空氣，在液壓系統的高壓下，油液中會溶解更多的空氣或氣體。空氣在油液中形成氣泡，在極短的時間內，如果液壓系統工作過程中壓力在高低壓之間迅速變換就會使氣泡在低壓側發生爆裂，如果液壓系統的元件表面存在凹點和損傷時，液壓油就會高速沖向元件表面，加速表面的磨損，引起泄漏，此種由空穴現象造成的腐蝕作用稱為氣蝕[2]。

顆粒污染：雜物混入液壓系統中后會隨著液壓油流動，有的會黏附在密封元件上，隨著接觸面的活動密封面就會被刮傷，導致密封元件失效。

水污染：由于現場工作環境潮濕等因素的影響，尤其是上下閘首臥倒小門的液壓系統，可能會使水進入液壓系統，當水與液壓油發生反應之后，形成的酸性物質和油泥會使液壓油的潤滑性能降低，使部件的磨損加速，從而造成泄漏。

1.3 元件制造裝配精度差

元件制造裝配精度超差：液壓元件及密封部件的尺寸公差、形位公差等都有嚴格要求。如果在制造過程中超差，例如：密封槽深度或寬度、裝密封圈的孔和尺寸超差或因加工問題而造成失圓、本身有毛刺或洼點、鍍層脫落等，密封件就會發生變形、劃傷、壓死或壓不實等現象，密封功能就會被破壞，將使零件本身具有先天性的滲漏點，在裝配后或使用過程中發生滲漏[3]。系統裝配工藝粗糙，缺乏有效的減振、隔振措施；系統超壓使用等都會造成系統滲漏油，三峽升船機的液壓管路一般距離都較長，管路拐彎處多，固定不到位的話管路振動厲害容易導致接頭處松動漏油。

1.4 液壓系統壓力沖擊

液壓系統中由于頻繁換向，在較高壓力下突然啟動油泵或關閉閥門及缸體快速動作都會造成瞬時峰值壓力高達工作壓力的好幾倍，如果元件本身有缺陷，這種沖擊下就會使缺陷暴露出來，有時足以使密封裝置、管道或其他液壓元件損壞而造成泄露。特別是高壓管接頭部分，在沖擊下密封圈容易被不平整的溝槽毛刺劃破造成漏油故障。

2 液壓滲漏防范措施

2.1 密封件

在設計制造中，密封槽粗糙程度對系統泄露的有一定影響，密封件和密封槽相互配合，也對其粗糙程度有相應要求，行業標準為靜密封表面為Ra3.2～Ra1.6，動密封表面為Ra0.8～Ra0。因此在升船機管路的檢修過程中應嚴格按照這標準進行密封圈的跟換，在以后液壓系統工作中將減少許多不必要的損失[3]。

2.2 正確的裝配和修理方法

升船機液壓系統中設置有大量的壓力繼電器，在2017年8月—10月的停航檢修中，液壓組就發現超50%的滲漏是發生在壓力繼電器處，在檢修過程中發現有的壓力繼電器的密封圈有損壞，可見在裝配密封圈時并未采用正確的裝配方式，導致置入的密封圈沒有完全在密封槽內，油管接頭在旋入槽內時發生剪切，致使密封圈損壞。故在進行密封圈的裝配時需要采用正確的方法和專用工具，在裝配工作完成后，涂上適量的潤滑脂。

2.3 控制液壓油的污染

從污染源頭做起，嚴格控制液壓使用設備周邊的污染源和設備檢修處理時可能帶入的污染源，如在閥件修理前應對閥件周圍進行清潔保護，修理完后需要用煤油或者液壓油清洗電液換向閥、電磁球閥等設備，閥件進行回裝時盡量規避工器具或人為帶入太多雜質。

采用有效的過濾措施，定期更換高壓濾油器和回油濾油器濾芯，定期檢驗抽查油液質量。外界因素主要有顆粒、塵埃以及水等，內部因素主要為機械式的摩擦產生的金屬屑[4]，上述工作能夠有效切斷液壓油缸的污染。

2.4 降低液壓沖擊

液壓的沖擊往往是由于快速轉換所造成的，所以應盡量降低系統換向、停止及啟動的頻率。或在將帶阻尼器的換向閥應用于換向頻繁的液壓系統中。而液壓系統啟動頻率與船舶過廂計劃成正比，意味著更換帶阻尼器的換向閥于升船機運行更有益。管道長度盡量縮短或者采用橡膠軟管也可以有效減小液壓沖擊，特別是在泵源部分采用軟管。

在裝配調試過程中，工作時的振動沖擊使鑄造、加工中產生的缺陷暴露出來，造成滲漏現象。所以在機器磨合期間內應加強關注滲漏現象，及時發現并盡早處理。

液壓系統應與外界的振源保持一定距離，管路上設置合理的管夾，或安裝減振器來減少震動。

2.5 完善管路的安裝，減少滲漏的環節

減少閥門與接頭的數量，同時也可以減少法蘭和油路管頭的數量。如升船機4號液壓系統執行船廂門的啟閉、防撞桁架的起升下落、密封框的伸出和退回等諸多動作，其負載較其他液壓系統負載更大，啟停更頻繁，管路液壓沖擊更大，更容易造成密封件的損壞，減少閥門和接頭的數量能大大減少滲漏點的產生，建議更換為軟管設計，也更便于滲漏維修工作的開展。

3 結語

在機械設備及機電產品長時間、持續性的工作過程中，液壓系統出現滲漏的一個主要原因是各部件的腐蝕和工作溫度過高。需要工作人員對其進行維護管理，對機械設備運行沖擊以及振動作用力進行有效的控制，對磨損密封件進行及時更換，同時要加強控制環境溫度。解決液壓系統滲漏問題，對其進行防治，目前所應用的手段還需要不斷提高與更新，從根本上講，把好液壓元件生產質量關，才能徹底緩解泄露問題，加大檢測維護方面的力度，才可以避免因維護頻率低而導致的泄露問題。