提高液壓系統(tǒng)管道沖洗效率的方法分析

文/張繼翔 攀鋼集團(tuán)工程技術(shù)有限公司 四川攀枝花 617000

1、前言

950 技改項(xiàng)目是拆除現(xiàn)有軋機(jī)和設(shè)備基礎(chǔ)后，重新施工設(shè)備基礎(chǔ)，安裝設(shè)備、調(diào)試，從停產(chǎn)到恢復(fù)生產(chǎn)，預(yù)排工期為60天，該項(xiàng)目是目前國(guó)內(nèi)投資最省、工期最短的技術(shù)改造項(xiàng)目。百米大冷床區(qū)域設(shè)備安裝噸位重，液壓配管長(zhǎng)，且管道通徑大（最大DN200、DN110），施工場(chǎng)地不通暢等限制，影響整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)度，生產(chǎn)線能否按期建成投產(chǎn)受制于百米大冷床設(shè)備安裝和液壓系統(tǒng)管道沖洗效率和結(jié)果。

2、液壓系統(tǒng)管道安裝前期準(zhǔn)備

液壓管道安裝前準(zhǔn)備分為脫脂、酸洗、中和、鈍化和防銹處理四個(gè)步驟。每一步對(duì)后期管道沖洗效率和沖洗結(jié)果有著重要意義。酸洗分槽式酸洗法和管內(nèi)循環(huán)酸洗法。為保證酸洗質(zhì)量和保護(hù)環(huán)境，采用對(duì)管道酸洗質(zhì)量可實(shí)時(shí)監(jiān)控的槽式酸洗法。主要控制好溶液配比比例和浸泡時(shí)間，避免酸洗不徹底或過(guò)度酸洗。

鈍化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，管道表面容易產(chǎn)生浮銹，鈍化時(shí)間不夠，達(dá)不到預(yù)期鈍化效果。將管道鈍化后用清水沖洗，再及時(shí)用清潔的壓縮空氣吹干，兩端用膠帶或者管帽可靠地密封好，防止再次污染，外表面做防銹處理。

3、液壓管道安裝和沖洗

3.1 根據(jù)管道直徑計(jì)算沖洗達(dá)到紊流狀態(tài)時(shí)的最小流速

選取兩種最大規(guī)格管道即￠219×8計(jì)算紊流狀態(tài)雷諾數(shù)Nr，用于判定流體在管道內(nèi)流動(dòng)的狀態(tài)是層流或紊流。其計(jì)算公式為：

ρ =流體密度

ν =平均流速

D =管道內(nèi)徑

η =動(dòng)力粘度

而動(dòng)力粘度 η= ρμ(μ為流體運(yùn)動(dòng)粘度)，因此Nr也可以用以下公式計(jì)算：

經(jīng)驗(yàn)表明，Nr＜2000 時(shí)為層流 ; Nr＞3000時(shí)為紊流； Nr在2000-3000間為不穩(wěn)定的流動(dòng)，在兩種方式間變化。根據(jù)以上計(jì)算得出：要確保沖洗效果，要求沖洗量較大，壓力為1.6Mpa，選擇三螺桿油泵。在任何沖洗回路中流速不應(yīng)小于2-3m/s，這可防止顆粒殘留在管道內(nèi)部。根據(jù)式（2）算出￠219×8的管道達(dá)到紊流最小流速為2.5 m/s。

3.2 管道沖洗系統(tǒng)設(shè)置

3.2.1 選擇沖洗泵，根據(jù)上述計(jì)算，選定兩臺(tái)三螺桿油泵，壓力為1.6Mpa，單臺(tái)流量288m3/h。

3.2.2 油箱制作選擇6～8mm的鋼板加工制作，兩側(cè)或頂部設(shè)置清掃人孔，容積為沖洗回油流量的3～5倍。

3.2.3 為保證最遠(yuǎn)端沖洗溫度不低于500C，油箱溫度預(yù)估不得低于650C，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，因此沖洗泵站需安6只8kw的電加熱器。根據(jù)公式

Ret— 恒壓下，在t0C時(shí)，液體雷諾數(shù)；Re0— 常溫下液體雷諾數(shù)（實(shí)驗(yàn)檢測(cè)雷諾數(shù)一般在400C）

適當(dāng)提升溫度，降低油液運(yùn)動(dòng)粘度，降低油液流動(dòng)阻力，提高油液流動(dòng)速度；同時(shí)可以提高雷諾數(shù)，是油液達(dá)到紊流狀態(tài)。

3.2.4 過(guò)濾器濾芯選擇：沖洗管路的油液在回油箱之前需進(jìn)行過(guò)濾，濾芯精度可在不同沖洗階段根據(jù)油液清潔度檢測(cè)情況進(jìn)行更換，可在50μ，20μ，10μ，5μ等濾芯規(guī)格中選擇。

3.3 二次沖洗

所謂的二次沖洗就是在上述沖洗過(guò)程達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)清潔度要求，甚至高于設(shè)計(jì)要求時(shí)，將沖洗站移走，對(duì)各敞開的油管進(jìn)行封口，并保留沖洗用的臨時(shí)管路。完成系統(tǒng)中間管路的沖洗油沖洗后，應(yīng)及時(shí)投入工作油沖洗。工作油沖洗利用液壓站主泵和油箱，具體步驟如下：

3.3.1 液壓站及油箱的清洗

站內(nèi)管路按前所述做好清潔工作后，可以直接進(jìn)行工作油沖洗。油箱在出廠前已經(jīng)過(guò)清潔密封處理，故在加油前打開人孔檢查油箱清潔度，是否在運(yùn)輸途中或保管不善受到污染，再用面團(tuán)仔細(xì)粘貼，直到檢查合格為止。

3.3.2 工作油沖洗前準(zhǔn)備

利用10μ精度的過(guò)濾小車往油箱加入工作油。打開主過(guò)濾桶，檢查內(nèi)部清潔程度，如達(dá)到要求，則放入工作濾芯。最好選用高于實(shí)際使用精度的濾芯進(jìn)行二次沖洗，并根據(jù)濾器使用壓差及時(shí)更換。

3.3.3 回路的沖洗：仍然按照沖洗油沖洗的方法進(jìn)行。工作油沖洗時(shí)間少于沖洗油沖洗時(shí)間，一般前三個(gè)回路均只需48h，后面每個(gè)回路只需6～8h。

3.4 管道沖洗回路設(shè)計(jì)

冷床管道安裝的特點(diǎn)是管線長(zhǎng)，管徑大，控制閥組數(shù)量多，管線支路多，且系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)清潔度等級(jí)要求較高，設(shè)計(jì)沖洗回路需要考慮的幾個(gè)因素：① 支管路多且長(zhǎng)，在每個(gè)支管路設(shè)置球閥，沖洗時(shí)進(jìn)行分組沖洗。②主管路連接，從￠140×15管道流入，從￠219×8管道流出。支管路中，考慮沖洗油從大管徑管道流入，小管徑支路流出。③沖洗支路管道時(shí)，結(jié)合閥臺(tái)布置，5組閥臺(tái)支路沖洗，觀察管路的溫度和液流聲音，每次打開5～6組閥臺(tái)。④二次沖洗時(shí)，也需要充分考慮以上幾點(diǎn)。

4、沖洗材料選擇

4.1 液壓油選擇，選擇運(yùn)動(dòng)粘度越低越好，100#抗磨液壓油在400C時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度99mm2/s,可適用于沖洗油。該油品的選擇性價(jià)比較高。

4.2 濾芯選擇，在沖洗過(guò)程中，有梯度選用濾芯，比如本系統(tǒng)沖洗時(shí)，先選用10μ，5μ濾芯，充分考慮過(guò)濾流量，過(guò)濾比等重要參數(shù)，定時(shí)及時(shí)更換。連續(xù)三次以上不同點(diǎn)取樣合格，即為沖洗合格。

結(jié)論：

5.1 管道安裝前準(zhǔn)備、脫脂、酸洗、鈍化、安裝等過(guò)程質(zhì)量的把控，對(duì)提高管道沖洗效率有著極為顯著效果，快速達(dá)到預(yù)期沖洗結(jié)果，節(jié)省沖洗時(shí)間。

5.2 在沖洗過(guò)程中采用人工敲擊和壓縮空氣“放炮”法，對(duì)改善彎頭、焊縫位置沖洗效果尤為明顯。

5.3 依靠雷諾數(shù)計(jì)算，增大沖洗流量和壓力，對(duì)沖洗效率有著重要的指導(dǎo)作用。