掘進(jìn)機(jī)膠管改為鋼管的優(yōu)勢(shì)

郝金星 李良瑞

（中交第一航務(wù)工程局有限公司 天津 300450）

由此可見液壓系統(tǒng)油管，對(duì)該設(shè)備的工作將起著至關(guān)重要的作用，膠管的好壞直接關(guān)系到掘進(jìn)機(jī)的使用，但是現(xiàn)在掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)所有的都是膠管，很多容易破裂、磨損，最終不能使用，如果膠管改為鋼管，則可以避免很多毛病問題，避免破裂、爆管、磨損，增加液壓油的使用溫度，增加掘進(jìn)機(jī)的使用壽命，下面我從幾個(gè)方面說明一下膠管換為鋼管的好處：

1 鋼管比膠管更能承受壓力

同等壁厚的膠管和鋼管承受壓力比較，鋼管比膠管承受力大得多，畢竟鋼比橡膠結(jié)實(shí)。大部分液壓膠管結(jié)構(gòu)，主要由內(nèi)膠層、中膠層、外層、保護(hù)層等構(gòu)成。內(nèi)膠層基本都是合成橡膠，直接接觸液壓油，中膠層、多層增強(qiáng)層、耐天候的合成橡膠外膠層組成。有些膠管由鋼絲纏繞骨架層和內(nèi)外耐油橡膠、耐腐蝕合成橡膠、耐風(fēng)化特種橡膠組成。有的液壓膠管外層作為增強(qiáng)層，耐磨、耐天候合成橡膠作為外膠層，具有高壓力、耐脈沖、長(zhǎng)壽命的產(chǎn)品特點(diǎn)。雖然有的膠管結(jié)構(gòu)可能有所不同，但是基本上都是這樣的結(jié)構(gòu)。當(dāng)膠管里有液壓油時(shí)，膠管所承受的壓力：

設(shè)內(nèi)徑為D、長(zhǎng)度為l的一段膠管，視為兩端封閉的薄壁管，管內(nèi)的流體壓強(qiáng)為p，它均勻作用在管內(nèi)壁的圓柱面上，見圖1，使管徑向斷裂半圓一側(cè)所產(chǎn)生的張力。

圖1 徑向分析

Py=pAy/2=pDl/2

式中：p——管內(nèi)流體的壓強(qiáng)，MPa；

D——膠管直徑，mm；

l——管體長(zhǎng)度，mm；

Ay——膠管l長(zhǎng)的內(nèi)壁總面積，mm2。

2.5.3上炕烘將煮好的天麻上炕烘時(shí)，溫度不能過高，需使炕溫平衡上升，溫度保持在40～50攝氏度，烘2～3小時(shí)后，溫度逐漸升至60～65攝氏度，天麻外層很快干燥，以防天麻糖心，而每隔30分鐘排氣5分鐘，以便麻內(nèi)的水分蒸發(fā)，至30小時(shí)溫度可升80～85攝氏度，烘至40小時(shí)。

此力在壁厚為δ的斷面上產(chǎn)生的徑向應(yīng)力。

σ1=Py/lδ=pD/2δ

我們最常用的20號(hào)鋼管的力學(xué)性能應(yīng)達(dá)到API SPEC 5CT中N80鋼級(jí)的要求，而普通用的膠管遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這個(gè)數(shù)字。

2 抗沖擊的優(yōu)勢(shì)

任何機(jī)器都有震動(dòng)，特別是掘進(jìn)機(jī)，工作環(huán)境惡劣，馬達(dá)功率大，震動(dòng)頻率大，震動(dòng)幅度大。震動(dòng)會(huì)導(dǎo)致液壓膠管里面的液壓油流動(dòng)速率有些變化，長(zhǎng)期的異常振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致液壓油管疲勞磨損，如果漏油導(dǎo)致液壓油不足，會(huì)出現(xiàn)吸空現(xiàn)象，也會(huì)造成很大的震動(dòng)。膠管承受不間斷的大的沖擊，容易瞬間爆管、破裂，而鋼管同等條件下則不會(huì)爆管破裂。

3 接觸污染源，耐腐蝕程度

液壓管外部大部分都應(yīng)用于有腐蝕性的惡劣環(huán)境，比如粉塵、雨淋、濕度大、風(fēng)塵大，橡膠制品長(zhǎng)期接觸粉塵等會(huì)使橡膠軟管變質(zhì)，產(chǎn)生一定的腐蝕。特別是暴曬，橡膠在高溫和熱的作用下，會(huì)使彈性消失：①變硬發(fā)生龜裂；②變軟分子版鏈降解權(quán)造成發(fā)粘等，我們都有這樣的經(jīng)驗(yàn)，家里用的塑料制品，就怕在室外曬太陽，塑料盆、塑料布，在太陽下曬幾個(gè)月到一年，塑料盆塑料布很脆了，一碰就爛，一碰就破。而鋼管就比膠管強(qiáng)的多，不至于被腐蝕，不會(huì)變軟變質(zhì)，能承受暴曬。

4 工作溫度的優(yōu)勢(shì)

高壓膠管主要是由膠管內(nèi)膠層、二層、四層或六層鋼絲纏繞層和外膠層組成。高壓膠管主要在溫度：-40℃～+100℃下工作，所以掌握不好溫度，工作溫度超過這個(gè)范圍，膠管就會(huì)出毛病，帶來不必要的后果。而鋼管的工作溫度氛圍比較大，超過100℃，鋼管也不會(huì)變形，因?yàn)殇摴艿娜埸c(diǎn)比膠管高的多。GB/T 8163標(biāo)準(zhǔn)中的20#無縫鋼管使用溫度范圍：-20℃～425℃。可見鋼管內(nèi)的液體達(dá)到四五百度，也是允許的。

5 工作時(shí)的磨損

膠管內(nèi)部磨損主要包括腐蝕磨損、氣體磨損、混氣磨損、疲勞磨損、粘附磨損、顆粒磨損和沖刷磨損等七類情形。下面簡(jiǎn)要說明各類磨損的成因和大致過程：

（1）腐蝕磨損：液壓油有時(shí)候能混入水，等雜質(zhì)。比如不小心混入碳酸，哪怕是二氧化碳?xì)怏w，氣體和里面的水結(jié)合成碳酸，再比如混入Br2，溴單質(zhì)在常溫下可溶于水，100g水能溶解約3g溴，水溶液稱為溴水。有氧化性，有多種可變化，常溫下與水微弱反應(yīng)，生成氫溴酸和次溴酸，溫度升高可使反應(yīng)加快，酸可以是液壓管腐蝕。道溴一般用于有機(jī)合成等方面，并且腐蝕系統(tǒng)元件，使之快速老化，直至動(dòng)作失靈。

（2）氣體磨損：是指液壓油里由于泵油，流動(dòng)，等環(huán)節(jié)產(chǎn)生氣泡，氣泡對(duì)高壓腔面層產(chǎn)生沖擊，我們都知道膠管由幾層包裹組成的，氣泡就會(huì)從內(nèi)層進(jìn)入外層，從而使液壓膠管的內(nèi)層剝離，是膠管破壞，工作性能造成不可逆轉(zhuǎn)的損傷。

（3）混氣磨損：是指液壓油在膠管里運(yùn)行時(shí)，液壓油里混入了氣泡，氣泡往往向一個(gè)地方集合，聚集在一起，快速而猛烈的聚集，會(huì)使膠管表層材料剝離，脫落。聚集的高壓氣泡不但會(huì)損壞膠管，還會(huì)對(duì)精密的元器件造成損壞，在膠管和元器件的表面留下腐蝕點(diǎn)，使膠管和元器件無法正常工作。

（4）疲勞磨損：是污染物進(jìn)入關(guān)鍵的間隙，使表面開裂或產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，久而久之，應(yīng)力集中就會(huì)是膠管斷裂，破壞。液壓系統(tǒng)內(nèi)部存在剝離顆粒，改變其表面的應(yīng)力分布，會(huì)嚴(yán)重磨損膠管。

（5）粘附磨損：液壓系統(tǒng)在運(yùn)行期間，若采用不同牌號(hào)的液壓介質(zhì)，或者用了劣質(zhì)液壓油，或者這次用了這個(gè)牌號(hào)的液壓油，下次用了另外一個(gè)牌號(hào)的液壓油，就可能出現(xiàn)粘附磨損的情況。結(jié)果不僅縮短液壓元件的使用期限，還會(huì)造成元件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)失穩(wěn)。

（6）顆粒磨損：是指液壓油中有硬質(zhì)顆?；烊耄热缑簤m，煤塊，鐵銹，塵土等，膠管的內(nèi)層表面就會(huì)被這些比較硬的顆粒劃傷，磨損。還會(huì)使得機(jī)器在運(yùn)行中產(chǎn)生振動(dòng)，并伴有噪音，甚至造成運(yùn)動(dòng)元件卡死。

（7）沖刷磨損：是指液壓膠管內(nèi)部有精細(xì)顆粒污染物侵入，使得混有精細(xì)顆粒的在高速流動(dòng)中沖刷關(guān)鍵部件的拐角，節(jié)點(diǎn)，沖刷閥門額節(jié)流口，沖刷液壓元器件的精密部分，使液壓元器件的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，精確度下降，造成液壓元件內(nèi)泄。

如果改用鋼管，內(nèi)部磨損根本不存在，以上幾種磨損根本不存在或者大大減少，從而避免了以上磨損的各種弊端。

6 結(jié)論

綜上所述，掘進(jìn)機(jī)液壓管路，用鋼管替代膠管存在諸多優(yōu)勢(shì)，在克服安裝問題條件下，完全可以將設(shè)備上固定管路改成鋼管，保留部分活動(dòng)部位的膠管連接，這樣可以大大減少爆管、漏油現(xiàn)象的發(fā)生，提高設(shè)備使用壽命和效率。