冶金設備液壓系統故障原因與維修技術
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江陰興澄特種鋼鐵有限公司成立于1993年，是全球單體規模最大的特鋼生產企業。其濱江一期廠區于1998年5月投產，整條生產線裝備設施均從國外引進，其中液壓傳動系統是整條產線的重要動力組成部分。冶金生產現場常常會受到高溫、振動沖擊等因素的影響，這些因素不僅會影響液壓元器件的使用壽命，導致液壓系統出現故障，還可能會造成安全事故。因此，對冶金設備液壓系統的常見故障尋因究源具有極其重要的現實意義。
1冶金設備液壓系統中常見的故障
液壓系統的類型繁多，各自的控制方式及實現的功能也各不相同，但都是由動力元件、控制元件、執行元件、輔助元件及液壓油五大部分組成，因此液壓系統故障的判斷與處置方面存在著一些共性。目前，在江陰興澄特種鋼鐵有限公司一軋鋼分廠常見的液壓系統故障有系統壓力失常、爬行、振動與噪聲、液壓系統油溫過高等，如果不能及時進行維修處理，勢必會造成生產中斷，給企業造成不必要的損失。
2冶金設備液壓系統的常見故障及產生原因
2.1壓力失常
壓力是液壓系統中基本的參數之一，壓力正常與否直接關系著液壓系統能否正常運行。液壓系統壓力失常通常表現為壓力不穩定、壓力過高、壓力不足及系統壓力無法建立。當液壓系統出現了上述壓力失常的現象，將無法正常工作，造成生產中斷。壓力失常的原因主要從動力元件、控制元件、執行元件、油箱液位以及設計原因5個方面著手排查。
2.2爬行
當流經執行元件的流量發生波動時，會導致執行元件的運動出現滑動和停止交替的現象，這種現象稱為爬行。爬行不僅會影響系統的傳動效率及精度，對于并聯同步系統，爬行還會造成執行機構運行不同步。爬行原因的確定主要從內外兩個方面進行，外因主要是檢查執行元件的運行軌道是否有卡阻，能夠相對快速確定并處理，也是處理此類故障需要首先排除的；內因則是檢查液壓系統本身可能出現的問題，如系統介質中是否混入空氣、調速閥是否正常、系統有無泄漏等。
2.3振動與噪聲
振動與噪聲也是冶金設備液壓系統常見的故障之一，兩者一般同時出現。當液壓系統發生振動和噪聲后，會加速元器件的磨損，影響其使用壽命；此外振動還會導致管線接頭松動，產生泄露污染環境，當介質泄漏量達到設定值，液壓系統便會發生突然跳停；而噪聲是工業生產現場環境污染的重要因素之一，嚴重影響職工健康。液壓系統的振動與噪聲主要來源于泵、液壓馬達與液壓缸等執行元件、管道及油箱4個方面。
2.4液壓系統油溫過高
冶金設備液壓系統油溫過高也是液壓系統正常運行的一種潛在性威脅。液壓系統長時間在高溫下工作，油液的壽命會大大縮短。另外，氧化生成的酸性物質對金屬起腐蝕作用，增加磨損，影響液壓元器件的使用壽命及液壓系統運行的可靠性。高油溫對液壓系統的主要危害如表1所示。
3.1壓力失常維修技術
一軋鋼分廠的液壓系統已運行多年，因此設計方面的原因不作為本文討論的重點，以下將從其他4個方面分析壓力失常的原因及相應的維修技術。根據壓力失常的4個方面原因及“先外后內、先簡后繁”的原則，按以下步驟處理壓力失常的故障。（1）檢查油箱液位，確定油泵是否存在吸空現象。（2）檢查執行元件馬達或油缸是否損壞，有無內泄現象。（3）檢查泵及原動機是否存在轉速異常的情況，包括確認泵電機組的聯軸器是否正常?？梢酝ㄟ^啟用備用泵來快速判斷泵是否正常。若啟用備用泵后故障排除，即可確定泵出現了故障，若啟用備用泵后故障依然存在，則需要排查其他方面的原因。（4）控制元件故障的排查。在這類元件的故障排除過程中，可以先檢查電氣控制線圈等簡單的部件是否正常，再去排查用于控制壓力的溢流閥、減壓閥及卸荷閥等壓力控制類閥門工作是否正常。通過上述4個步驟的檢查，基本上可以確定液壓系統壓力失常故障的原因，并快速處理恢復生產。
3.2爬行維修技術
根據出現爬行原因的分析，采取的主要維修措施如下。（1）針對外因，先檢查機械軌道是否有雜物、磨損等卡阻現象，可以通過修磨及添加潤滑油來排除。（2）內部因素方面，首先，檢查簡單的管線是否泄漏，若發現泄漏及時處理。其次，檢查油液中是否混入空氣，油位是否正常。一般剛檢修后的液壓系統，第一次試車過程中出現的爬行現象往往是因為系統中混入了空氣，此時只需操作油缸來回動作，將空氣排出即可。最后，需要檢查調速閥及換向閥是否正常，若控制閥的阻尼孔及節流口被污物堵塞或者彈簧老化，便會導致閥芯移動不靈活產生節流，引起執行元件的爬行。因此，需要保持介質的清潔度，定期檢驗及清洗油箱，在液壓系統維護過程中防止介質污染。
3.3振動與噪聲的維修
泵噪聲、振動大的主要原因可能有以下3個方面：一是泵內產生氣穴，此時需逐步排查油溫是否正常，如果油溫過低則會導致介質粘度過高而引起泵振動、噪聲，此種情況極可能發生在冬季溫度低的時候，此時開啟加熱器加熱介質即可；二是油箱回油管要確保在液面以下，否則回油帶入空氣，容易引起泵在工作過程中產生氣穴；三是泵內部零件的磨損與老化損壞產生振動與噪聲，此時需要更換新泵。液壓馬達與液壓缸等執行元件的振動與噪聲在安裝之初就要通過確保安裝精度去預防，另外要做好試車時的排氣工作，防止因空氣混入所引發的振動與噪聲。液壓馬達內部零件的磨損或老化損壞也是產生振動與噪聲的一個重要因素。管道的振動與噪聲在液壓系統里比較常見。因此，在管線布置之初就要科學合理的安裝固定管夾，有需要時可以通過加裝防振墊并安裝壓板來消除振動；同時，也要根據系統參數合理選擇管徑、安裝蓄能器及布置節流閥，防止油液劇烈流動所產生的噪聲。
3.4液壓系統油溫過高的維修
液壓系統油溫過高主要來源于兩個方面，此處以江陰興澄特種鋼鐵有限公司一軋鋼分廠保溫爐液壓站為例進行分析。保溫爐液壓站主要為爐區運鋼臺架提供動力，由于鋼坯溫度高，油缸及液壓油在工作過程中受熱輻射升溫帶回油箱，導致系統油溫常年居高不下，液壓油極易氧化，系統故障率偏高。針對此類由于外部環境導致的油溫過高，通過改進液執行元件液壓缸，增加氣冷裝置來降低溫度，同時在系統回油管路上增加冷卻器（如圖1所示），進一步降低油溫，改進后效果顯著。另外，系統內部元件在工作過程也會產生異常發熱，特別是系統的安全閥與泵本身的卸荷閥設定值不合理時，極易使泵處于卸荷狀態，導致油溫快速升高，此時需要重新調整泵自身卸荷閥設定值，使其略高于系統溢流閥設定值即可。
4結語
本文重點介紹了冶金設備液壓系統中的一些常見故障及產生的原因，并提出了相對有效的解決辦法。期望可以通過最小的人力、最少的財力讓設備發揮出應有的價值與作用，努力實現冶金設備液壓系統零故障運行的目標。
參考文獻
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作者：王正建 單位：江陰興澄特種鋼鐵有限公司
