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高線精軋機潤滑系統診斷要求

發布時間:2019-10-11 09:13:49

 

鋼鐵企業液壓、潤滑系統對油品的標準及應用

 

    鋼鐵公司高線預、精軋潤滑站,打包機液壓站,加熱爐液壓站的油品污染來源及處理建議方案

                                  中國·蘇州頗澳德克過濾系統科技有限公司

前言:

高線軋機系統的油品污染源主要來自于輥箱及錐箱的機械正常磨損及密封損壞使冷卻水進入油箱,冷卻水會帶入大量的氧化鐵及乳化油品,使整個稀油潤滑系統的液體嚴重污染及嚴重降低了潤滑油的潤滑粘度,長時間運行會造成設備的損壞,要想潤滑油達到機械設備要求及NAS級別,必須管好機械密封問題,降低油品中的含水量。

設備系統中原件要求: 潤滑液壓系統中清潔度等級對應表

 

液壓系統

 

ISO4406 /NAS 1638

伺服閥

 

A

B

C

D

E

 

 

 

 

 23/20

 21/18      12

 20/18

 20/17      11

 20/16

 19/16      10

 18/15      9

 17/14      8

 16/13      7

 15/12      7

 14/12

 14/11      5

 13/10      4

 12/9       3

 11/8       2

 10/8

 10/7       1

比例閥

 

 

A

B

C

D

E

 

 

 

變量閥

 

 

 

A

B

C

D

E

 

 

插裝閥

 

 

 

A

B

C

D

E

 

 

定量柱塞泵

 

 

 

A

B

C

D

E

 

 

葉片泵

 

 

 

 

A

B

C

D

E

 

壓力/流量控制閥

 

 

 

 

A

B

C

D

E

 

電磁閥

 

 

 

 

A

B

C

D

E

 

齒輪泵

 

 

 

 

A

B

C

D

E

 

潤滑系統

 

球軸承

A

B

C

D

E

 

 

 

 

 

滾子軸承

 

A

B

C

D

E

 

 

 

 

徑向軸承

 

 

A

B

C

D

E

 

 

 

齒輪箱(工業用)

 

 

A

B

C

D

E

 

 

 

汽車變速箱

 

 

 

A

B

C

D

E

 

 

柴油機

 

 

 

 

A

B

C

D

E

 

清潔度等級(PCC)

12/10/7

13/11/9

14/12/10

15/13/11

16/14/12

17/1512

17/16/13

18/16/14

19/17/14

 

 

Paldek過濾器濾芯材料級別

BZ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BP

 

 

 

 

 

 

 

BN

 

 

 

 

BS

 

                                 

 

    潤滑液壓油用于液壓傳動系統中作為工作介質,起能量的傳遞、轉換和控制作用,同時還起著液壓系統內各部件的潤滑、防腐蝕、防銹和冷卻等作用。而液壓系統中的密封件起著防止流體從結合面間泄漏、保持壓力、維持能量傳遞或轉換作用。
   目前國內外使用的密封材料大部分是高分子彈性體,一些特殊條件下也有使用塑料及各類金屬。但不管屬于哪一種材料,都應具有下列性能:
    1、具有一定的機械物理性能:如抗張強度、拉伸強度、伸長率;
  2、有一定的彈性、硬度合適,并且壓縮永久變形??;
  3、與工作介質相適應,不容易產生溶脹、分解、硬化;
  4、耐磨,有一定的抗撕裂性能;
  5、具有耐高溫、低溫老化的性能。
    然而,沒有任何密封材料包括上述全部性能,需要根據工作環境,如溫度、壓力、介質以及運動方式來選擇適宜的密封材料,并通過制定材料的配合配方來滿足一定的要求?;蛘卟捎脙煞N以上材料復合或組合結構的形式發揮各自的特長,達到更加全面的效果。
    密封效果的形成:動密封分為非接觸密封和接觸密封。非接觸密封主要是各種機械密封,如:石墨填料環、浮環密封等;橡塑復合密封件和橡塑組合密封件均屬于接觸密封,依靠裝填在密封腔體中的預壓緊力,阻塞泄漏通道而獲得密封效果。液壓系統用的密封件多為靜密封(端面密封)、往復動密封(活塞、活塞桿密封)及旋轉密封。
    影響密封效果的因素:密封結構的選擇和油膜形成、壓力、溫度、材料的相容性,動密封所接觸工作表面的材質、硬度、幾何形狀、表面光潔度等。
     一、常用的耐介質性能優異的密封材料主要有:丁腈橡膠、硅橡膠、氟橡膠、三元乙丙橡膠、聚四氟乙烯、聚氨酯橡膠、丙稀酸酯橡膠等
     二、密封材質與液壓油的相容性
     液壓油的顆粒污染來源之一是密封件材料與液壓油不相適應而產生的“碎屑"或“磨屑"。密封件因被液壓油“溶漲"被損壞而產生的“碎屑"或被液壓油“抽提"出來的未被高分子材料結合的無機物和填充補強材料,使密封件損壞并失效,同時對油品形成污染造成液壓油變質以致失效。
     液壓系統中廣泛使用葉片泵,在其工作壓力大于6.9MPa的狀態下,磨損問題變得突出,因而在液壓油中使用了抗磨劑;為了適應在高溫熱源和明火附近的液壓系統,使用抗燃的磷酸酯、水-乙二醇液壓液、水包油和油包水乳化液等。此外,應“用"而生的抗氧、防銹等各種類型復合添加劑配置的不同用途液壓油(液)品種繁多,如:抗磨液壓油復合劑類型中的無鋅型(無灰型)抗磨液壓油復合劑,是用烴類硫化物、磷酸酯、亞磷酸酯等復配而成,同時還添加了含有硫、磷和氮三種元素的S-P-N極壓抗磨劑。在極壓工業齒輪油中,也以P-S型極壓劑為主。
     而密封件產生“溶漲"或“抽提"的原因是液壓油中添加劑所含有的各種化學元素依據“相似相溶"的原理,對不同的密封材質產生不同的影響,重點是密封材料的耐介質性能。例如:Shell Omala 320齒輪油和Shell Omala 460齒輪油中顯示較強極性的磷(P)元素濃度在300ppm左右,所以丁腈橡膠因含有丙稀腈基團而具有極性,具有優良的耐油性能,卻不適宜該類型油品的介質條件。
    隨著液壓油品種的不斷研發,為改善油液性能的各種抗磨、極壓添加劑、金屬減活劑、破乳化劑和抗泡添加劑等,對密封件的材料的影響需要通過實驗來驗證。
     三、密封材料耐油液性能檢測評定
     橡膠材料的密封件耐油液性能,一般采用標準試驗油,按試驗標準規定的溫度條件和試驗時間下浸泡,通過對浸泡前后測試值對比(如材料的硬度變化、拉伸強度變化率、扯斷伸長變化率、體積變化率、壓縮永久變形等),評價其性能。
     No1標準油是“低體積增加油",這種礦物油的混合物的成分是由溶劑萃取的,經化學處理、脫蠟的石蠟殘渣和中性油;No3標準油是一種“高體積增加油",由經過選擇的環烷粗制品,經過真空蒸餾得到的兩種潤滑油成分組成。不同用途對材料的指標值考核也是不同的。

    四、液壓油(液)對密封件性能的影響
    密封理論認為:在一個動態柔性密封及其配合面之間存在一層完整的潤滑膜。在正常狀態下,正是借助這層潤滑膜來達到密封目的并延長密封件壽命。
    在液壓系統中,液壓油(液)對密封件密封性能的影響除介質/密封材料的相溶性,油品的粘度、粘度隨溫度的變化、往復(旋轉)運動速度、壓力及軸、缸體或活塞桿的材質、硬度、幾何形狀、表面光潔度,以及密封件的結構等影響潤滑膜形成和膜特征的因素,均影響密封效果。一般說來,形成連續的潤滑膜能獲得理想的密封效果。
    日本NOK公司最先在世界上用最新的圖象處理技術解釋清楚油封的密封原理。認為油封(旋轉動密封)的密封機理由潤滑特性和密封原理兩部分組成。潤滑特性:油封的摩擦特性受流體的粘度與滑動速度支配,油封與軸的相對滑動表面在油膜分離的潤滑狀態下運動,因此保持摩擦阻力小,磨損小。密封原理:油封滑動接觸面上油的流動是從大氣側流向油側又從油側流向大氣側的循環?;瑒用娴臐櫥己?,可防止磨損的進行,由此沒有泄漏。
     當系統運動速度過高時,影響連續的潤滑膜的形成,導致摩擦熱增加,超出密封材料的耐溫范圍則造成密封件的損壞。壓力過大時,除影響油膜形成,還會對橡塑密封件產生“擠隙"作用,一般可采用加“擋圈"來改善?;蜻x擇摩擦系數小、自潤滑性好的PTFE組合密封件結構將有助于改善摩擦副之間的潤滑,適用于高低速往復運動及高壓系統的油缸活塞、活塞桿密封。
    根據系統工況條件及介質環境合理地選用密封件和密封材料、正確安裝使用和維護密封件,是獲得有效的密封效果、可靠性及使用壽命的關鍵。

液壓油中混入過多的顆粒物會堵塞油濾、擦傷密封件、堵塞或磨損元件。但液壓油在生產過程及使用過程中不可能做到沒有顆粒物?,F在我國國家標準對液壓油的顆粒物是以“機械雜質”<0.005%來控制的,國外多用美國宇航局(NAS)和國際標準化組織(ISO)的液壓油清潔度級別來恒量。
     NAS液壓系統對油品清潔度的要求如下:
     1.大間隙、低壓液壓系統:NAS 10—12,大約相當于ISO 19/16—21/18。允許≥5μ顆粒數/毫升,大約5000~20000。≥15μ顆粒數/毫升,大約640~2500。
     2.中、高壓液壓系統:NAS 7—9,大約相當于ISO 16/13—18/15。允許≥5μ顆粒數/毫升,大約640~2500。≥15μ顆粒數/毫升,大約80~320。
     3.敏感及伺服高壓液壓系統:NAS 4—6,大約相當于ISO 13/10—15/12。允許≥5μ顆粒數/毫升,大約80~320。≥15μ顆粒數/毫升,大約10~40。
     目前我國普通工藝生產的液壓油一般只能達到NAS 8-10

污染度分級標準

 

NAS1638分級標準

等級

5—15μm

15—25μm

25—50μm

50—100μm

>100μm

00

125

22

4

1

0

0

250

44

8

2

0

1

500

89

16

3

1

2

100

178

32

6

1

3

2000

356

63

11

2

4

4000

712

126

22

4

5

8000

1425

253

45

8

6

16000

2850

506

90

16

7

32000

5700

1012

180

32

8

64000

11400

2025

360

64

9

128000

22800

4050

720

128

10

256000

45600

8100

1440

256

11

512000

91200

16200

2880

512

12

1024000

182400

32400

5760

1024

 

NAS1638等級表

油潔凈度(顆粒度或污染度)的指標國內沒有統一,一直還是引用國外標準,以下是NAS(National Aerospace Standard 1638)分級標準列表,僅供參考。

(其中4級、5級為經過濾設備過濾后等級,9級、10級為新油等級)

 

污染粒

         NAS1638等級表(每100ml內的最大顆粒數)

00級

0級

1級

2級

3級

4級

5級

6級

7級

8級

9級

10級

11級

12級

5-15u

125

250

500

1000

2000

4000

8000

16000

32000

64000

128000

256000

512000

1024000

15-25u

22

44

89

178

356

712

1425

2850

5700

11400

22800

45600

91200

182400

25-50u

4

8

16

32

63

126

253

506

1012

2025

4050

8100

16200

32400

50-100u

1

2

3

6

11

22

45

90

180

360

720

1440

2880

5760

>100u

0 

0

1

1 

2

4

8

16

32

64

128

256

512

1024

頗澳德克公司一貫采用上述標準,對公司生產的產品質量進行監控,公司配有德國進口激光顆粒度油品在線檢測儀,對自己生產的產品以及用戶實行季度性的油品在線監控,為客戶不斷改善的油品品質,確??蛻舻挠推菲焚|和延長設備的使用壽命,是頗澳德克一貫的宗旨。

           

    蘇州頗澳德克過濾系統科技有限公司對某鋼鐵公司多條高線(摩根4-5代軋制線,其設計能力90米線速,原裝美國摩根公司及哈飛公司制造)生產區的預精軋機潤滑站(油品533)河北過濾芯型號為HC8900FKS39H,精軋機潤滑站(油品525)河北過濾芯型號為HC8900FKS39H,打包機液壓站(油品46號)河北過濾芯型號為0850R010BN4HC,加熱爐液壓站(油品46號)河北過濾芯型號為SFBX1300X10,我們對油品進行了溫度、含水量、顆粒度的在線檢測化驗。

化驗設備名稱:(德國進口激光顆粒度油品在線檢測儀),時間2010-7-7下午:

化驗結果如下:

1:預精軋機潤滑站(油品533)

 

 

 

 

 

2:精軋機潤滑站(油品525)

3:預精軋機潤滑站(油品533)

 

 

4:精軋機潤滑站(油品525)

5:打包機液壓站(油品46號)

 

6:加熱爐液壓站(油品46號)

7:加熱爐液壓站(油品46號)

 

7:打包機液壓站(油品46號)

 依據上面檢測結果顯示,高線生產區的預精軋機潤滑站(油品533),精軋機潤滑站(油品525)水份超標,顆粒度嚴重超標,希望貴公司根據系統要求進行處理。

根據我公司的多年在高線液壓、潤滑系統中的實踐經驗,上述油品會給貴公司造成滾箱、錐箱損壞、燒毀以及縮短油膜軸承的使用壽命,加劇其他備品備件的損耗量。

改善方案:

1:打開油水分離機,對油品進行油水分離,減少油品的乳化,延長油品使用壽命。

2:用一套旁路過濾200-400 升每分鐘的高效大流量2-3級濾油設備在線對油品快速除渣滓過濾,減輕潤滑站的過濾器過濾負荷,降低對過濾濾材的擊穿性,延長主過濾芯的壽命。

3:主過濾器濾芯報警后必須更換,不可以重復使用,因為濾材是迷宮多層制成,帶大小顆粒的油品通過濾眼孔徑進行傳輸液體,顆粒會摩擦造成濾孔磨損,造成孔徑變大,因為顆粒有大有小吸附在濾材表面,可以保證過濾芯的精度,但是通過清洗后表面顆粒去除,孔徑就變大了,而且清洗時因為沒有專用的工具,很容易把顆粒帶到濾芯內孔,濾芯安裝后顆粒沒有過濾直接進入系統,那樣就會造成更大的設備故障。

4:根據現在的油品質量,建議用5um的濾芯進行油品處理一段時間,等油品指標改觀后再考慮用其他精度的過濾芯。

目前好多客戶對我們技術人員講,你們的濾芯可以用多久的話題,我這里給你介紹一下,你們應該這樣來問我們比較合適,你的10um濾芯通過多次過濾后的油品可以達到NAS8級要求嗎?一般其他高線設備上可以用多久呀?如果在溫度40-45度時油箱含水量在150ppm時可以用多久,這樣的問話是正確的,如果你不考慮油品品質的話,濾芯用1年也可以不用換,你用50um或者200um你看看要多久才換濾芯,可能你的設備壞了濾芯也不會報警,很多在濾芯的工廠是這樣做濾芯的,你定10um濾芯,不過你要濾芯使用30天,達不到要求就是濾芯不好,在這種情況下,他們就把濾芯的過濾精度放大,那樣使用壽命到你們要多30天,但是你們的油品就特別糟糕,短時間的可以設備看不出來有設備質量問題,長時間的使用你們的滾箱/錐箱/軸承/軸以及其他的閥就會損壞,我們最好的客戶1年最多也就損壞一個滾箱錐箱,主要他們的油品管理的相當好,油箱進水少,油品質量在NAS8級以下使用。

 

上述建議以供參考。

 

蘇州頗澳德克過濾系統科技有限公司

技術部

2012-8-28

 

 

 

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