冶金工业液压系统污染与废尘回收论文

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篇1：冶金工业液压系统污染与废尘回收论文

冶金工业液压系统污染与废尘回收论文

一、关于液压系统污染物来源及危害

可以污染液压系统的污染物有不少，大部分为液压油中的空气、水、固体颗粒和一些微生物。在这些污染物中水，固体颗粒和空气等物质会对液压油造成的损害可分为两种。一为化学伤害，二为物理伤害，这些伤害都会对多会严重影响液压油的使用周期。还会使工作效率下降，造成加快磨损等危害。如下简要阐明空气的危害，水的危害和固体颗粒物的危害。

1.空气的危害

在液压系统中吸油管密封性欠佳和油箱液位过低时会使空气进入液压系统内部。

与水相比较空气更容易进入液压机内部。空气在液压机内部以两种形态存在，一种为游离态，一种为溶解态。溶解状态的空气并不会影响液压机的正常工作，而游离态的空气会使液压油的弹性模数降低，同时也会引起气穴和气蚀，形成压力冲击，振动和噪声，导致液压元件工作性能变差，缩短使用寿命等危害。

2.水的危害

潮湿的空气和水循环系统问题是液压机进水的关键，在液压油中的水以以下三种形式存在：油中的水，乳化的水和游离的水。水溶液在液压油中若超过液压油的饱和水平水将以分层或乳化的形式存在于液压油中。[1]

游离水和乳化水会对液压油造成严重伤害。在液压油中游离的水会使加快金属表面腐蚀，乳化的水会使金属表面疲劳，会腐蚀液压系统。使液压油的润滑能力下降同时液压油中的水也会使润滑油层变薄，润滑性能下降，加快液压元件的磨损。会使液压油的性能发生改变，如改变润滑和承载性能、液压油的黏度和能量传递特性等。[2]水还会与液压油中的添加剂产生化学反应降低液压油的热稳定性、水解安定性，还会产生烟炱和焦炭等沉淀物，造成沉淀和损耗。

3.颗粒污染物的危害

固体颗粒污染物的组成成分有沙粒、金属颗粒、橡胶颗粒、积碳和纤维等物质构成。这些颗粒污染物大部分来来自于液压系统及其元件在制造、装配、存储和运输过程中带入的切削、毛刺、磨料、沙粒、焊渣和密封胶等。金属颗粒污染物在颗粒污染物占7.5成，废尘（大部分为sio2）颗粒占1.5成，杂质占1成。在液压油的污染中颗粒污染物的危害性最大，散布最广。颗粒污染物会引起液压系统故障，同时也会引起液压系统可靠性下降和液压元器件使用寿命缩短等问题。颗粒污染物会使液压元件的磨损加快。同时也会引起滑阀卡滞的征象，使阻尼小孔或节流小孔阻塞造成液压机的失灵等问题。而且会加速快液压油性能的恶化与衰减。

二、冶金工业粉尘废物的特点

冶金工业是我国空气污染的主要原因之一，这里空气污染主要指两个方面，一是厂房内的污染（IAP），二是厂房外的污染即大气污染。冶金工业粉尘污染的特点大致是以下几种：粉尘污染物排放量过大、车间卫生条件差、粉尘污染种类复杂、粉尘的粒径分布差异、粉尘的回收。

1.粉尘污染物排放量过大

由于我国冶金设备过于老旧，冶金工艺手段比较落后，所以我国的粉尘污染物排放量过大。由于某些工厂为了减少资金投入，降低或减少粉尘捕捉措施的实施。在我国有些城市工厂经常坐落于小区或居民住所附近，容易引发社会矛盾，造成居民与企业的不必要纠纷。

2.车间卫生条件差

粉尘污染物经常弥散在工作车间，许多车间的空气都被污染物所污染，车间内的空气质量（IAQ）达不到国家制定的《工业企业设计卫生标准》（TJ36 - 79 ）。近年来在某些冶金企业由于粉尘污染严重导致员工发病率大幅提升，在国家和企业之间造成了一定的经济损失和社会影响。

3.粉尘污染种类复杂

因为冶金行业产品多变，工艺种类庞大，从有色金属到黑色金属，冶炼工艺和辅助工艺。随着产品加工程序的不同，产生的污染物种类也随之不同，粉尘的物理性质和分散度也会不同。

下面列举各种工厂所产生的粉尘污染物

钢铁厂：烟尘 ， 氧化铁粉尘 ， 氧化钙粉尘 ， 锰尘

有色金属冶炼厂：烟尘 ， 氧化锌粉尘 ， 氧化福粉尘 ， 氧化铭粉尘 ， 氧化 钦粉尘 ， 氧化铜粉尘 ， 汞蒸汽

炼焦厂：烟尘 ， 苯蒸汽 ， 烃类尘

耐火材料厂：烟尘 ， 二氧化硅[3]

从以上资料可看出，有色金属冶炼厂的废尘中有毒物质较多，例如汞、氯化铬、铅等物质。

1.粉尘的粒径分布差异

粉尘污染物粒径差别较大是冶金的手段不同，冶金的工艺不同，冶金的产物不同这三个缘由造成的。有的粉尘微细，这里的微细是指整个粉尘群体细微，即中位径很小，或是粉尘群体里的.部分粉尘很细小

2.粉尘的回收

工业粉尘污染物是空气污染物中主要的污染物之一，但事情也有好的一面，这些粉尘可以利用为重要的原材料。就像是炼铜厂的氧化锌（ZnO）可以用于医药化工方面，硅铁电炉的粉尘二氧化硅（SiO2）就是橡胶厂的重要原材料之一，也是路面的添加剂之一。回收利用粉尘会带来可观的效益，同时也会减轻对环境的污染。

三、冶金行业主要除尘技术

冶金行业为了减少对学校的污染和极高经济效益，采取以下几种主要的除尘方式。

1.袋式除尘器

袋式除尘器是利用空气动力捕集机构，利用阻拦、碰撞和扩散等方法，还利用一定的静电效应来捕捉粒子，该除尘器运用十分广泛。但从目前的趋势来看，袋式除尘器已经有被电除尘器取代的趋势了，这种趋势在日本、美国和澳大利亚等国家也发生。国外近年的袋式除杂器的品种较多，主要有静电袋式 除尘器、筒型折叠式脉冲清灰除尘器、扁袋旁插脉冲清灰除尘器等[4]。

2.静电除尘器

高效低阻式静电除尘器的特点，静电除尘器的方法是用不均匀的电场产生的静电力使粉尘从气流中分离出来。静电除尘器本应效率很高但是因为实际条件的约束，当受到受尘粒性质（特别是电特性）、电场强度、气流分布均匀性、电场流速、除尘器被结构和气体参数这些条件约束，除尘效果大部分时候不如袋式除尘器。

参考文献：

[1]Mike Day， Christian Bauer. Water contamination in hydraulic and lube systems[J].Practicing Oil Analysis，.

[2] Fitch J，Jaggernauth S. Moisture， The second most destructive lubricant contaminant and its effect on bearing life[J]. P/PM Technology，1994

[3]S斌香，茅惠东.冶金行业超细粉尘的污染控制与回收[J].建筑热能通风与空调，（3）.

[4]张家平.我国工业除尘设计的进展[J].暖通空调新技术，（6）.

篇2：冶金工业液压污染控制分析论文

冶金工业液压污染控制分析论文

1前言

液压传动技术在18世纪诞生后即得到迅猛发展。今天,液压传动设备在各行各业得到广泛的应用,尤其在冶金行业中显得更为突出。液压传动技术有其不可比拟的优点,这是它得以迅猛发展的主要原因。与此同时,液压传动设备又有其脆弱的一面,其中抗污染能力低是突出的弱点。据统计,70%～80%的液压故障是由于不同程度的传动介质受污染而引起的。要保证液压系统正常、可靠地运行,必须要保持系统的清洁。利用液压污染控制技术,可有效提高液压元件使用寿命及液压系统工作的可靠性。

2液压系统污染的原因与危害

液压系统污染的原因很多,从污染产生机理来看,可分为液压介质的污染物,制作、安装过程中潜伏在系统内部的污染物和系统工作过程中产生的污染三种。结合冶金工业中的实际,产生污染的原因及危害主要有以下几个方面。

2.1液压系统内部再生污染产生的原因与危害[1]

2.1.1液压泵

冶金工业中最常用的液压泵包括:齿轮泵、叶片泵和轴向柱塞泵。其产生污染的主要原因是由于泵体内机械零件相互磨损产生细小金属粉末和金属颗粒。这些再生的固体颗粒污染物随着传动介质的循环流动而充满整个液压系统,容易堵塞液压元件先导部分节流孔,造成液压泵内泄漏增大,输出流量降低,甚至造成元件失灵。另外,对液压元件起到研磨剂的作用,导致系统污染状况急剧恶化,进而引起液压泵和液压阀过早磨损,危及整个系统的工作稳定和使用寿命。对于液压马达,容易造成内泄漏增大,输出转速降低,严重时引起失效而无法工作。

2.1.2液压阀

液压阀种类繁多,一般阀孔与阀芯间的径向间隙是4～13μm,最小达到2.5μm。污染物混入系统后会加速液压阀的磨损、研损,污染物会堵塞液压阀的节流孔或节流缝隙,破坏或者引起阀的动作失灵或者引起噪声。传动介质流经阀芯与台肩的棱边时产生冲刷磨损,构成危害系统的再生污染。

2.1.3比例控制阀和液压伺服阀

比例控制阀和液压伺服阀是液压系统中对污染最为敏感的液压元件之一。其危害主要表现为:控制误差增大、响应速度迟缓、输出不平稳、控制失灵、失去控制特性、检测曲线出现阶梯状、死区和滞后量增大以及流量比减小等。

2.2液压系统外部侵入污染的原因与危害

2.2.1新传动介质的污染

传动介质在未注入液压系统之前,由于存储、运输过程中经过了管道,传动介质与管壁发生摩擦,产生金属颗粒和橡胶颗粒进入液压系统内部。另外,还有大气中的水分、灰尘和金属容器内壁锈蚀等。在高温、高压条件下,空气极易使液体的传动介质氧化变质,生成有害的物质和胶状沉淀物,侵蚀金属表面,同时,降低了传动介质的体积弹性模量,使系统失去刚性和响应特性,引起气蚀现象,产生剧烈的振动和噪声,造成系统工作不稳定。

2.2.2液压元件内部的残留污染

冶金工业中,液压元件常见的残留污染包括:毛刺、切屑、飞边、灰尘、土、纤维、砂子、潮气、管路密封胶、焊渣、油漆和冲洗液等,其潜伏在系统内部,对系统安全可靠运行极易造成严重影响。

2.2.3液压缸密封件的污染

灰尘颗粒在液压缸内会加速密封件的损坏,缸筒内表面的拉伤,使泄漏增大,推力不足或者动作不稳定、爬行速度下降,产生异常的声音。实践表明,大多数液压缸防尘密封圈很少能够达到100%清除粘附在活塞杆表面的薄油膜和精细污染,造成环境中的尘土和脏物被带入液压缸,并进入系统,造成污染。

2.2.4冷却器的污染

如果循环冷却水进入系统,形成乳化液,降低了传动介质的润滑和防腐作用,造成系统内金属元件表面腐蚀。同时,水还加速了传动介质的氧化变质。水与传动介质中的某些氧化剂反应,产生粘性胶质物,引起阀芯粘滞和过滤器堵塞等故障。在实际生产中,传动介质中的水含量超过0.05%时,对系统就会产生严重的危害作用。

3液压系统污染平衡原理[2]

在液压系统中,油液污染度与所采用的过滤器的过滤精度及单位时间侵入系统的污染物数量有关。污染源也是多方面的,包括外部侵入和内部生成的。因此,要精确分析液压系统的油液污染状况与各因素之间的关系,就需要运用液压系统污染平衡原理。在液压系统中污染物的外界侵入、内部生成与污染物的滤除之间存在着动态平衡问题,而达到这平衡的速度及平衡点的位置取决于污染物侵入数量、过滤比、过滤流量和过滤精度等参数。这4个参数若能合理选择、适当搭配,就能使油液的清洁度达到所需要的目标值,同时使液压系统达到令人满意的性能和延长使用寿命。通过过滤器对液压油进行过滤,进一步对过滤器积留污染物种类分析,还可以帮助查找磨损部位,对故障隐患及时进行处理,防故障于未然。

4液压系统污染控制技术

4.1液压系统内部再生污染的控制

控制液压系统内部再生污染的主要技术包括:使用清洁的传动介质;在满足生产工艺的前提下,尽可能降低系统工作压力,以减小因传动介质流动而造成的磨损;保持正常的系统温度;保持系统工作压力平稳,以减小压力波动造成的冲击;选择适当的传动介质粘度;保证良好的循环过滤系统,定期清洗和更换滤芯;对于比例控制系统和伺服控制系统,注意使用稳定的`工作电流和控制电流七个方面。

4.2液压系统外部侵入污染的控制

控制液压系统外部再生污染的主要技术包括:尽量减少新传动介质的周转途径;在油箱上安装通气过滤器或气动安全阀,隔离介质与大气的接触;检修时,尽可能保证检修部位清洁,使用没有纤维屑的净布或“短袜”式的吸油材料清洗液压元件和阀台;禁止触摸液压缸的活塞以及活塞杆,防止脏物的粘附和碰撞;严禁冷却器漏水,避免水与传动介质混合;装配前认真冲洗,尽可能达到高流速和“紊流”,将残留污染赶出“窝点”和对于新安装的或改装的液压系统,投用前尽可能保证足够时间的无负荷“跑合”七个方面。

4.3发展高精度过滤技术

根据液压系统污染平衡原理,系统油液的污染度主要取决于系统总的污染侵入率和过滤净化能力。因此采用有效的过滤系统,可保持非常高的初始清洁度。为了提高系统工作的可靠性,延长设备的使用寿命,重要的一些回路采用高精度过滤器。高精度过滤技术的关键在于过滤材料,研制开发高性能的新型过滤器材料,合理解决过滤精度、压力损失和纳污容量之间的制约,是提高过滤性能的关键。近年来,高精度无机纤维滤材(丝径为l～2μm或更小)与较粗纤维搭配,并采取在滤材厚度方向孔径梯度变化结构,显著提高了滤材的纳污容量。此外,不锈钢粗纤烧结滤材、特种金属等耐高温、耐腐蚀的高强度滤材的采用,扩大了过滤技术的使用。

4.4实现全面清洁度控制[3]

“全面清洁度控制(TCC)”,是美国Pall公司提出的一种类似全面质量管理(TQC)的管理程序,旨在从单个零件的生产到系统开始运行以及今后的使用过程中,降低污染物的发生率及影响。其内容包括了液压系统的元件制造、系统设计、设备安装、冲洗、清洁度等级标准制定、运行过程中的油液过滤、油液质量管理等硬件和软件方面内容,并实行全过程、全系统的管理,如附图所示。通过实现全面清洁度控制可以提高液压系统防污染的水平。期阴极锌质量大大提高。复产6天的阴极锌质量如表3所示。从表3可以看出,采取措施后阴极锌含铜的合格率为83.3%,比原来提高了72%,阴极锌含铅的合格率为100%。

5结语

阴极锌质量作为锌电解一项重要的技术指标,不管什么时候提高阴极锌质量都有非常重要的作用。生产实践证明,加强停复产期间的质量管理,是提高阴极锌质量和提高电锌的0#锌产出率的一项重要措施。

篇3：民用飞机液压系统油液污染及其控制分析论文

民用飞机液压系统油液污染及其控制分析论文

根据污染物存在的形式, 可分为固态污染物(固体颗粒)、气态污染物和液态污染物。污染物的上述三种状态在外部环境改变时, 可能相互转化。

1 固态污染物(固体颗粒)特性及危害

固体颗粒是引起油液污染及机械磨损排在第一位的因素, 也是污染控制研究的主要对象,世界各国都有广泛研究,总结起来有如下几个特性。

( 1 ) 细微性。

我们所研究的固体颗粒也是以微米为计量单位的物质, 肉眼可见的最小颗粒尺寸为40μm,不同类型的微小固体颗粒尺寸范围见表1。

( 2 ) 沉降性。

存在于油液中的固体颗粒都受到三种力的作用,一是重力,二是扩散力,三是浮力;当重力大于浮力和扩散力时,就会自然下沉, 称为沉降性。

( 3 ) 聚集性。

细颗粒粘结或聚集成团块的现象称为聚集性, 在大多数情况下是不利的。

( 4 ) 吸附性。

如同墙壁落灰一样, 油液在系统内流动时污染物也会附着在壁面上, 并逐渐增厚,当受到外界振动冲击后会一起脱落,造成集中污染。它比分散污染更为有害,甚至是致命危害。

如果颗粒的硬度等于或小于表面的硬度, 表面的磨损量就很小。只有当颗粒硬度大于金属表面硬度时, 才能对金属表面产生磨损;反之,颗粒硬度小于金属表面硬度时, 对金属产生的磨损作用是很小的。

( 6 ) 催化作用。

油液中的水和空气, 以及热能是油液氧化的必要条件, 而油液中的金属微粒对油液氧化起着重要的催化作用。试验研究表明,当油液中同时存在金属颗粒和水时,油液的氧化速度急剧增快, 铁和铜的催化作用使油液氧化速度分别增加1 0和3 0倍以上。

固体颗粒污染的危害主要表现如下。

1 . 1 运动件表面磨损引起功能失效

( 1 )液压泵和液压马达功能失效。高速运转中的配油盘与转子、柱塞与柱塞孔等部件,都是在大载荷、小间隙条件下工作,油中的固体污染物可破坏油膜,划伤运动表面。

( 2 )齿轮齿面磨损引起失效各种齿轮。在工作中是滑动和滚动同时存在, 而齿轮的主要工作状态是重载、薄油膜,大于油膜厚度尺寸的固体污染物又都能进入齿面接触区,造成齿面的剧烈磨蚀,硬度大的颗粒划伤更为严重;此外,重载摩擦的瞬时高温可使齿面产生凹痕, 反复工作使表面疲劳破坏, 引起机械失效。

( 3 )其他元件表面破坏各种类型的运动件。如轴承、油缸筒、阀类以及密封装置等,都会因油液污染并在高压、高温和高速条件下不断破坏工作表面, 到一定程度引起功能失效。

( 4 )密封胶圈的破坏胶圈是流体系统不可缺少的密封装置, 密封件的寿命与油液固体污染度息息相关,污染度越高,固体颗粒嵌入胶圈摩擦面的机会越多, 造成胶圈被划伤、剥落。

1 . 2 金属颗粒促进油液氧化变质

由于油液中进入水份和空气, 可引起油液乳化,也可产生微生物和胶质状物质,更易引起酸碱度的变化, 尤其是在某些金属微粒的作用下产生严重的腐蚀, 还可能产生偶发故障。

1 . 3 堵塞网孔

因油液变质生成微生物和各种胶状物质,可堵塞各类滤油器的网孔,造成滤油器功能提前失效;油滤失效后,可引起微孔被堵塞,或者是伺服阀的喷嘴挡板被堵塞,造成伺服控制系统失去控制功能, 酿成严重后果。

1 . 4 油液粘度变化

粘度是液压油的重要指标, 要求能满足低温条件下顺利起动, 也可以保证高温条件下的润滑性能,在水、空气和金属微粒的作用,破坏了油液的理化性能,也破坏了油液的粘度指标,无法满足高、低温条件下的.工作需要。

2 水污染特性及危害

液压系统难免在不同程度上存在着水份。水可以溶解在油中(称为溶解水) ,也可以自由状态存在于油中(称游离水)。自由状态水可以是沉淀水或乳化液; 沉淀水由长期静止的水珠形成, 存在于液体的底部或顶部,这取决于它们的比重。对矿物油,水一般沉淀于底部, 对磷酸酯或含氯碳氢化合物等合成液,则浮于顶部。在充分搅动的情况下,如通过泵的多次循环,水与液体可组成乳化液。

水对液压系统的危害也是相当严重的,它可使油液粘度下降,破坏油膜,引起严重的机械磨损;可产生酸性物质,增加油液的酸值,对系统增加腐蚀;在低温下,游离水常以冰块形式存在, 会引起运动件被卡住;水的含量超过3 0 0 p pm就可以引起碳素钢或合金钢生锈,造成滑阀被卡死,操纵系统无法正常工作, 现实中发生过因水污染飞机起落架放不下的故障。

3 空气污染特性及危害

液压油中溶解空气是不可避免的, 液压油中空气溶解量是依压力和温度的不同而不同,随着压力的增加,各种液体饱和溶解度都是呈线性的增加,同时又随温度的降低而不同程度的减小。

正因如此, 在液压系统中不同位置其压力是不同的,随着压力的降低,超过饱和溶解度的空气就会逸出成游离态, 而当压力升高时又溶解, 所以空气在系统中有时溶解有时逸出, 这种时隐时现的变化过程对系统有很大的危害, 是系统中的顽症。空气在液压油中也是两种状态存在,一是溶解在油中,一是以游离状态存在。以游离状态存在对系统的破坏最为严重。其危害主要表现为:

3 . 1 降低油液的弹性模量

当油液中有游离气体存在时, 就大幅度降低油液的弹性模量。例如:液压油在无游离气体时弹性模量平均值为1 5 1 0MP a ,如果夹杂空气,油液的弹性模量会降到3 5 3M P a以下,能造成系统响应迟缓,工作不稳定,会影响飞机操纵的跟随性,影响操纵力的稳定。由于这一故障的发生是随机的,有太多的不确定性因素, 造成故障现象不易再现, 也为故障分析工作造成困难。

3 . 2 产生气蚀

当系统的油液由低压区进到高压区时,气泡会瞬间被压缩破灭,此时产生的局部高温和高压冲击, 造成元件表面恶化和剧烈振动,气泡破裂会产生巨大的冲击力。

3 . 3 引起电液伺服阀工作失灵

现代飞机大量采用电传操纵, 大量应用电液伺服阀, 以实现快速准确的改变飞机姿态,而当油液中有微小气泡出现时,气泡会影响节流孔的通油能力, 可影响力矩马达的正常工作, 造成伺服阀工作瞬间失灵,影响操纵特性,自动化程度越高此项问题越突出。

3 . 4 增加系统的温升

当油液中气体含量太多, 低压区必然游离出气泡, 而气泡被压缩耗费的能量转变成热量,引起系统温升严重,温度过高会带来一系列弊病,例如:胶圈老化,系统漏油,油液润滑性能变差引起磨损严重,有资料介绍,当系统中油液温度降低8℃ ,油液寿命即可延长一倍。

3 . 5 促进油液氧化变质

空气含量增多必然对油液产生氧化腐蚀,增加油液的酸值,缩短油液的使用寿命。此外,气泡可破坏油膜,造成摩擦副失去润滑, 既破坏了摩擦表面又生成了大量污染颗粒, 等等。总之系统中空气含量增加, 给系统带来的危害是巨大的。

4 污染控制及设计要求

系统污染度控制, 材料选择和结构设计各环节都十分重要。

4 . 1 结构设计中应贯彻提高附件污染耐受度原则

应合理的选择间隙和最小孔径, 尽可能降低因污染所能引起的严重后果; 在选择材料和磨擦副时应贯彻低污染生成率原则, 因低的污染生成率是降低系统污染度等级的关键环节。除产品交付之前就带进系统的污染物以外, 污染物主要是在工作过程中生成的, 关键的摩擦副应选择有试验结论的材料和参数。

4 . 2 过滤设计

过滤设计是系统设计时不可忽视的重要内容, 首先是装机滤油器的参数选择和配置方案, 其次是采用地面净化装置定期净化。

将系统工作中自身生成的和外面侵入的各种固体污染物从油液中清除, 最普遍使用的方法是过滤。利用多孔性的介质滤除油液中非可溶性固体颗粒的元件称为滤油器。滤油器可分为表面型和深度型两大类, 表面型滤油器的通孔认为大小是均匀的,因而,所有大于通孔尺寸的污染颗粒均能被堵截在表面, 而小于通孔尺寸的颗粒均能通过。深度型过滤器的过滤元件为多孔性材料,内有曲折迂回的通道,对固体颗粒的清除主要是靠堵截沉积和吸附作用,深度型过滤器过滤介质的孔径是不均匀的, 它的过滤作用有更大的机率性。

4 . 3 推广采用封闭式油箱

液压油箱中的油液与空气直接接触,即开式油箱, 是外界污染物进入液压系统的主要渠道, 尽管开式油箱都加“ 呼吸器”阻挡空气中灰尘进入, 但是这种滤网起到的作用仍然有限。另外,大气中的水分和空气都通过开式油箱进入系统, 它的危害在前面已经阐述。采用封闭式油箱,隔绝油液与大气的通道, 是堵截污染物侵入系统的有效方案。

5 结语

通过对各种污染物的分析和研究有利于系统设计时更好地实现污染度控制的目标, 以保证飞机液压系统平稳、安全、有效地运行。

篇4：工程机械液压系统中油的污染与控制

工程机械液压系统中油的污染与控制

随着现代液压技术的广泛应用和发展,液压系统在机械中的使用可靠性和元件使用寿命显得突出的重要.据国内外有关专家的调查统计,油液的污染是液压系统故障的主要危害.在几年的`实践中体会到液压系统的故障率80%以上是由于油液的污染而造成.

作 者：周志  作者单位：黑龙江省友谊农场,黑龙江,友谊,155811 刊 名：黑龙江科技信息 英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(19) 分类号：X5 关键词：工程机械   液压系统   油的污染  

篇5：废蓄电池对环境的污染与回收利用

废蓄电池对环境的污染与回收利用

论述了废蓄电池对环境所造成的严重污染,介绍了废蓄电池综合利用与再生铅的'提取方法,并就废蓄电池管理与回收的现状,提出了理顺废蓄电池的回收渠道、规范收购行为的合理化建议,指出在我国当前工业化的进程中要解决好节约资源、保护环境两大课题的重要性.

作 者：成海泉 CHENG Hai-quan  作者单位：内蒙古大学交通学院,内蒙古,呼和浩特,010023 刊 名：内蒙古公路与运输 英文刊名：HIGHWAYS & TRANSPORTATION IN INNER MONGOLIA 年，卷(期)： “”(2) 分类号：U463.63+3 关键词：废蓄电池   环境污染   回收   利用  

篇6：冶金机械液压污染的原因与控制论文

冶金机械液压污染的原因与控制论文

冶金机械液压污染的原因与控制论文【1】

摘要 液压系统污染会导致系统运行不稳定，实践证明，70%～80%的液压系统故障都是由液压系统污染造成的，它对整个系统会造成极大的危害。

本文针对冶金机械液压污染，首先着重分析了液压机械在各个生产过程中产生污染的主要原因并分析了其危害。

在此基础上，提出了控制冶金机械液压污染的具体控制措施，这对确保之后冶金机械液压系统的正常稳定运行具有重要的参考价值。

关键词 冶金机械;液压污染;原因;控制

0 引言

冶金机械液压系统设备的运行周期长，工作环境复杂，因此其日常维护和保养工作任务艰巨、技术难度大。

冶金机械系统一般都是在户外进行作业，所处的环境较差，且冶金机械常年处于高速运转中，过高的负荷容易引起高温、高压。

户外作业也会导致冶金机械处于高粉尘污染的环境下。

当对冶金机械液压系统进行安装、调试及运行、保养的时候，冶金机械液压系统中的油液物质很容易受到污染，进而产生化学变化，引起质变。

这样，在之后的使用中，机械液压系统会出现很多故障。

实践证明，对于精度较高的冶金机械液压系统，究其产生故障的原因，由于液压油的污染而导致的占到75%～80%。

液压油液污染对液压系统造成的危害难以想象。

液压系统污染物的产生主要存在于制造和安装过程。

在该过程中，产生的污染物主要包括隐藏在液压系统内部的一些污染物和液压系统在工作过程中产生的污染物。

其中，隐藏在液压系统内部的污染物主要包括切屑、氧化皮、焊渣、锈渣以及纤维等残留物，对系统危害很大。

因此，在对污染物进行控制的时候，对污染物的检测和控制要贯穿到全过程中。

在实际的生产过程中，对冶金机械设备及其液压系统的维护，都停留在重使用轻保养的层面上。

冶金机械液压系统具有功率大，体积小，操作方便等特点，因而在生产中被广泛使用。

但是，面对液压系统污染严重等问题，如何更好地对液压系统进行维护与保养，减少液压设备故障的发生频率，延长设备的使用寿命，是当前各冶金生产企业普遍面前的一个难题。

本文就冶金液压系统产生污染的原因以及如何有效地对污染进行控制作一些探讨。

1冶金机械液压污染的产生原因及危害

1.1液压污染的主要类别及其危害

在冶金机械的液压系统中，液压油不仅是传递能量的主要工作介质，同时也承担着润滑、密封以及防锈等功能。

冶金机械液压系统的污染主要指液压油中掺杂了各种杂质，这些杂质包括固体颗粒、变质的水以及微生物等。

具体来说，包括以下3个方面：

1)从外界进入的污染物

对于冶金机械来说，在其液压系统的使用过程中，比如说在活塞的往复运动、向系统注入油液等过程中，常会有很多粉尘颗粒进入机械液压油中。

另外，系统还会因为密封圈的密封不严导致水进入油液中。

最后，在系统的日常维护和保养中，也会由于机械操作人员的疏忽等原因，将密封件以及阀体等带进去的棉纱等一系列的污染物掉进油液系统中。

这也是导致污染的一个重要原因。

2)系统自身制造过程中遗留的污染物

冶金机械液压系统的生产过程也是一个复杂的过程，要经历生产、组装、运输、仓储以及销售等阶段。

在这些阶段中，系统本身就会产生一些污染物。

这些污染物包括毛刺、碎屑子、沙粒、废料、锈片、喷漆、胶状物、棉布纱料布以及冲洗液体等等。

对于冶金机械而言，

由于其某个零部件的不洁净，将会导致整个液压系统的污染，从而导致系统出现故障，影响运行效率。

3)系统生产过程中产生的污染物

冶金机械液压系统作为冶金机械的重要组成部分，其工作环境复杂。

在当今社会，很多冶金机械都是在户外进行作业，他们长期处于高温、高压的环境，又会受到重核载的作用。

在这种情况下，机械中的液压油温度就会变高，从而产生化学质变，化学质变会导致金属表面产生腐蚀，出现金属颗粒、锈滓，润滑不良等现象，也会产生部分剩料、磨料等物质。

另外，高温、高压的工作环境以及重载的工作条件会导致液压油把金属表面的颗粒剥落，使金属出现凹凸不平，从而导致被密封的元件加快了老化的速度，被腐蚀，造成颗粒污染等。

1.2液压污染的主要危害

液压油污染会对机械系统造成很大的危害，主要包括以下几个方面：

1.2.1固体颗粒的危害

固体颗粒污染物的组成主要包括金属性颗粒、纤维、沙砾、橡胶颗粒、以及积碳等。

它们大多数是金属和硅、铝等氧化物，硬度通常较高，莫氏硬度约在4～7之间。

其中，二氧化硅和三氧化铝的硬度可以达到莫氏硬度7～9，对液压系统以及元件的危害比较大。

在上表所列这些污染物当中，固体性颗粒的分布最广泛、危害也最大，它是导致液压系统故障、降低系统可靠性并减少使用寿命的一个最主要的原因。

所以，我们认为，液压系统污染控制的重点应该放在减少固体性颗粒上。

1)固体状颗粒各种形式的磨损

(1)切削磨损

进入元件内的一些比较坚硬的固体颗粒镶嵌到较软的表面时，就会像车刀似的把元件表面的一些材料切割下来，然后形成碎屑。

在这种磨损方式中，比较软的表面很容易有颗粒进入，就会导致较硬的那一面磨损严重，切削表面会有显著的划痕。

(2)疲劳磨损

当固体状颗粒到达运动副间隙，在碾压运动和滚动的作用下在元件表面生成应力，进而裂纹，然后被油压冲击后不断扩展，形成了空洞，导致机械表面材料脱落。

(3)粘着磨损

固体状颗粒和元件表面的挤压作用会产生些许的塑性变形，形成了凹凸不平的坑，使润滑油膜遭到破坏，进而导致金属表面直接进行接触，它们接触的地方在高速、重荷载的作用之下会产生高温导致金属粘在一起。

运动副之间的相对运动也会发生剪切，导致金属表层脱落形成磨粒，使磨损加剧。

2)淤积

固体状颗粒随着油液流向运动副，在此附加作用之下，如果颗粒的粒度小于配合间隙，就会比较容易进入间隙内。

当淤积量增加时，小颗粒会阻断缝隙的流动，进而造成淤积现象。

颗粒淤积会导致机械容易导致飘摆、油压不够稳定、压力上下跳动、响应顿时停顿或者停止等现象。

一般而言淤积现象通常是暂时的，如果一旦工作起来，原来已有的边界层就会被破坏，这样就会使得淤积着的颗粒就会被液流很快的带走，这样一来滑阀就能够再次正常工作起来。

因此，系统突然发生的一些故障就会自动消除的。

油液中的小颗粒的浓度也就越来越高，从而使淤积这种现象不容易发生。

3)卡滞

卡滞主要指的是比较大的颗粒到了运动副的间隙并且附在间隙的入口附近，从而导致上下间隙之间发生径向不稳定的力，进而使得阀芯压向着浓度比较高的颗粒的一边，由此就会导致液压卡紧的现象。

然而在高压的系统中，当出现液压卡紧的时候，那么阀芯上面受到的不均衡的力以及液压卡紧力都会很大，这样就会就会使得阀芯卡滞以及偏磨。

1.2.2水的危害

我们知道，在冶金机械液压系统中，油液中的水主要是来自于空气。

实践证明，系统中水引起的污染的危害主要包括：

1)引起腐蚀

油液中含有部分金属硫化物以及氯化物等，当它们遇到水时，会发生作用，产生酸性介质，使元件表面被腐蚀。

2)引起变质

油液遇到水会发生氧化和乳化，添加剂也会和油液发生化学反应，生成沉淀物等胶质，不仅会破坏油膜强度，还使润滑性能降低。

同时，它也为微生物的生长与繁衍创造合适的'条件，引起油液变质。

3)低温结冰

系统中游离的水在低温状态下容易结冰，将小孔等间隙、油滤器等元件堵塞。

1.2.3空气的危害

空气常常比水更加容易进入到液压系统中，它在液压系统主要有两种存在方式：溶解状态、游离状态。

溶解状态下的空气常常不会影响到系统的工，产生危害的主要是游离状态的空气。

危害主要包括：会产生气蚀;会会降低系统液压油液的体积弹性模量以及刚性;会产生气阻等。

2液压系统油液及机械污染的控制策略

对于冶金液压系统，其工作的可靠性及使用寿命在很大程度上取决于液压系统受污染的程度及类别。

很多研究者对它们之间的关系都做了研究，这里就不再一一赘述。

当总结起来，要想提高冶金液压系统的可靠性及使用寿命，最主要的就是要降低系统的污染程度，下面就如何降低系统的污染展开讨论。

液压系统的污染包括内外两种因素。

其中，内因指的是系统使用过程中的一些正常损耗，它只能通过改进技术来进行降低，但时不可能完全被消除。

2.1设计时要选用适宜的过滤器

在机械的设计阶段，要综合考虑机械的工作环境，选用合适的过滤器。

这对于系统今后的运行有着重要的意义，是一项重要的污染减小措施。

如果所选用的过滤器它的精度太高了，会造成浪费;但是过低了又会减少器件的使用寿命。

要想液压系统的性能好、工作效率高、稳定性好并切实靠性，就必须要为它设计一个良好的控制污染度的系统。

1)对于一般的冶金机械液压系统，在设计的时候，它的过滤器的过滤精度为20lm。

对电液伺服系统，过滤器采用的是101m;

篇7：沙漠和海洋环境下液压系统使用与维护论文

1.1沙漠环境对液压系统的影响

沙漠环境对装甲装备性能与质量的综合影响可归纳为干热、沙尘和太阳辐射等3个方面。

1.1.1干热的影响

沙漠特有的干热经常引起设备或元器件热老化、氧化及结构变化、软化、熔化、升华，液体物理膨胀、粘度下降和蒸发，还会引起物质的化学反应，导致装备出现各种形式的故障。

干热导致空气密度下降，使得发动机充气系数降低，影响装备的动力性和经济性;另外还会引起发动机散热器的散热能力下降，造成发动机过热。温度过高时机油、液压油变质加快，油性变差，粘度下降，系统泄漏量增大，破坏运动副间的油膜，造成摩擦阻力增大，加剧机件磨损;液压系统油温过高还可导致油液的空气分离压降低，从而产生气穴，致使系统工作性能降低;装备的橡胶密封件变形，加速老化失效，造成润滑油(脂)泄漏，而泄漏的产生又使油液进一步升温。地表高温使液压制动系统产生气阻，引起刹车失灵。

1.1.2沙尘的影响

沙尘在物理上表现为不同尺寸、硬度的小固体颗粒;在化学上沙尘由不同的矿物质构成，一定条件下会发生酸性或碱性反应。因此沙尘环境可对装甲装备造成物理和化学两方面影响，其主要损坏类型包括磨损、阻塞堵塞及侵蚀等。漏进液压元件的沙粒会加速运动部件磨损;仪器仪表进沙后精度下降，动作不灵，最后导致损坏。

1.1.3强太阳辐射的影响

太阳辐射是以电磁波形式传输到地球上的一种能量，由紫外线、可见光和红外线组成。太阳辐射对装备的影响主要是由加热效应和光化学效应产生的。加热效应主要是由太阳辐射能中红外光谱部分产生的，与高温产生的热效应不同，它具有方向性，且产生温度梯度。

太阳辐射热效应主要引起产品短时高温、局部过热和装备表面较大的附加温升，降低有机绝缘材料的材质性能，使材料变形、产生机械热应力等，造成运动零件的卡死或松动、焊缝和结构件的强度降低、电气电子元件热老化、合成橡胶和聚合物的性能变化及涂层和其他保护层出现气泡和剥落现象等。

光化学效应主要是由太阳辐射能中紫外光谱部分产生的。由于太阳光中紫外线的作用，加上沙漠干热高温作用，使装备的密封件和塑料制品等逐渐老化、变色、发粘和龟裂，破坏其密封性能，引起液压系统管路爆裂、密封件漏油;使天然、合成橡胶及聚合物在较短波长的射线照射下造成破坏，有机绝缘材料加速老化;使空气容易电离而导致绝缘强度和电晕起始电压降低;使油漆涂层变色、粉化、起泡、开裂、剥落，加速金属表面锈蚀。

1.2应对策略

1.2.1深化日常保养

除按照装备正常每班保养执行要求外，每天要对空气滤清器进行清理，并检查进管线破损情况;注意检查冷却系统、液压系统等管路的密封件，发现破损，及时修理或更换;每天用压缩空气清除装备各处沉积的.浮土。

1.2.2视情缩短维护保养周期

对液压油、液压滤清器要缩短更换的周期;及时检查液压油、润滑油的数量和质量，缩短液压系统运行及密封件维护保养周期;各类液体加注时，应在加注口用滤网过滤。沙尘暴后，所有装备必须彻底清洗和检修;根据装备性能劣化程度，视情调整装备大、中修周期，并制定预防性维修方案。

1.2.3尽可能提高装备零部件、电子电器线路和仪器设备的可靠性

在材料选择和设备选型上要优选沙漠型产品，电子电气系统的接插件选用防水防尘型;要设计保证发动机和液压系统等可靠工作的闭式自动温控热平衡系统，以克服地表lm处60℃以上的辐射高温。改进装备内部各紧固件的防松措施，防止各紧固件的松动或者密封装置的泄漏。

篇8：沙漠和海洋环境下液压系统使用与维护论文

2.1海洋性气候环境对液压系统的影响

海洋性气候环境下，大气中含有的湿热、盐雾、霉菌和腐蚀性离子等同时存在，并且相互作用、相互影响。港口、码头上的液压系统能否在这种环境条件下长期有效地工作，主要取决于液压系统及液压油、液压元器件对湿热、盐雾、霉菌和腐蚀性离子等环境的适应能力。液压系统在海洋性气候环境下工作，除了在设计、安装、调试、运行、维修保养等环节中按普通环境工况进行外，还要特别考虑如湿热对油液和液压元件温升的影响：盐雾、腐蚀性离子对系统表面防腐、元件结合面、密封件材质、液压管线接头损伤、弯曲度、凹槽等的腐蚀性影响;霉菌对液压系统电子线路、接线盒、电缆等的浸蚀影响;海边大风大浪对系统的防护等级影响等因素。

2.2应对策略

(1)按照国家及行业标准，结合海洋环境的实际工况，正确掌握液压油的更换和液压系统的清洗时间。液压油在使用中一定会发生变质，继续使用变质的液压油会造成液压系统工作不正常、零部件磨损和腐蚀，严重时还可能造成重大事故。

(2)选择合适的密封件材质，考虑液压密封件与液压油的相容性，避免因密封件材料与液压油不相适应而产生污染物颗粒和杂质。

(3)控制系统的温升。

(4)提高液压系统使用、维修和保养要求

在海洋性气候环境下，液压系统的使用、维修与保养相对于普通环境而言，应有更高的要求，如检查周期更短、维护保养的范围更多、液压油更换的频率更勤，对油液系统清洗的程度更严格、防腐防锈日常化等。

篇9：冶金机械液压污染的原因与控制研究建筑工程论文

在我国经济不断发展的进程中，我国的各个行业也得到了极大的发展，机械设备制造行业也不例外。目前而言，机械设备制造行业的发展空间得到了极大的扩展，但是在其发展空间不断扩展的同时，其也面临着冶金设备液压系统的污染问题，针对这种问题，就需要合理的采取相应的控制措施，以降低污染所带来的影响。冶金行业的运行环境本身就较为复杂，而且冶金设备的运行时间也相对较长，所需要花费的保养时间和成本也相对较长。

1 冶金机械液压污染的原因

1.1 自身原因

冶金机械液压系统的设计与制造是一个相当复杂的过程，它需要经过一系列的生产、安装以及运输环节才能为企业所用，进而为企业创造价值，然而在这些环节，冶金机械液压系统不可避免的会产生一些污染物，例如冶金机械液压系统制造过程中残存的废弃材料，包括铁屑、绣片、磨料、油漆、沙粒等等，致使冶金机械液压系统达不到相应的运行技术要求，最终可能引发整个液压系统故障，给企业带来损失。造成冶金机械液压固体颗粒污染的另一个原因，可能是因为部分工作人员对维护保养工作不重视，在冶金机械设备清理的过程中不够仔细，导致冶金机械液压系统内存留一些清洗物质，短时间内这些物质可能不会对冶金机械液压产生负而影响，但是长此以往，极可能会引发系统性故障，影响了设备运行安全。相比其他形式的污染，冶金机械液压自身制造原因造成的污染频率较低。

1.2 外物原因

大部分冶金机械的运行环境较为恶劣，常常处于粉尘、漂浮颗粒较多的工业厂房中工作，加之其工作时间长、劳动强度大，更容易受外界环境的影响，液压系统内积聚了大量的粉尘或颗粒，即由外物引发冶金机械液压污染，是造成冶金机械液压污染的主要原因。一般情况下，冶金机械都是靠液压系统来传导动力，而且液压系统大多被设置在冶金机械设备的外部，所以在活塞杆的收缩运动中会附着部分粉尘或颗粒，久而久之，一些外界污染物会随着活塞杆运动逐渐进入到冶金机械液压系统的回流油箱中，与原有的油液混为一体，最终造成油质污染，在从而影响整个液压系统的正常工作。而且在后期的冶金机械液压系统维护过程中，工作人员需要对部分液压阀组、液压油管、控制阀门等进行更换，一些小的颗粒物可能会进入系统中，也会加重液压污染。除此之外，冶金机械液压系统的油箱不关闭或密封圈失效都会使外物侵入，造成液压系统污染。

1.3 温度原因

液压系统作为冶金机械重要的动力传导载体，对保证冶金机械的正常运转具有至关重要的作用。某些冶金企业一味地追求生产量，而轻视甚至忽视了对机械设备运行状态的考察，即使发现了带病工作的机械设备，仍不及时修复，进而引发了更大的安全风险。大多数冶金机械液压系统都是在高温、高压、重载的环境下工作，当它工作强度超标时，会使液压系统油升温，一旦油温超过承载极限时，势必会发生一系列的化学反应，油质也会随之出现变化，进而对金属表而进行腐蚀，产生金属颗粒、锈片、磨料等不良物质，影响了润滑性，因此油温控制的预警功能也是非常重要的。与此同时，油质发生化学变化，还会腐蚀油箱的密封圈，导致油箱密封性下降，油箱内吸入的杂质增多，加重了冶金机械液压系统的外物污染。

2 冶金机械液压污染的控制

2.1 防治制造与安装造成的污染

冶金机械设备设计与制造企业应该考虑到化学物质对设备的锈蚀，改进落后的生产工艺，尽量采用不锈钢管等材料，可用分段切割的方式对不锈钢管进行处理，仔细的磨平管口等连接位置。实现管口的`无缝连接，尽量避免使用螺纹式连接工艺，有效防止污染物通过管道进入到液压系统中。同时，冶金机械液压系统制造企业还应该加强对管道壁的清洗工作，减少其残存的污染物，保持管道洁净，延长冶金机械液压的使用寿命。在安装冶金机械液压油管的过程中，要严格按照经审批过的施工方案和有关国家规范进行，能有效减少液压油的流失或污染。从冶金设备制造商到使用企业，会经过很多程序和环节，各相关企业及部门应该加强液压污染监管，实现对冶金机械液压污染的全而控制，保证冶金机械液压的运行安全。

2.2 选用合适而且先进的过滤器

冶金企业在采购机械设备的初期，就要对其未来的工作环境进行考察和分析，明确使用机械的技术标准和要求，合理选购冶金机械设备。在此基础上，冶金企业还应该尽量选用合适而且先进的过滤器，这对保证整个冶金机械液压系统的正常运作具有重要作用。适用的过滤器应该以达到技术精度要求为基本前提，经过仔细的斟酌和挑选之后确定。因为精度不达标的过滤器会加速元器件的老化，增加冶金企业的维护成本，而精度过高的过滤器会造成冶金企业一定的成本浪费。对于冶金机械液压系统而言，选择适合精度的过滤器，一般能保证比实际系统流量稍大即可，如此液压系统的承压能力会有所增强，便于日后整个液压系统的清洁工作，是控制冶金机械液压污染的有效方式之一。

2.3 加强系统日常维护保养工作

维护与保养是冶金企业机械设备管理必不可少的工作之一，也是控制冶金机械液压污染的重要方法。冶金机械油压系统维护保养的重点是控制油液质量，需要企业根据实际情况，定时定期更换液压系统中的油液。在新油液注入之前，企业工作人员应该对新油液进行检测，通过逐层过滤，保证注入油液无污染。大多数冶金企业会定时开展机械设备循环冲洗工作，一般分离线冲洗和在线冲洗两种。在液压系统的安装和冲洗时，需特别注意几点：首先在未安装敏感元件（如伺服阀等）之前，将管道及对污染物不敏感元件先装配起来，并将管子端部密封严实。其次用跨接线代替敏感元件，将液压回路连接起来，并充液加压，进行冲洗，达到规定的清洁度为止。完成上述工作后，清理现场并安装敏感元件。系统的冲洗安排在安装敏感元件之前，是为了避免污染物损伤这些元件的光洁的表面，同时也避免了冲洗时的压力损失。

3 结语

总之，企业加强冶金机械液压污染控制，能够有效加强液压系统的稳定性和精密阀件的试用寿命，同时保证生产的稳定顺行。由于冶金机械液压污染多种多样，作者对液压污染原因的分析可能存在不足，因此，希望冶金企业及其他学者，从实际角度出发，对冶金机械液压污染进行深度剖析，找到其发生的根本原因，并制定有效地解决对策，最大限度地保证冶金机械及液压系统运行正常，使其为冶金企业创造更多的经济效益，进而推动整个冶金行业乃至社会经济的发展。

参考文献

[1] 赵秀.煤矿机械液压系统油液污染的控制浅谈[J].内蒙古煤炭经济，2013（04）.

[2] 姜海，姚吉吉.车辆液控系统油液污染的检测与控制[C].第十二次全国机械维修学术会议论文集，2011.

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