常玉林，兰野，王希昆，刘德发

（本钢集团北营公司轧钢厂，辽宁 本溪117017）

本钢北营轧钢厂1780热轧生产线主轧线共有八套液压系统，所用油品为46号抗磨液压油，分别为粗轧、精轧、卷取、运输区域的设备提供服务。在液压系统正常运行的情况下，油箱中油液适宜温度一般在30～50℃，最高不应超过65℃［1］。然而，在2015年至2016年期间，各区域液压系统出现不同程度的温度变化（温升），影响了液压油的粘度指标，使各系统漏油量增加，作业效率下降。本文分析了液压系统温升的成因，并提出相应的控制措施，从而使系统能在良性稳定的工作条件下运行，发挥出更好的作用。

1 油温异常状况及危害

在液压油的各种物理性质中，粘度是重要的性质之一。粘度对温度很敏感，温度略有升高，其粘度即明显下降［2］。1780主轧线的八套液压系统，各自有独立的冷却循环装置，但自2015年起，各系统油液开始出现不同程度的温升，油液长时间在55～60℃的状况下工作。

若油温长时间过高，则油液粘度下降，油液泄漏增加，密封材料老化，油液氧化，严重影响液压系统正常工作［3］。与生产初期运行可控油温在45℃左右的工况相比，系统元件的漏油现象增加了；工作泵因油液粘度下降内泄增加、效率下降，造成油液温升，进而恶性循环；液压系统中高温区域的管件橡胶制品老化、脱落后元件卡阻现象时有发生。

2 影响油液温升的因素

2.1 溢流阀压力设定的影响

现场调研发现，轧线液压系统中的溢流阀主要配置在工作泵（恒压变量轴向柱塞泵）、执行元件、蓄能器等处的管路中，用于各元件过载保护。溢流阀的调整压力是有一定要求的，一般比最大负载时的工作压力大 10%～20%［4］。

图1为溢流阀原理简图，在正常工作过程中，这些溢流阀是处于关闭状态不会有油液流过的，如图1（a）所示；只有当溢流阀的调节压力低于系统实际工作压力，或者系统意外超压时才会形成溢流保护，如图1（b）所示。而长时间的溢流会造成元件与油液摩擦，从而产生热量。

现场八套液压系统工作泵出口的溢流阀泄油口管路均有不同程度的溢流，而溢流阀本体也存在不同程度的温升，即溢流阀设定压力与泵工作压力不匹配。

图1 溢流阀原理简图

2.2 蓄能器泄油阀开关的影响

各液压系统所服务的设备因工作需求，在执行元件的相关部位配有蓄能器组，便于辅助完成预期的运行目标。蓄能器组原理图如图2所示。图2中所示的球阀及溢流阀在系统正常工作时处于常关状态，无油流通过。此结构中的溢流阀安全压力设定在元件出厂时已经通过铅封锁定无法调节，其中的球阀（泄油阀）只有在蓄能器组所对应的设备检修时才进行开启泄压。

现场排查时，发现各液压系统所对应的蓄能器组中，均有或多或少泄油阀关闭不严的现象。这主要是对应的设备检修次数过多，频繁的开关造成球阀内部封油效果下降，或由于作业人员习惯性关闭不严造成的。而油液在阀门进出口的泄漏引起了温升，其中在运输区域1号链液压站站内蓄能器组表现最为明显，此处的泄漏直接造成管路温度达50℃以上。

图2 蓄能器组原理图

2.3 工作泵内部泄漏的影响

现场液压系统均采用恒压变量轴向柱塞泵。轴向柱塞泵局部简图如图3所示，柱塞在泵内缸体中做往复运动，使油液达到工作压力。当柱塞与缸体间的配合间隙增大时，其内部泄漏也随之增加，这部分的损失也就转变成热量，液压油经泵体泄漏油管带回油箱。

对损坏下线的工作泵进行分解，发现泵内元件磨损，柱塞与缸体间划伤现象较普遍，也就是说，工作泵在运行时完全可能存在严重的内部泄漏，造成油液温升。

图3 轴向柱塞泵局部简图

2.4 油箱低液位的影响

油箱在液压系统中的主要功能之一是散发系统工作过程中产生的一部分热量［1］。油箱液位示意图如图4所示，工作现场油箱液位实际运行高度，多数仅占油箱总高度1/4左右，有的还要更低。容积量少，油液带回来的热量还没经过充分的散发或交换，就重新进入系统中工作，再次带回了新的热量，如此往复，热量不断攀升。

近年，宁夏农村饮水工作取得了很大进步，农村水利基础条件有了很大改善，自来水受益率达到了62%，农村的饮水基本得到了保障。随着农村饮水和乡镇供水的持续发展，农村、乡镇居民生活用水量不断增加，但小城镇和广大农村的居住区缺乏排水设施，更谈不上污水的处理和利用，影响了可持续发展，部分地区群众期望农村供排水设施同步发展。此外，一些工程管理仍在沿用计划经济体制下的管理模式，管理意识淡薄，管理方式和管理手段落后，服务跟不上，与广大群众的期望仍有差距。

图4 油箱液位示意图

2.5 系统中卸荷阀的影响

图5为供油装置简图，轧线液压系统中供油管路的总管均并联一个二位四通电磁换向阀，如图5中所示的卸荷阀。该阀与工作泵启停相联锁，即液压系统正常工作时电磁阀得电关闭，使系统达到工作压力；当系统需要检修时，随着工作泵的全部停止，电磁阀失电管路压力卸荷，处于检修状态。

问题排查的过程中，AGC液压站的卸荷阀溢流声音明显，阀体温度过高，达到手不可长时间停留的情况。经过停机手动检查，发现阀芯卡阻无法关严，从而导致油液大量溢流而产生温升。

图5 供油装置简图

2.6 过滤器堵塞的影响

主轧线的液压系统均在供油、回油、循环管路中配有相应的过滤装置。滤筒中的滤芯受污染堵塞严重时，过流必然要受影响，滤芯前后的压降增大，这部分的压力损失同样会以热量的形式转换，并经液压油带回油箱。

2.7 环境温度的影响

1780 mm运输区域的2号链液压站，除了存在上述一部分问题外，其所处环境温度高，也直接影响了系统的热交换。由于该站位置在钢卷库边缘，钢卷冷却散发出来的热量，使液压站室温环境达到45℃左右，油箱及设备无法得到良性的热释放。

2.8 冷却器的影响

冷却器配置在生产线的每一套液压系统中，是液压系统对油液强制冷却的重要设备之一。当进水管路过滤器污染堵塞时，会造成冷却器中的进水压力下降，水流速度减缓，不利于油液热量交换，影响冷却效果。

3 控制措施

通过对上述问题进行分析，结合各系统的实际情况，在日常设备运行过程中，从点巡检、作业标准、备件更换周期等方面入手，制定具体措施如下。

（1）对各液压系统溢流阀进行检查，重新调整压力设定有问题的溢流阀，将溢流阀安全开启压力设定为所在系统工作压力的1.2倍，在日常点检过程中，通过手持式测温枪检查溢流管是否有明显温升，以此判断是否溢流，保证正常工作时溢流阀处于关闭状态。

（2）重新对蓄能器泄油阀关闭不严的部位进行分析。完善作业标准，要求员工作业后确保将泄油阀恢复到完全关闭状态。在设备使用过程中，采取触摸或手持仪器，通过管路温度变化，判断是否有泄漏现象。如果确实是备件本身密封原因，则进行更换。

（3）在更换密封、管件、液压阀等作业过程中，要求作业人员及时用清洁材料封堵管口或元件结合面，提高作业过程中的污染控制，降低由于污染物进入液压系统造成内部元件损伤的机率，减少系统内泄漏。

（4）每三个月进行一次油样化验，根据化验结果以及油箱液位的实际运行高度，有针对性的对油箱补油，提高系统油箱储油量，改善油品质量，保证具有充足的热交换介质。

（5）定期检查系统中卸荷阀的使用情况。通过听觉、触摸、仪器等方法，每周对各系统中的卸荷阀进行检查，如出现声音或温度异常，则及时更换处理。

（6）每个月对系统中的供油、回油、循环管路过滤装置，进行一次过滤前后的压差检查，当压差≥0.35 MPa，或者出现压差发讯报警时，立即检查更换滤芯，清理滤筒；即使滤芯没有出现压差报警，也要在使用6个月时进行更换，便于液压油能有一个好的过流条件。

（7）对于环境温度的影响，逐步改善问题环境的通风条件。更换大功率冷却器，提高强制冷却效果。在液压站地面配置轴流风机，当墙壁上排风换气装置损坏或缺失时立即进行更换，以保证设备运行环境空气流通，降低环境温度。

（8）恢复冷却器循环管路中缺失或损坏的压力表，在每天的点巡检过程中，检查冷却水进出的压差变化，当压差≥0.5 MPa时，在周检修时对滤芯进行清洗或更换。特别是在夏季，每个月进行一次水滤芯清理及管路反冲洗作业，以保证达到良好的冷却效果。

4 实施效果

通过对各区域采取不同的措施，各系统油温均能控制在50℃左右。油质得到了改善，外观由暗红色透明依次向深红色透明、红色透明及黄色透明状态逐渐转变。同时，油品的粘度也逐步改善，AWC液压站油品粘度变化见图6。各系统油液及液压元件均在理想的温度范围内工作,橡胶密封件漏油现象逐渐减少，液压设备工作质量整体得到了显著提高。

图6 AWC液压站油品粘度变化

5 结语

本钢北营轧钢厂1780 mm热轧带钢生产线液压系统存在油温异常的问题，通过采取完善设备点巡检内容，规范检修作业标准，制定并严格执行合理的备件更换周期等措施后，系统油温的问题逐步得到改善。改进后，设备在良性工况下运行，各系统油液及液压元件均在理想的温度范围内工作,减少了故障的发生，作业率也得到了提高。