水-乙二醇液壓液的特性及其應(yīng)用

1、水-乙二醇液壓液的特性及其應(yīng)用在高溫、易燃環(huán)境下，為防止礦物液壓油外泄引起火災(zāi)，需要使用難燃液壓介質(zhì)。 不會(huì)燃燒的水-乙二醇液壓液是一種比較理想的難燃液壓介質(zhì)，已在礦產(chǎn)、冶金和鑄、 鍛等要求防火的液壓系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。水 -乙二醇就是乙二醇的水溶液，市場(chǎng) 上買到的這類液的水含量一般在40%50%之間。液壓系統(tǒng)中使用的水-乙二醇，除水 和乙二醇外，還添加了高分子聚醚和具有抗磨、防銹、防腐、消泡等功能的各種添加 劑。目前國(guó)內(nèi)使用的水-乙二醇液壓液主要有兩類，一類全部國(guó)產(chǎn)，另一類關(guān)鍵成份進(jìn) 口，然后在國(guó)內(nèi)配制。常用的N 46水-乙二醇液壓液，含水量為45% ,密度為1072kg?m ,呈 紅色或

2、淡黃色。通常，只要對(duì)系統(tǒng)稍加改造，使用普通礦物油的液壓系統(tǒng)，包括常規(guī)元 件液壓系統(tǒng)、比例或伺服元件液壓系統(tǒng)都可以改用水-乙二醇液壓 液。1 .水-乙二醇液壓液的主要性能與液壓系統(tǒng)關(guān)系密切的水-乙二醇特性主要有如下4個(gè)方面：1-1水-乙二醇液壓液的黏度水-乙二醇液壓液的黏度隨溫度的升高而降低，實(shí)測(cè)某N 46水-乙二醇液壓液20 C I I <f、 I、護(hù)/時(shí)的運(yùn)動(dòng)黏度約80mm?s, 40 C時(shí)約43mm?s , 50 C時(shí)約31mm? s。黏度指數(shù)為161。黏度隨含 水量的降低而增加，變化比較敏感，水分蒸發(fā)或外界水分進(jìn)入都會(huì)改變?nèi)芤旱酿ざ取?黏度還與所含異物有關(guān)，常見的情況是，在更換液壓

3、元件或?qū)υ拖到y(tǒng)改造成水- 乙二醇系統(tǒng)時(shí)，混入液壓油，此時(shí)黏度會(huì)大大升高，甚至有堵塞系統(tǒng)中過濾器的危 險(xiǎn)。通常，含油量不大于011% ,極限情況時(shí)也不大于3%此外，水-乙二醇液壓液是一 種非牛頓液體，黏度與運(yùn)動(dòng)的剪切速度有關(guān)。在標(biāo)稱黏度相等時(shí)，水2乙二醇液壓液 的動(dòng)壓黏度，明顯低于礦物油的動(dòng)壓黏度。1-2水-乙二醇液壓液的腐蝕性水-乙二醇液壓液呈堿性，實(shí)測(cè)某N 46水-乙二醇液壓液的pH值約915。合格的水- 乙二醇液壓液含有液相防腐劑，對(duì)浸泡其中的鋼鐵類金屬材料、銅或黃銅材料（青銅 除外）,不產(chǎn)生腐蝕作用。一般的液壓閥、液壓泵等均可直接使用，但訂貨時(shí)需要特別聲明，以便廠家作相應(yīng)的調(diào)整，因?yàn)?/p>

4、有些液壓用材料會(huì)與水-乙二醇液壓液發(fā)生化 學(xué)反應(yīng)。如聚氨酯材料的密封圈，水-乙二醇液壓液會(huì)使其軟化變形，破壞其密封性能 不能使用。目前使用性能較好的密封材料是氟橡膠，其次是丁腈橡膠。金屬材料如鋅、 鎘、鉛和未經(jīng)陽(yáng)極處理的鋁等均會(huì)與水-乙二醇液壓液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生異物污染 液壓系統(tǒng)。其他如 有機(jī)玻璃材料的液位計(jì)、一般的工業(yè)用漆等均不適用于以水 -乙二 醇液壓液作介質(zhì)的系統(tǒng)。1-3水-乙二醇液壓液的揮發(fā)性水-乙二醇液壓液在敞開的環(huán)境中會(huì)慢慢地?fù)]發(fā)，溶液中的水分也會(huì)蒸發(fā)，此水 溶液也會(huì)吸收空氣中的水分或其他氣體成分，使性質(zhì)發(fā)生改變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致不能使 用。合格的水-乙二醇液壓液含有氣相防腐劑，可保

5、護(hù)封閉油箱內(nèi)介質(zhì)上方的碳鋼類材 料不被氧化。實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)，若油箱敞開過久，水-乙二醇液壓液中的氣相防腐劑揮發(fā) 損失，油箱內(nèi)不浸沒在介質(zhì)中的碳鋼類金屬表面會(huì)發(fā)生嚴(yán)重銹蝕。為保護(hù)氣相防腐劑沖 1" y孑氣水-乙二醇液壓液系統(tǒng)通常做密閉處理，這一點(diǎn)與使用普通液壓油系統(tǒng)有很大的不 同。此外，在裝拆維修或其他原因產(chǎn)生泄漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)解決問題，外表留下的殘液要 盡快擦拭干凈，否則會(huì)引起銹蝕。1 -4水-乙二醇液壓液的潤(rùn)滑性與相同黏度的礦物油相比，水-乙二醇對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦副的潤(rùn)滑性能稍差，不能在金 屬表面生成牢固的極壓潤(rùn)滑膜。這一點(diǎn)對(duì)于流體動(dòng)力潤(rùn)滑摩擦副影響較小，但對(duì)重載 的滾動(dòng)軸承影響較大。尤其是滾針

6、軸承，水-乙二醇液壓液在該類軸承中形成的油膜 極易破壞，導(dǎo)致軸承碎裂。通常，滑動(dòng)軸承支承時(shí)的葉片泵仍可按額定參數(shù)使用，但滾動(dòng)軸承支承的齒輪泵和軸向柱塞泵，一般只能按50%額定壓力工作。閥配流的三柱 塞泵，因無重載滾動(dòng)軸承，即使使用水-乙二醇液壓液，也仍能輸出45M Pa的工作壓力。 （確定我拆爐車液壓泵軸承形式，以及液壓件的材質(zhì)）2 .水-乙二醇液壓液的應(yīng)用由于水-乙二醇液壓液與礦物液壓油的不同特性，除了系統(tǒng)選用的元件和輔件，在 訂貨時(shí)需向廠家特別聲明外，系統(tǒng)在設(shè)計(jì)使用時(shí)往往還要作些特殊和處理。2-1液壓泵的使用常用的葉片泵、齒輪泵、柱塞泵均可以使用水-乙二醇液壓液作介質(zhì)?？紤]到目 前的技術(shù)水

7、平，普通葉片泵和齒輪泵的工作壓力以不高于7M Pa為宜，高壓齒輪泵和柱 塞泵可用至16M Pa。水-乙二醇液壓液的飽和氣壓較低，容易產(chǎn)生氣蝕。為防止氣蝕，常 用的措施有： 加大泵的吸油管直徑，一般要比使用相同流量礦物油時(shí)的管徑大11 hL «,#嚴(yán)'10% 15%。（2）降低泵的轉(zhuǎn)速，必要時(shí)甚至要更換電動(dòng)機(jī)。 改變泵的安裝位置。如 果油箱不大，建議油箱上置，將泵放在油箱的下面；如果油箱很大，可將泵放在油箱 的旁邊。2-2過濾器的使用水-乙二醇液壓液對(duì)過濾器無特殊要求，但鍍鋅零件，應(yīng)改為磷化處理。在液壓 泵的吸油口、出油口以及系統(tǒng)回油管中，均可以安裝過濾器。過濾器的過濾精度與使

8、 用礦物油時(shí)相當(dāng)，甚至可以用精度達(dá)3 Lm的精密過濾器。但考慮到水-乙二醇液壓液 的密度比普通礦物液壓油大（超過1）以及使用中可能被油液污染的實(shí)際危險(xiǎn)，過濾器 的容量應(yīng)是泵流量的35倍，比使用礦物油時(shí)的容量稍大些。2-3油箱的體積水-乙二醇液壓液的油箱容量與普通礦物油的油箱容量相當(dāng)。由于水-乙二醇液壓液的消泡性能稍差，所以要求油箱體積至少取泵每分鐘最大輸液量的35倍以上， 地面系統(tǒng)一般以大于10倍為宜。2-4油箱材料及內(nèi)壁處理目前水-乙二醇液壓液的油箱材料主要有兩類，第一類是油箱常用的普通碳鋼 材料。由于一般油箱用的防銹涂料均不耐水-乙二醇，因此焊接、除銹、磷化、清潔 等處理后直接使用，即所謂

9、的“裸體”油箱。這種油箱制造工藝簡(jiǎn)單，但如果油箱的 密閉性做的不好，在液面附近，有時(shí)水-乙二醇液壓液浸泡、有時(shí)又露在空氣中的部分 很容易產(chǎn)生銹蝕。國(guó)外有資料介紹，用環(huán)氧樹脂作油箱內(nèi)壁涂料，但國(guó)內(nèi)尚未見到此 類處理的報(bào)道。第二類油箱材料是不銹鋼，常用的有1Cr18或1Cr13等型號(hào)，做成全不銹 鋼油箱，可解決防腐問題，但設(shè)備成本較高。2-5油箱的密閉結(jié)構(gòu)<r? | 】 / ；雖然像普通油箱那樣，由空氣濾清器與大氣相連的油箱也用于以水-乙二醇液'I 1 .L f '壓液為介質(zhì)的系統(tǒng)，但為了盡量減少與大氣的交換，水-乙二醇液壓油箱通常設(shè)計(jì)成 密閉結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)油箱內(nèi)部的氣壓往往

10、略高于油箱外部的大氣壓力，又稱加壓油箱。普通油箱上常用的空氣濾清器被一個(gè)雙向的低壓限壓閥代替。由于油箱內(nèi)外存 在壓力差，為提高油箱的耐壓能力，油箱可以設(shè)計(jì)成圓形。另外，油箱內(nèi)的水-乙二醇 液壓液不能加得太滿，要留出足夠的空間，以減少由于油箱內(nèi)介質(zhì)體積變化而引起的 油箱內(nèi)壓力的太大波動(dòng)。留出空間的大小要視系統(tǒng)而定，如果系統(tǒng)包含單出桿液壓缸、蓄能器這類工作時(shí)會(huì)引起油箱內(nèi)介質(zhì)體積變化的元件，留出的空間要大些。2-6油箱消泡水-乙二醇液壓液的消泡性能不如普通礦物油。 在同樣的條件下，氣體在水-乙二 醇液壓液中的逸出時(shí)間要比在普通礦物油中長(zhǎng)。有實(shí)驗(yàn)顯示 ，在相同的條件下，礦物 油消泡時(shí)間只需48分，而水

11、-乙二醇液壓液的消泡時(shí)間需要1435分。為了便于消 泡，水-乙二醇液壓液的油箱通常設(shè)計(jì)成兩室，用開窗帶濾網(wǎng)的傾斜鋼板隔開，并加 大油箱內(nèi)介質(zhì)與空氣的接觸面積。2-7油箱的溫度控制水-乙二醇液壓液的工作溫度范圍不如普通液壓油寬。N 46水-乙二醇的使用界限溫度是-20C+85 C ,最佳溫度范圍是+ 40 C+ 50 C ,對(duì)使用溫度的控制精度要求較 高。雖然水-乙二醇的導(dǎo)熱性能比礦物液壓油好，但通常還要加大冷卻裝置的功率。 水-乙二醇液壓液油箱一般不采用加熱裝置，因?yàn)榧訜釙r(shí)，有可能使內(nèi)部的高分子添 加劑變質(zhì)。當(dāng)外界溫度很低，如-5 C10C時(shí)，可以加熱，但要嚴(yán)格限制加熱功率密 度，一般不應(yīng)大于

12、017W ? cm。此外，加熱時(shí)液體表面溫度不應(yīng)超過60 Co 3從礦物油系統(tǒng)改造成水-乙二醇液壓液系統(tǒng)時(shí)的注意事項(xiàng)除了上面提到的需對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的改造外，從礦物油系統(tǒng)改造成水-乙二醇液壓液 新系統(tǒng)時(shí)應(yīng)特別注意如下幾個(gè)步驟： 徹底放空設(shè)備中的礦物油，包括油箱、管道、液壓元件、輔件等中的液壓油，必 要時(shí)，可逐個(gè)拆下清洗。徹底清除油箱內(nèi)壁上的油漆，一般可采用化學(xué)溶劑或噴沙等辦法。油漆清除后, 油箱應(yīng)重新磷化。用12倍軟水或蒸餾水稀釋水2乙二醇液壓液，用稀釋后的溶液對(duì)系統(tǒng)采用 低壓、大流量方式循環(huán)沖洗24小時(shí)。然后將清洗液排放干凈。 更換或清洗系統(tǒng)中的過濾器濾芯，清除油箱內(nèi)剩留的雜物或油污。(5)裝入合

13、格的水-乙二醇液壓液。如發(fā)現(xiàn)介質(zhì)表面有油污或泡沫，應(yīng)設(shè)法撇去。4水-乙二醇液壓液系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)除了常規(guī)的液壓系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)，如保持外觀整潔、定期檢查介質(zhì)清潔度外，水- 乙二醇液壓液系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還應(yīng)特別注意如下兩點(diǎn)：4-1黏度檢測(cè)水-乙二醇液壓液的黏度要定期檢測(cè)，以保證系統(tǒng)處于最佳潤(rùn)滑狀態(tài)。在運(yùn)行初期，可 每個(gè)月甚至每周檢測(cè)一次，以后可每半年檢測(cè)一次。如發(fā)現(xiàn)黏度高于原指標(biāo)的20%,很 可能是介質(zhì)中的水分蒸發(fā)，應(yīng)及時(shí)添加軟水或去離子水。如發(fā)現(xiàn)黏度低于原指標(biāo)，很 可能是外面的水進(jìn)入了系統(tǒng)，常見的情況是冷卻器內(nèi)部漏水，應(yīng)迅速查明原因，及時(shí) 處理。4-2 pH值檢測(cè)水-乙二醇液壓液的pH值也要定期檢測(cè)，通常隨黏度檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行。水-乙二醇液 壓液具有較穩(wěn)定的化學(xué)特性，出廠時(shí)的pH值一般控制在8151015之間,正常使用時(shí) pH值不會(huì)發(fā)生明顯變化。如果pH值低于8時(shí)，應(yīng)及時(shí)添加新液或?qū)Ｓ锰砑觿┥踔粮鼡Q 新液。如果高于1015,往往是介質(zhì)受了污染，要查明原因并及時(shí)更換。11