熱軋鋁中厚板液壓系統(tǒng)管路沖洗方案

1液壓管路沖洗方案我單位承擔的某一公司的大型鋁厚板機械系統(tǒng)建設(shè)，包括大型和大型厚板區(qū)域。每個區(qū)域都有獨立的高壓站地下，包括集中的高壓站和低壓站。沿制線方向，設(shè)備前安裝液壓閥，。液壓站為開式液壓多泵系統(tǒng),閥臺為并聯(lián)系統(tǒng)。高壓系統(tǒng)P管壓力均為29MPa,低壓系統(tǒng)P管壓力均為16MPa。該工程屬廣西省重點工程,對工期的要求高,該液壓系統(tǒng)的設(shè)計和設(shè)備供貨由國際知名公司供應(yīng),對施工過程中的質(zhì)量和方法較注重。在液壓系統(tǒng)管路連接施工完成后,我施工單位綜合建設(shè)單位,系統(tǒng)設(shè)計和設(shè)備供貨廠家的多方面要求,結(jié)合本項目的系統(tǒng)設(shè)計要求和自身專業(yè)優(yōu)勢,制定了一套科學(xué)有效的液壓管路沖洗方案。管路系統(tǒng)的施工完成后,內(nèi)部會有大量施工過程中形成的二次污染物,主要包括焊渣、銹片和灰塵等固體顆粒物,這些污染物就是我們進行沖洗去除的目標。管路清潔度超標的固體顆粒物,直接會對生產(chǎn)中的油缸等用油設(shè)備造成永久性的損傷,致使局部生產(chǎn)受阻,甚至停機檢修。使管路內(nèi)部的清潔度滿足液壓系統(tǒng)和用油設(shè)備的要求顯然非常重要,國內(nèi)通常使用的有外接臨時沖洗站和集管的油沖洗這種方法。經(jīng)充分考慮各方面的因素,我方提出使用本體泵站設(shè)備泵進行在線油沖洗的方案。該方案不需外接沖洗油站和集管,可減少大量的短接管路的制作安裝和拆除工作,及租用外接沖洗站的費用。且該方案工序簡單,管路施工完成后,只需投入少量的沖洗準備工作,即可沖洗,沖洗完成后,即可用于用油設(shè)備的試車。且沖洗過程中,油溫,油箱液位,壓力等,可靈活調(diào)整和在線監(jiān)控,管道內(nèi)部流體因高的壓力和合適的流速下,很容易達到最佳紊流狀態(tài),沖洗時效性很高,實踐證明是一種科學(xué)可行的高效的沖洗方式。2使用主泵站和閥臺清潔方案2.1臨時管路吹掃及吹掃檢查液壓系統(tǒng),包括液壓泵站,閥臺,中間配管,機械配管的施工已完成→液壓泵站的泵,油溫,油箱液位,壓力等,可使用和在線監(jiān)控→油箱清潔后加油→Y管接臨時管路至T管,閥臺前P,T,Y管及蓄能器前P,Y管臨時管路短接,用油點前A,B管臨時管路短接→中間配管,機械配管及臨時管路,用干燥潔凈壓縮空氣進行吹掃或爆破吹掃,去除大顆粒污染物→P,T,Y管沖洗→P,T,Y管沖洗結(jié)束后恢復(fù)與閥臺連接→A,B管沖洗→A,B管沖洗結(jié)束后恢復(fù)與用油點連接→拆除Y管至T管臨時管路→沖洗結(jié)束。2.2設(shè)備工作的檢查1)檢查系統(tǒng)管道連接是否可靠,管道系統(tǒng)對應(yīng)系統(tǒng)圖檢查,確認系統(tǒng)管道施工是否徹底完成,注意用油點的泄漏油管是否已經(jīng)全部與泄漏油主管接通。2)用潔凈的較高壓力的壓縮空氣從管路的高位向地位吹掃,使管道內(nèi)部較大的污染物依靠氣力吹出管道。吹掃前脫開中間配管與閥臺、泵站及用油設(shè)備等液壓系統(tǒng)設(shè)備的接口連接,并對設(shè)備的接口進行封堵,使所有設(shè)備的接口與吹掃環(huán)境隔離。3)檢查油箱潔凈情況,保證油箱內(nèi)部清潔。4)檢查原油清潔度,用10μm過濾精度的加油機將沖洗油加入油箱。經(jīng)核實,經(jīng)10μm過濾精度的加油機加入油箱的油的清潔度,可以滿足柱塞泵的工作清潔度的要求。5)檢查液位計、溫度計、安全開關(guān)等是否工作正常。6)開機前預(yù)先在泄油口將油泵灌滿液壓油,保證潤滑充分;降低油泵的設(shè)定工作壓力,降低溢流閥設(shè)定壓力。7)檢查電機轉(zhuǎn)向。8)使用泵站內(nèi)的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)和加熱器系統(tǒng),將油溫控制在50℃~60℃。同時站內(nèi)換熱器的冷卻水系統(tǒng)隨時可以投用。9)設(shè)置一個取樣點,取樣點設(shè)置在沖洗油站回油管路上,位置在回油過濾器前,安裝一個測壓接頭,作為油樣在線檢測儀器的接口用。10)本體泵出口的過濾器可以保證閥臺的用油清潔度要求,本體泵站的回油過濾器可以保證沖洗回油流量的過濾要求。沖洗時,根據(jù)油樣在線檢測儀器的檢查結(jié)果,當過濾器的進出口壓差大于3.5bar時,及時更換泵出口過濾器的濾芯,和回油過濾器的濾芯。對于回油過濾器依次使用過濾精度為10,5,3μm濾芯,進行更換。2.3y管及蓄能器閥臺前的P,T,Y主管沖洗:用濾油小車往本體泵站加生產(chǎn)用油,使用本體泵站的柱塞泵泵組和過濾器,使用生產(chǎn)用油對管路進行沖洗。沖洗主管時,閥臺前的P,T,Y管及囊式蓄能器前P,Y管與系統(tǒng)P,T,Y主管并聯(lián)短接,可逐個開啟閥臺前主管短接上的高壓球閥,沖洗閥臺前的P,T,Y管及蓄能器前P,Y管,直至整個主管系統(tǒng)沖洗完成。蓄能器不參加沖洗。主管的沖洗盡量避免產(chǎn)生2次沖洗。主管沖洗完后,拆除該短接,恢復(fù)主管與閥臺及囊式蓄能器的連接。閥臺后A,B支管沖洗:沖洗閥臺后支管,用油點前管路短接,同時只需拆除閥臺上的比例閥和伺服閥換成沖洗板,其他電磁閥等不動,通過開關(guān)主管上的高壓球閥和使用4mm鋼絲制作卡具來連通電磁閥內(nèi)部油路,即可對閥臺后支管進行沖洗,沖洗完成后,拆除用油點前管路短接,并恢復(fù)與用油點的連接,拆除閥臺上的沖洗板,恢復(fù)比例閥和伺服閥的安裝。此時,整個液壓系統(tǒng)沖洗完成。每次主管或支管沖洗的管道容積量,根據(jù)現(xiàn)場區(qū)域劃分和本體泵站泵組的供油能力確定。在沖洗過程中,先使用較低的壓力,并專人檢查管路是否泄漏,如有泄漏,則需在管路內(nèi)無壓力后進行處理,如無泄漏,則逐步升高沖洗的壓力,至10MPa,對各區(qū)域的主管或閥臺后管路進行沖洗。沖洗過程中,周期性檢測油樣的清潔度,并及時更換濾芯。2.4管流效率及流壓以沖洗任務(wù)較為艱巨的一個沖洗回路為例:粗軋高壓系統(tǒng)的主管P管,為外徑114mm×20mm的不銹鋼鋼管道,長度為300m。對于光滑金屬管,Re>4000時為紊流狀態(tài)。柱塞泵型號為A4VSO180,單臺泵的每轉(zhuǎn)一圈的額定流量Vg=180L/min,額定壓力為350bar,轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min,該泵組共13臺。沖洗油溫度為55℃,液壓油的運動粘度為25mm2/s,密度為870kg/m3,設(shè)定本體泵出口的壓力為10MPa,此時泵的容積效率為90%。驗證要使管道流體達到紊流狀態(tài),泵組的流量應(yīng)查廠家資料,柱塞泵型號為A4VSO180的轉(zhuǎn)速,工作壓力:為100bar,約10MPa,單臺泵的流量260L/min,如泵組的13臺泵全部開啟,流量可達3380L/min。根據(jù)流速v=Q21.22/D2,得v=13.1m/s;根據(jù)雷諾數(shù)Re=1000vD/γ,55℃時,γ為25mm2/s;可得Re為38776;根據(jù)(Re<105的光滑管),得λ為0.023。根據(jù)壓差Δp=v2λLρ/(2D),L=300m,ρ=870kg/m3,得Δp為7MPa。顯然,要想油沖洗效果好,需要高雷諾數(shù)的紊流流體,對于固定的沖洗回路,管內(nèi)沖洗油就需要更高的流速,只有在高壓差的情況下才能達到。該工況下,工作壓力10MPa遠大于壓差7MPa(需要的最小沖洗壓力)。2.5層流邊層厚度的計算由于液體具有的黏滯力的影響,最外層的液體仍粘附于壁面,流速近似為零。離開壁面的液流,速度也f不可能突然增加,靠近壁面的液流層面仍比較穩(wěn)定,即在壁面附近存在一層呈層流狀態(tài)的薄層,稱層流邊層。層流邊層的厚度很薄,速度梯度很大,粘性力占主導(dǎo)地位,可以近似認為速度梯度為常數(shù)。層流邊界外的液流,流速逐漸變大,液體處于不安定狀態(tài),產(chǎn)生蠕動,但還沒有達到液體質(zhì)點互相摻混和脈動運動的程度,這一薄層稱過渡層。過渡層之外的液體質(zhì)點則處于互相摻混和脈動運動的雜亂無章流動狀態(tài),稱紊流區(qū),是紊流的主體。根據(jù)層流邊層厚度,Re=38776,λ=0.023,得δ為0.128mm。即泵組全部開啟,雷諾數(shù)Re=38776時,層流邊層厚度為0.128mm。假設(shè)采用較低輸出壓力的泵體,也可使管道內(nèi)流體達紊流狀體,設(shè)Re=6000。根據(jù)雷諾數(shù)Re=1000vD/γ,55℃時,γ=25mm2/s,根據(jù)層流邊層厚度得到δ0為2.1mm層流邊層厚度較大,管壁還是沖不到。降低層流邊層厚度的方法有:1)提高沖洗流速;2)降底沖洗油液的運動黏度。因此還可以看出:v/v0為6.55小于為16.4,即表明,對于固定的沖洗回路,使用高壓的本體柱塞泵泵組,提供較大泵出口壓力,增加流速,可使紊流雷諾數(shù)提高,紊流阻力系數(shù)減小,使層流邊層厚度減薄明顯,可使紊流的主體更接近管壁,對管壁的沖刷效果更強烈,能在更短的時間內(nèi)達到液壓系統(tǒng)所需的清潔度。本項目粗軋和精軋的高、低壓液壓本體泵站的泵的數(shù)量均在6臺以上,單臺泵額定排量均在150L/min左右,如將沖洗壓力設(shè)為100bar,泵的排量在260~370L/min,因此使用液壓本體泵站的泵組來沖洗可以滿足條件。2.6縮短了沖洗時間,節(jié)約了管線的工作時間從表1可以看出,使用本體泵可使投入更低,效率更高。粗、精軋的高、低壓液壓系統(tǒng)管路,平均每個系統(tǒng)只用一個月時間,且各系統(tǒng)可并行沖洗,與使用單個外接沖洗站相比,總的沖洗時長縮短了四分之三,節(jié)省了大量的沖洗時間,從時間上,挽救了前期管道施工因設(shè)計,施工環(huán)境和材料等突發(fā)狀況的影響落下的工期,也為后期液壓系統(tǒng)調(diào)試爭取到更多的時間,同時省去了外接沖洗油站和閥臺短接用集管的工作,節(jié)省了人力物力。3管路沖洗效果對比該項目使用液壓本體泵站對熱軋鋁中厚板液壓系統(tǒng)的液壓管路進行沖洗,沖洗油在高壓力,高流速,高油溫參數(shù)