難燃液、環保液及清水在液壓系統中的應用

行業動態 ????|???? 2019-11-13
摘要:在20世紀50年代英國煤礦曾因為使用的礦物基液壓油引發火災,傷亡慘重,遂立法在礦并中禁止使用礦物油作為液壓油,因此液壓系統都應采用難燃液。本文興迪源機械帶來難燃液、環保液及清水在液壓系統中的應用。

  在20世紀50年代英國煤礦曾因為使用的礦物基液壓油引發火災,傷亡慘重,遂立法在礦并中禁止使用礦物油作為液壓油,因此液壓系統都應采用難燃液。本文興迪源機械帶來難燃液、環保液及清水在液壓系統中的應用。
 
  一、難燃液在液壓系統中的應用
 
  礦物油在自身溫度超過150~180℃(術語稱閃點)后會產生大量有害油霧。如果遇到明火,還會燃燒。
 
  在20世紀50年代英國煤礦曾因為使用的礦物基液壓油引發火災,傷亡慘重,遂立法在礦并中禁止使用礦物油作為液壓油。在國內,在本世紀也還曾發生過,投產才幾個月的軋鋼流水線由于泄漏的礦物基液壓油燃燒而被完全損毀。因此,在可能接觸熾熱金屬或明火的場合,例如,壓鑄機械、熱鍛壓機械等,液壓系統都應采用難燃液。
 
  難燃液被分為以下幾類:
 
  1)HFA——以水為主的乳化液,可燃成分最多為20%,實際一般在1%-5被稱為高水基液。有點類似牛奶:通常,水包油,看似均勻的液體,但如用離心機一甩,就會分離出奶油來。
 
  價格便宜,主要應用于開采業。
 
  由于其大部分會揮發,因此泄漏到大地后危害也不大。
 
  由于黏度很低,因而很易泄漏。因此,運動部件間的間隙必須很小,液體必須很精細地過濾。
 
  受水的凝點和揮發點的限制,工作溫度只能在5-50℃之間。
 
  由于含水多,會腐蝕金屬,也容易滋生微生物。因此,還需要加入防銹防腐劑,對水質要經常監測。
 
  2)HFC——水乙二醇液,含水量為35%-55%,其黏度可達到與礦物油相近作溫度在-20-60℃之間。與大多數常用密封材料都相容,抗腐蝕能力強于HFA,在采掘機械、冶金設備和壓鑄機械中應用較多。
 
  由于水容易揮發,在含水量低于35%時液體的可燃性會大幅增加,所以必須經常監測含水量。
 
  3)HFD—無水合成液,如磷酸酯、氯化烴,或兩者的混合物。
 
  黏度與礦物油相近,耐磨性能好,抗老化能力高,能用于溫度變化較大的與常用密封材料以及噴涂的表面不太相容。有毒,會危害生態環境。所以現在應用漸少。
 
  難燃液和礦物油在某些方面的性質差別很大。這常意味著,系統的工作參數(轉速、壓力等)必須降低,液壓元件的使用壽命也會縮短。
 
  二、環保液在液壓系統中的應用
 
  由于礦物油等很難被微生物分解,甚至含有有毒物質,因此,對環境生態有危害,例如,一塊上壤中一旦滲有礦物油,至少3年寸草不生。這點特別給移動液壓設備的密封性帶來嚴酷的挑戰。
 
  在20世紀70年代石油危機時,芬蘭等國就開始研究在液壓系統中使用植物油代替礦物油。植物油雖然環保,泄漏到地上或水里,會被微生物分解(術語稱可生物快速降解),但也容易被氧化水解。后來找到了一些無毒的添加劑,可以一定程度地減緩植物油被氧化水解的速度,但又不影響其被微生物分解。然而,兩棵樹上的蘋果都可能口味不同,不同植物中提取出來的油,特性也常有差不利于工業液壓系統的穩定性。
 
  合成酯的化學結構與植物油相近,同樣可生物快速降解,但抗氧化性能強多,而且因為是人工合成的,容易做到高純度一致性。在農業機械、森林機械已越來越多地被應用。但目前價格還較貴,約為礦物基液壓油的兩倍。研發探還在進行中。
 
  三、清水在液壓系統中的應用
 
  這里的清水,指的是,作為壓力介質,不含有增加黏度材料的水,包括自來水、河水、海水。
 
  清水,說起來有一系列優點:不可燃,無爆炸危險、衛生、環保、散熱性能好,價廉易得,后處理幾乎不需要什么費用。但由于易揮發,工作溫度受限制,對多種金屬有腐蝕性,特別是黏度低,潤滑性差,泄漏大,所以,其實并不是種好的壓力介質。
 
  20世紀90年代,由于發明了恰當的陶瓷加工工藝,制造出來的陶瓷零件對潤滑要求較低。因此,清水液壓又重獲青睞。但至今,工作壓力還只能在16MPa以下。因此,只是用于一些有特殊要求的行業和場所,如食品、飲料、化妝品、糧食加工、制藥、醫療、造紙、文化娛樂、體育、辦公室、家用機器人等,與礦物油并不形成競爭局面。
 
  目前常說的“水液壓”包括了高水基液體,即含有增加黏度的材料。雖然與清水液壓有些共同處,但也有很多不同處:易得性、衛生性、可應用場合、對液壓元件的要求等等。所以,不應混淆兩個概念。
 
  此外,海水淡化、從油頁巖中獲取石油、水切割、內高壓成型、汽車用薄板的清潔去皮等等,都必須使用高壓水,且用量很大。雖然這些應用已不屬于液壓傳動,但從液壓傳動發展出來的技術與這些應用,也正相輔相成,互相推動。
 
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