1 前言 在液压设备安装过程中,液压管道内残存有大量的污染物,这是引起液压设备故障的重要原因之一。为了保证液压设备能正常地运行,当液压管道安装完毕后必须利用管道循环清洗法除去管道内的污染物,使液压管道内介质的清洁度达到设计的清洁度标准。液压管道安装完毕后,传统的管道循环清洗方法是:先对液压管道进行脱脂处理,然后进行管道循环酸洗;酸洗完毕后用碱液对管道内残存的酸液进行中和,接着对管道内壁进行钝化处理;钝化处理后还需用干燥的压缩空气或氮气对管道进行吹扫;最后利用液压介质对管道进行循环冲洗。采用传统管道清洗法对管道进行清洗时,需更换大量的液压过滤器滤芯,且冲洗时间较长。
2 传统管道循环冲洗法的缺点 在传统管道循环冲洗法中,当进行气体吹扫时,气体流速受许多因素影响,如管道的内径、管道中各种形状的管接头、管道的安装高度等,吹扫气体不能把管道内的污染物吹除干净,气体吹扫后管道内仍然会残存大量的焊渣、金属切屑、纤维、酸洗和钝化过程中残留的化合物等污染物;残留的污染物只能靠管路循环冲洗工序来清除。为此,在进行攀成钢公司“340”连轧管机生产线的液压设备施工时,应用了气体爆破法对酸洗后的管道进行处理,利用爆破作用除去管道酸洗后管道内残存的大部分污染物,减少了循环冲洗时液压过滤器滤芯的更换量,并大幅缩短了管路循环冲洗的工期。
3 气体爆破法的机理 气体爆破法以惰性气体氮作为工作介质,其工作原理是:当储存在密闭容器内的压缩气体被突然释放时,压缩气体将通过气体排放口向外快速流动同时气体体积发生膨胀;在气体快速流动和体积膨胀过程中,产生的震动和冲击波可以把附着在管 道内壁上的污染物震落;气体快速流动还可在管道内通流截面发生变化的位置附近形成负压(图1),负压可使管道内残存的液体气化。对管道系统进行多次气体爆破,就可使管道内的污染物随压缩气体一起从管道的排放口排出。采用气体爆破法可把 酸洗管道后管道内残存的大部分污染物清除掉,可以减少下一道管道循环冲洗工序的工作量。 图1 通流截面变化的管道内气体流动示意图
3.1 气体爆破的方法 如图2所示,管道的A端口作为爆破口,B端口作为充气的加压口。在管道的A端口处安装一对法兰盘,在两个法兰盘的中间装入由石棉或铝材制成的爆破片,并拧紧法兰盘的连接螺栓。在B端口处安装高压球阀,球阀一端与氮气供气源相连接,压力表用于显示管道内的气体压力;管道内原来积存的压缩气体迅速通过爆破口法兰内孔排出,气体流动在管道内产生震动、冲击波和负压,使管道内壁上附着的杂质脱落,并随气流排出管道。 图2 爆破法原理图
3.2 爆破口法兰盘的选择 爆破口法兰盘的通流面积的大小直接影响到爆破片爆破时所需的氮气压力的高低,同种材料的爆破片其受力面积越小,爆破所需的气压越高;因此爆破口法兰内径应尽量大一些;爆破口法兰的通径不宜小于32mm。同时,还应根据管道的压力等级 来确定法兰盘的厚度,确保法兰盘受压时不变形。
3.3 气源 有条件的地方,爆破用气可利用由空分车间经管道输送到施工现场的低压氮气和瓶装高压氮气相接合的方法解决;爆破时,先用管道输送的低压氮气对液压管道充氮,当被爆破管线内充满低压氮气后,用瓶装高压氮气对液压管道加压使爆破片破裂。在无条件提供低压氮气的情况下,也可直接使用瓶装高压氮气对液压管道充氮气。
3.4 爆破片的选择 爆破片的强度决定了液压管道内应充入的氮气压力,同时也影响爆破除渣的效果。爆破片的选择原则是:液压管道的管径小,爆破压力可以高一些,但最高压力不超过瓶装氮气的额定压力(10MPa);液压管道的管径大,爆破压力可以低一些。同时还应考虑爆破时产生的后坐力对管道的影响,气体爆破时产生的后坐力不能过大,以免损坏已安装好的管道和管夹。爆破片受力情况见图3。当A 为爆破片的承力面积,p 为爆破片上作用的气体压力时,爆破片上的作用力F=Ap。最好采用厚度1M2mm的石棉板或铝板制作爆破片,把材料剪成圆形,其直径比法兰的内径大一些。 图3 爆破片受力情况分析
