如何通過油液監測判定冷軋軋機高壓液壓系統的故障

一、冷軋機液壓系統

冷軋機是一種新型的鋼筋冷軋加工設備，是由連續酸洗線和機架串列式冷連軋機組合而成。該機可直徑在6.5毫米至12毫米之間的熱軋盤條、熱軋盤圓加工成成品規格直徑在5毫米至12毫米的冷軋帶肋鋼筋，

酸洗是用化學方法除去金屬表面氧化鐵皮的過程，通常采用鹽酸。連續酸洗機組，是指將鋼卷逐卷展開后，鋼卷與鋼卷之間頭尾焊接起來連續地通過酸洗槽。

常用的CVC系列冷軋機連續式酸洗機組主要是從是德國西馬克引進的，其中間輥輥面有一定曲線形狀（支撐輥有的有，有的沒有），軋機高壓系統控制軋機各機架HGC缸、工作輥彎輥缸、中間輥彎輥缸、中間輥CVC竄輥缸、工作輥CVC竄輥缸（軋制硅鋼時）及支撐輥平衡缸等執行機構的動作。這些執行機構具有負荷大、控制精度高、響應速度快的特點，并直接參與板厚與板型控制，因此非常重要。

    軋機要正常運轉，還有一項必不可少的東西，那就是液壓系統。液壓系統是由機械、液壓、電氣、儀表等裝置有機地組合而成德統一體。一般情況，負載大的，需要高壓，而高壓對液壓元件的要求又是很高的。

液壓系統在冷軋軋機設備中應用十分廣泛，如用于控制軋輥輥縫調節的系統、控制軋輥輥型的工作輥、中間輥彎輥系統及用于平衡支撐重量的平衡系統。軋機高壓液壓系統作為軋機的心臟其作用十分重要，因此在日常設備維護中要嚴格對高壓設備的管理，從而保證系統長期穩定運行。

二、設備故障

液壓設備的正確使用與精心維護，可以防止機件過早磨損和遭受3不應有的損壞，從而減少故障發生，并能有效的延長使用壽命。

液壓系統的故障是多種多樣的，這些故障有的是有某一液壓元件失靈而引起的，有的是系統中多個液壓元件的綜合性因素造成的，有的是因為液壓油被污染造成的，有的是機械、電器以及外界的因素引起的。據統計，液壓系統的故障有75%以上與液壓油的污染有關。

因此如何快速、準確地找到液壓系統的故障原因，并及時排除故障就顯得非常重要。

油液監測技術就是通過對設備在用潤滑油的理化性能指標、磨損金屬和污染雜質顆粒的定期跟蹤監測，及時了解掌握設備的潤滑和磨損狀態信息，診斷設備磨損故障的類型、部位和原因，為設備維修提供科學依據，指導企業進行設備的狀態維修和潤滑管理，從而預防設備重大事故發生的發生，降低維護費用。

當軋機高壓液壓系統總是發生過濾器堵塞報警現象時，就會嚴重影響生產的正常運行，就急需查找故障來源，以便盡快采取相應措施恢復正常生產。此時就可以通過油液監測技術來排查問題，找出根源所在。

三、解決方法

可以對液壓系統的潤滑油油品通過理化、清潔度、光譜、鐵譜、能譜等分析方法對其進行**的跟蹤監測。

    1、理化分析

    理化分析主要對以下幾個方面的理化性能進行監測，運動粘度(40℃)mm2/s、酸值mgKOH/g、水分%、銅板腐蝕等級(100℃,3h)、磨斑直徑(396N,60min) mm，分析這些理化性能的指標是否在正常范圍內，取樣日期間隔長短可以自己設定。

    2、清潔度分析

從回油口和油缸分別取樣來進行監測，看這些位置的清潔度等級（NAS 等級）是否在正常范圍內。監測的數量根據需要了解的設備狀況來確定。

    3、金屬元素分析

當需要了解系統中運動摩擦副的磨損狀態，可對采集的液壓油進行光譜分析，判定液壓油中鐵、銅元素濃度是均在正常范圍內。

    4、液壓油中顆粒分析

在清潔度分析時，如果有超標的樣品，可以通過鐵譜儀將此油樣進行顆粒分離，然后利用鐵譜顯微鏡觀察固體顆粒形貌，了解顆粒成分，還可對這些顆粒進行能譜分析，如果結果顯示，液壓油中存在較多固體顆粒，顆粒的尺寸大多在 20～30 微米，同時在鐵譜片上大多按磁力線方向排列，表明這些尺寸較大的顆粒主要為鐵磁性顆粒。如果固體顆粒表面有明顯的氧化色彩，可通過進一步的能譜分析判定這些顆粒是否為含鐵元素的金屬顆粒。如果鐵譜片上沒有發現銀白色發亮的鋼質磨粒，說明這些顆粒并不是從鋼質摩擦副上新磨損下來的，有可能來源于油箱底部殘留的固體顆粒或外界污染物，該說明該液壓系統中運動摩擦副當前的磨損狀態尚屬基本正常。當幾天后再次取樣進行鐵譜分析時，如果未發現以上類型的大尺寸固體顆粒，則說明過濾裝置的過濾效果良好。

    5、過濾器濾芯上顆粒分析

    （1）濾芯的顯微分析

將過濾器濾芯更換下來解體后，利用激光掃描共焦顯微鏡對其進行顯微組織和三維形

貌分析，判定濾芯纖維中是否存在有大量的細小顆粒狀堵塞物。

    （2）顆粒的成分和形貌分析

如果濾芯纖維中有大量的細小顆粒狀堵塞物，就將解體后的濾芯放入液體石蠟中，先用超聲波分散，然后對該油溶液進行光譜分析，判定其中元素成分。如果元素成分主要為Zn、Ca、P和Fe，可以利用濾膜對油溶液進行過濾處理，并用石油醚將其清洗干凈，待溶劑揮發完全后利用鐵譜顯微鏡觀察顆粒形貌，判定濾芯上存在的顆粒尺寸，*后做成判斷，這些顆粒來源于哪里。

四、結論分析

通過上述分析，可以判定系統發生過濾器堵塞故障的主要原因是什么及后期該如何進行處理。當然除了這種故障，液壓系統還可能會出現其他的故障，在故障出現后，可以通過油液監測來判定故障可能出現的原因及解決的方法。但是這樣還是會影響企業的利益，畢竟重要設備停產對企業來說，損失是不可估量的。所以如果能在平時，就做好設備的狀態監測，發現可能出現的問題和隱患，及時進行解決，這樣就可以預防重大事故的發生，降低企業的維護費用。

附 論文：冷軋軋機高壓液壓系統的故障診斷-油液監測的應用