液压系统的泄漏

液压系统的泄漏（共12篇）

液压系统的泄漏 篇1

液压系统漏油的原因是错综复杂的, 主要是由于振动、腐蚀、压差、温度及装配不良等原因造成。实际工作中, 一处泄漏, 可能是一种原因造成, 也可能是由于几种原因同时引起, 其中单因素的原因与多因素的原因约各占50%。液压系统漏油, 还与液压元件的生产制造、管路的连接安装、系统的设计使用及维护等多方面因素有关, 因此, 只有各方面的工作人员齐心合力、认真对待, 才能解决液压系统的漏油问题。

一、液压系统泄漏的原因

1.液压系统漏油的地方很多, 有接头、接合面、密封面以及壳体 (包括焊缝) 等, 液压元件本身也由于各种原因有漏油现象。管接头和油塞在液压系统中使用较多, 在漏油事故中所占的比例也很高, 可达30%～40%以上。人们通常是以提高几何精度、表面粗糙度和加强密封的方法来解决漏油问题。

2. 管接头漏油主要与连接处的加工精度、紧固程度及毛刺是否除掉有关。管接头的形式很多, 常用的有扩口式管接头、卡套式管接头、焊接式螺纹管接头等。它们都是依靠球面、锥面或平面加O型环进行密封的。对于依靠球面密封的, 必须使球头部分加工成球面形, 才能保证连接后不漏油;对于依靠锥面密封的要将锥面加工成圆而光滑的喇叭口, 才能起到密封作用。但不论是哪一种形式都有一个共同的要求, 这就是紧固螺母和接头上的螺纹要配合适当, 特别是第一次安装时要去掉毛刺, 否则会后患无穷。 管接头漏油大多数发生在与其它零件连接处, 如集成块、阀底板、管式元件等与管接头连接部位上, 当管接头采用公制螺纹连接, 螺孔中心线不垂直密封平面, 即螺孔的几何精度和加工尺寸精度不符合要求时, 会造成组合垫圈密封不严而泄漏。管接头组件螺母处漏油, 一般都与加工质量有关, 如密封槽加工超差, 加工精度不够, 密封部位的磕碰、划伤都可造成泄漏。必须经过认真处理, 消除存在的问题, 才能达到密封效果。拧接头时要保证用手拧能拧到密封面接触, 然后再用合适的扳手拧紧, 但要预防拧过劲而使管接头损裂。

3. 管接头和油塞一般都采用锥管螺纹连接, 由于锥管螺纹之间不可能完全吻合密封, 所以也极易产生漏油现象。对于管接头及油塞的螺纹连接处漏油, 一般采用液态尼龙密封剂作为防漏填料, 但这种填料当温度达60 ℃左右时, 连续运行3 h就开始熔化, 然后油从螺纹缝隙处渗出, 因此起不到密封作用。采用聚四氟乙烯生料代为密封填料, 在使用聚四氟乙烯生料带时, 要按紧固螺纹方向缠1～2圈即可, 不要缠的层数太多, 若缠的层数太多, 紧固螺纹时, 生料带容易挤出, 反而失去密封作用。

二、液压系统间隙密封原理和特点

1.间隙密封的工作原理

间隙密封的结构是在一个配合面上开出一些环形槽, 又称平衡槽, 槽的尺寸较小。其密封作用是当压力油经过沟槽前的缝隙向槽中喷出时, 呈自由射束喷出, 由于截面的突然扩大而损失一部分能量, 自由射束摄入槽中后, 又引起槽中原来静止的油液产生漩涡, 互相发生摩擦, 又消耗一部分能量, 经过一个沟槽一个沟槽的能量损失, 工作介质的逸新空气净化器压力不断下降, 直到从出处挤出, 又损失第三部分能量, 由于能量不断损失和压力的不断下降, 导致泄漏量减少, 这就是间隙密封的工作原理。

2. 间隙密封的应用

间隙密封是通过精密加工使配合面之间的间隙极小而实现密封, 如阀芯和阀体孔之间的密封即为间隙密封。间隙密封虽然可以使泄漏量减少, 但不能保证完全不泄漏, 其泄漏量与间隙两端的压力差, 间隙的长度和配合件直径的大小有关, 而最主要是间隙值的大小影响最大。由于存在少量泄漏, 因此间隙密封一般应用于高、低压两腔之间, 而不用于通向零件外部的地方, 以免污染环境。

间隙密封一般应用于以油为工作介质的情况下, 对于油压低于25 MPa, 活塞直径小于50 mm时, 如采用间隙密封, 活塞和液压缸内径的间隙值约为0.03～0.05 mm。配合表面应精加工, 经过研磨或研配。间隙密封最突出的优点是消除了由于安装密封圈引起的摩擦力, 对于要求动作灵敏、启动迅速、制动准确而不需保压的液压缸, 适合采用间隙密封。

液压系统在使用过程中一旦出现泄漏故障, 则很难准确诊断, 尤其是内泄漏故障, 既看不见, 又摸不着, 没有一定的经验和诊断技术的维修人员更是很难找出泄漏故障的原因。排除故障时, 必须研究分析找出内泄漏故障的根本原因, 采取“对症下药”的防治措施。为了减少零件的磨损, 两运动零件表面之间必须留有一定的间隙, 因此就要产生液体的泄漏, 而间隙密封是一种最简单而应用最广泛的密封方法。

液压系统的泄漏 篇2

摘要：文章对国内外输油管道泄漏检测方法进行了分析，对油田输油管道防盗监测的方法进行了探讨。针对油田输油管道防盗监测问题，指出了油田输油管道防盗监测系统的关键技术是管道泄漏检测报警及泄漏点的精确定位，并介绍了华北油田输油管道泄漏监测系统的应用情况。

关键词：输油 管道 泄漏 监测 防盗

北京昊科航科技有限责任公司

2012-9-24 近年来，受利益的驱动不法分子在输油管线打孔盗油，加上管道腐蚀穿孔威胁，管道泄漏事件时有发生一旦引起大的火灾爆炸环保事故，后果不堪设想。为努力维护管道安全，已经投入了大量的人力物力，但形势仍十分严峻。采用合适的管道泄漏在线监测系统，则能够实时细致了解管线输油工况变化，便于及时发现泄漏位置，以便及时发现泄漏，尽早采取相应的措施，将损失危险降到最小程度；同时减少了巡线压力，降低了职工劳动强度。

因此，输油管道泄漏监测系统的研究与应用成为油田亟待解决的问题。先进的管道泄漏自动监测技术，可以及时发现泄漏，迅速采取措施，从而大大减少盗油案件发生，减少漏油损失，具有明显的经济效益和社会效益。

1.国内外输油管道泄漏监测技术的现状

输油管道泄漏自动监测技术在国外得到了广泛的应用，美国等发达国家立法要求管道必须采取有效的泄漏监测系统。

输油管道检漏方法主要有三类：生物方法、硬件方法和软件方法。1.1 生物方法

这是一种传统的泄漏检测方法，主要是用人或经过训练的动物（狗）沿管线行走查看管道附件的异常情况、闻管道中释放出的气味、听声音等，这种方法直接准确，但实时性差，耗费大量的人力。

1.2 硬件方法

主要有直观检测器、声学检测器、气体检测器、压力检测器等，直观检测器是利用温度传感器测定泄漏处的温度变化，如用沿管道铺设的多传感器电缆。声学检测器是当泄漏发生时流体流出管道会发出声音，声波按照管道内流体的物理性质决定的速度传播，声音检测器检测出这种波而发现泄漏。如美国休斯顿声学系统公司（ASI）根据此原理研制的声学检漏系统（wavealert），由多组传感器、译码器、无线发射器等组成，天线伸出地面和控制中心联系，这种方法受检测范围的限制必须沿管道安装很多声音传感器。气体检测器则需使用便携式气体采样器沿管道行走，对泄漏的气体进行检测。

1.3 软件方法

它采用由SCADA系统提供的流量、压力、温度等数据，通过流量或压力变化、质量或体积平衡、动力模型和压力点分析软件的方法检测泄漏。国外公司非常重视输油管道的安全运行，管道泄漏监测技术比较成熟，并得到了广泛的应用。壳牌公司经过长期的研究开发生产出了一种商标名称为ATMOS Pine的新型管道泄漏检测系统，ATMOS Pine是基于统计分析原理而设计出来的，利用优化序列分析法（序列概率比试验法）测定管道进出口流量和压力总体行为变化以检测泄漏，同时兼有先进的图形识别功能。该系统能够检测出1.6kg/s的泄漏而不发生误报警。

目前国内油田长距离输油管道大都没有安装泄漏自动检测系统，主要靠人工沿管线巡视，管线运行数据靠人工读取，这种情况对管道的安全运行十分不利。我国长距离输油管道泄漏监测技术的研究从九十年代开始已有相关报道，但只是近两年才真正取得突破，在生产中发挥作用。清华大学自动化系、天津大学精密仪器学院、北京大学、石油大学等都在这一方面做过研究。如：中洛线（中原—洛阳）濮阳首站到滑县段安装了天津大学研制的管道运行状态及泄漏监测系统（压力波法），东北管道局1993年应用清华大学研制的检漏系统（以负压波法为主，结合压力梯度法）进行了现场试验。

2.管道泄漏监测技术难点

管道泄漏监测说到家只有一个难题：就是“狼没来系统却老是喊狼来了，狼真的来了他又不说话了”，为什么会这样？因为不知道什么是泄漏。

HKH管道泄漏监测系统是一种量身定做的监测系统。因为管道工作过程千差万别，没有一个固定不变的模型可以套用。这种技术不是让所有不同工况的管道去适应一种固定的泄漏监测程序，而是让监测系统去学习管道的特征，让监测系统去适应去认识每一条具体的管道。这一特点决定了开发调试工作的难度很大，也决定了每一条管道最终都会有一套最适应其工艺特点的泄漏监测系统。这也是HKH系统适应各种管道泄漏监测而几乎不误报警的原因。

3.管道泄漏监测系统各种方法及特点

因监测方法应用原理不同使其在实际生产过程中的漏点监测、定位方法有较大差异。质量分析法和体积分析法都是针对管道内流体的量来确定管道是否发生泄漏，其缺点是只有管道内的流体发生一定量的泄漏后才能确认管道出现泄漏工况。

电磁监测法在管道测漏应用过程中其属于非在线实时监测，监测过程需要巡线人员携带信号监测器进行监测，其突出的特点是在管道未发生泄漏的情况下可以发现管道载阀位置，确定载阀或穿孔位置较为准确，并进行及时处理，其不足是：

3.1 需要两名巡线人员操作监测器沿管线进行检测。

3.2 电磁信号与管道的保温层、防腐层、绝缘层的破损情况以及载阀的现场情况有关，保温层、防腐层、绝缘层的破损情况越严重，电磁信号衰减越迅速，管道测漏的有效距离将缩短。

3.3 有效检测距离较短，一般在5km左右，如增加检测距离需要借助管线阴极保护桩或在管道上增加信号点。

3.4 电磁监测法属于非实时监测，其不能实现在线实时管道泄漏监测。

3.5而常规负压力波法，需人工设定一个压力差（流量差）值，利用管道压力差（流量差）进行判断，每年数百次以上误报警或漏报（小泄漏报不了警）。

HKH系统是一套全自动实时管道监测系统网络，它与同类产品相比具有每年无误报警或几次误报警的低误报警率，无漏报，定位精度高，监测范围大，灵敏度高等优点。

4.HKH管道泄漏监测系统介绍

HKH系统是一套基于模糊神经网络的人工智能型管道泄漏监测系统软件。它克服了传统方法的不足之处，能够在多种复杂情况下对各种管道大小泄漏进行及时报警和准确定位。这是学习型系统，它通过短期的试运行就可以对管道的情况有一个全面的了解，试运行后系统可以识别什么是管道正常工作（如站内进行启泵，停泵，调节输出量大小等操作），什么是泄漏。如果管道发生的是少量的渗油，只要到达瞬时流量的0.5%系统就会报警，以上这些都是系统自动完成的，不需要人工设定。

HKH系统采用国家专利的误差消除技术，真正实现了泄漏量大于瞬时流量的0.5%时准确报警，不仅实现了同类技术做不到的自动报警、自动定位，而且比同类技术手工定位精度还要高的多。系统在大于3％以上的泄漏时定位误差仅几十米，在泄漏量大于瞬时流量的0.5%时定位误差范围在+/-100m，而负压力波法在这个区间连泄漏都发现不了，更谈不上定位了。负压力波法在较大泄漏条件下手工定位精度小于管道长度×0.5% + 100m，也就是说管道越长误差就越大。

HKH系统监测能力只与可检测的信号有关，与输油状态无关，只要有信号就行，在管道停输的状态下也可以报警，对监测管段长度几乎没有限制，目前已有单段130KM案例，而负压力波法的监测长度为每段小于60KM。

HKH系统泄漏灵敏度指标为瞬时流量的0.5%，是自动实现的，没有设定值；负压力波法的指标为0.5%--5%，是人为设定的，必须大于压力波动值。由于管道压力波动都比较大，所以，实际使用灵敏度都在5％以上，两者指标十倍之差。

HKH是全自动系统，误报警或漏报警是系统问题，而负压力波法靠人工识别泄漏排除误报警和定位，误报警或漏报警或者定位不准都是要由值班人员承担责任的。

HKH系统安装方便，快捷，只需把所要监测管道两端的压力与流量信号通过很短的电缆线传到各自值班室即可，系统可以选择任何通讯方式自动进行数据交换。还可以对系统进行即时远程维护。

5.HKH管道泄漏监测系统工作原理

HKH管道泄漏监测报警定位系统是一种新颖的人工神经网络技术，是以模仿人类大脑拓扑结构开发的软件，将网络思想与模糊逻辑推理思想相结合，形成模糊神经网络。

在这种网络中，在采集的流量压力数据中筛选出次声波的数据，将抽取的次声波数据样板分成若干个单元，各单元表示管道不同的工作状态，单元之间的连接权表示相应模糊概念之间的因果关系。这种网络可以表达人们积累的知识，同时，它在工作中通过自学习又不断的积累和更新已有的知识。因为管道绝大多数时间是不会泄漏的，这就给网络学习提供了充分的条件，所以知道了什么是正常工作不该报警，也就识别出了什么是泄漏，因此，这种方法不需建立泄漏模型库，不必进行复杂费时的规则搜索、推理，而只须通过高速并行分布计算就可产生正确的输出结果。

毫无疑问，网络结构模型是核心技术。目前，神经网络结构的设计全靠设计者的经验，由人事先确定，还没有一种系统的方法来确定网络结构。但是，采用遗传算法可以优化神经网络结构，从而使管道泄漏的识别能力得以极大的提高。下图中的蓝色线就是模糊神经网络的输出曲线，从图可以看出，尽管流量、压力变化很大，在不发生泄漏时蓝色曲线几乎是一条直线，它只在极小的范围波动，一旦发生泄漏，它就立刻变大，其大小随着泄漏量波动，而与当时的管道压力、流量没有关系。若没有网络输出曲线作为判别依据，识别出这样的泄漏几乎是不可能的。HKH3.0版软件在各条管道应用中的突出表现，已经充分地证明了它的优越特性。

6.HKH管道泄漏监测系统数据采集方案

方案一：为了不影响原有的SCADA系统、提供系统的可靠性，计划采用在PLC数据采集系统前端加装信号分配器的方式将已存在的信号一分为二，一路供站内SCADA系统使用，另一路供管道泄漏监测系统分析使用。

信号分配器

本方案计划在中控室安装管道泄漏监控专用服务器1台，Web服务器一台。在各沿线相关站分别安装HKH-GT数据采集系统、信号隔离设备。使现场一次仪表的信号通过隔离后进入HKH-GT数据采集系统，软件通过现有局域网与各站采集系统通信，读取数据，实现全网数据分析。

方案二：泄漏监测系统也可以和SCADA系统的PLC进行直接通信，可采用OPC或MODBUS等协议通过只读的方式访问PLC内部寄存器地址，具体通信协议可根据现场PLC配备情况进行协商，这种方式较信号隔离的方式更为简洁、易于实现，且工期短，可靠性和安全性也不会受到任何影响。下面是通信原理图，供参考：

7.HKH管道泄漏监测系统在华北油田的应用

液压系统的泄漏 篇3

【关键词】声发射；泄漏；设计

电站锅炉的水冷壁、过热器、再热器、省煤器，简称锅炉“四管”，是锅炉的主要受热面。随着电站锅炉的大型化及运行参数的提高，导致锅炉“四管”爆破及泄漏事故发生。国内外先进的检测锅炉“四管”泄漏的方法是通过声波传感器捕捉炉管内高压流体泄漏喷射所形成的噪声，即采用声发射技术达到检测炉管早期泄漏的目的。

一、炉管泄漏声发射检测基本原理

锅炉在运行时，炉内管道充满高温、高压介质。管道因材料腐蚀老化或其他外力作用产生裂纹或者腐蚀孔，管道内外存在压力差而使管道中的流体向外泄漏。如果发生泄漏，这些高温、高压介质就会通过裂缝或破口喷射出来形成喷流。喷流流入周围环境气流时，高速喷流介质和周围环境介质急剧混合，从而使得射流边界层形成强烈的湍流脉动，产生喷流混合噪声。另外，泄漏同样也会在管道中激发出应力波，然后通过管道的相互作用，声源向外辐射能量形成声波。这就是管道泄漏声发射现象。通过仪器对这些因泄漏引起的声发射信号进行采集和分析处理，就可以对泄漏以及其位置进行判断。由于炉管泄漏时破口形状各异，会对空间声场的分布规律产生一定影响。另外，炉管的阵列结构、温度场和流场等物理因素对声音信号空间传播的影响，使得炉内声学环境参数异常复杂。而且工程现场背景噪声非常复杂，其包含复杂分布的噪声，而且系统本身中的电子器件也将引入噪声，如电磁噪声、热噪声等，所以需要通过先进的数字信号处理技术，降低系统的虚警率，提高系统对泄漏的识别率。

二、炉管泄漏自动报警硬件系统

锅炉炉管泄漏自动报警装置是集锅炉、声学、电子、计算机、机械等多学科技术，根据炉型特点，将特制的声波传感器组安装在锅炉本体的相应部位，利用声学检测原理由传感器采集炉内各种声信号，并转换成电流信号；通过高性能的数字滤波技术，剔除背景噪声；检测报警系统经频谱分析得到声信号的频谱，并以棒图形式显示；通过声场能量分析，对噪声强度、频谱特征及持续时间的分析计算判断锅炉炉管是否发生泄漏。实现对锅炉炉管泄漏的早期测报，并判断出泄漏的区域位置及泄漏程度。如图1所示为炉管泄露自动报警系统原理图。

图1 炉管泄露自动报警系统原理图

系统的硬件设计应以能最大限度地捕捉泄漏信息作为检测的标准，同时兼顾维护和檢修方便。与以往相比，硬件系统的设计和实现周期大大缩短。硬件配置主要包括增强型声波传感器、声波传导管、泄漏检测专用主机（CPU、硬盘、内存、数据采集卡、监听卡、DI/O卡）、彩色喷墨打印机、彩显、军工级线性电源、信号电缆、配件（预制电缆、金属软管、硬管变径管接头）等等。

增强型声波传感器用来接收炉膛内（包括炉管泄漏噪声）的所有声音信号。理想的传感器应具有较高的灵敏度、宽而平直的频率特性、足够的动态范围、良好的长期稳定性、小巧的体积等特点，同时满足没有指向性的要求，以免干扰被测量的声场。此外，由于炉膛内特定的燃烧环境，检测系统的传感器还需具备防水、防尘和耐高温的特性。在设计的这个锅炉炉管泄漏自动报警系统中，采用的传感器是XLB增强型声波传感器。

监测系统采用国际标准机箱，分为中心处理单元及显示报警单元，安装在立屏上或组合在机柜中。在进行A/D转换之前和D/A转换之后需要对信号进行调理，这些电路称为外围电路。外围电路主要完成多路转换、信号放大、抗混叠滤波、采样保持、平滑滤波等功能。而在此系统的设计中，在此处的信号调理中我们主要采用一个抗混叠滤波器对信号进行滤波调理。

多通道高速A/D采集卡将增强型声波传感器传输过来的电流信号采样，转换成数字量信号，通过总线送到主处理板，进行快速付里叶变换，得出实时频谱棒形图及趋势图的变化，针对泄露特有的频谱模式，经判断后进行泄漏报警。同时具有历史追忆功能，用于报警后数据分析。另外对测点处背景噪音的数据进行处理，用于传导管堵灰判断。

三、炉管泄漏自动报警软件系统

软件系统主要完成如下功能：数据采集卡的控制、数据的处理、人机对话及数据的存储、删除等。如上所述，在设计本系统时，认为硬件只负责采集数据，而数据的分析和处理等主要功能就由软件来实现。所以，本系统的设计目标软件完成系统的大部分重要功能。如图2所示为炉管泄露自动报警系统软件流程图。

图2炉管泄露自动报警系统软件流程图

锅炉在运行时存在各种各样的噪声源，如炉膛的燃烧噪声、燃烧器的射流噪声、烟气横掠管束的风吹声、吹灰器的噪声以及其它机械噪声等，而且在不同负荷下运行的锅炉以及运行的不同时刻都有可能使背景噪声发生变化。因此，在实际检测声发射信号中，对所获得的信号进行滤波处理是必不可少的。

在信号处理时我们使用高性能的数字滤波技术对采集到的信号进行滤波处理，因为炉管内的背景噪音主要是低频信号，而泄露信号主要集中在中高频段，所以我们可以设计一个高通数字滤波器剔除背景噪音。炉管内的声音信号是一个随时间变化的连续信号，声波的振幅表示声音信号的强弱程度。声波的频率反映出声音的音调，高频信号声音尖锐，低频信号声音低沉。通常，我们认为小于300HZ的频率为低频信号，大于300HZ小于1000HZ的频率为中频信号，大于1000HZ的频率为高频信号。同时具体设计也是要根据实际的炉膛噪音的基本情况来定的。

在实际中提取出传统的声发射参数如事件计数、振铃计数等是非常困难的。总的来说，锅炉“四管”泄漏的声发射信号具有如下特点：

1.时域上与通常意义上的声发射波形是很不相同的，即不表现为衰减的一系列波包，从波形上提取上升时间、到达时间和波形的模态参数是非常困难的；

2.泄漏所激发的声发射信号频域上是一个有相当带宽的信号，而且频谱具有很陡的尖峰，与背景噪声的分布差别较大，这个特点为检测泄漏提供了有利的抗干扰条件；

3.泄漏所产生的声发射信号比较强，其幅度大小与泄漏速率成正比，与信号的均方根值成正比；

4.在烟气中传播的泄漏信号为连续型信号。

借助于傅里叶变换，信号通常可以分解为若干不同频率的正弦分量的线性组合。其中每个正弦分量都具有各自的频率、幅度和相位。组成信号的所有正弦分量，其幅度和相位都随频率变化就构成了信号的频谱，时频信号与频谱一一对应。从频谱的角度对信号进行分析称为信号的频域分析。频谱是信号在频域的一种表现形式，反映了信号的频率特性。通过傅里叶变换结果的实虚部可转换成幅值谱和相位谱。

四、结论

锅炉“四管”的爆破泄漏事故是火力发电厂最频发的事故，是影响机组稳定可靠運行的关键因素。通过研究表明，锅炉“四管”泄漏的喷流噪声可以认为是广义的声发射信号，其峰值频率主要和喷流介质的出口速度的喷口尺寸有关。虽然采用滤波器可以去除一部分噪声，但锅炉运行时背景噪声复杂多变，而且所采集的声发射信号也可能是在炉内多次反射叠加的结果。所以，怎样最大的去除背景噪声，对空间声场分布进行详细研究，才可以尽可能地对声发射信号本身进行分析，从而提高泄漏信号的识别率。

参考文献：

[1]李光海，王勇.基于声发射技术的管道泄漏检测系统[J].自动化仪表，2002，15（4）：45-48.

[2]刘亮.先进传感器及其应用[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3]杨明纬.声发射检测[M].北京：机械工业出版社，2005.

[4]陈汉明，李晓红.声发射技术及其在锅炉“四管”检测中的应用[J].武汉大学学报，2003，28（6）：36-39.

[5]李学林.锅炉炉管泄漏自动报警装置[J].四川电力技术2002，25（5）：12-16.

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液压系统的泄漏 篇4

一、液压系统泄露原因

(一) 间隙控制不当

液压系统出现间隙的原因有很多, 主要可以分为三种:首先, 原始间隙存在问题, 造成这种问题的主要原因是加工, 例如, 加工不平整、接头配管质量差等等;其次, 装配原因导致间隙出现畸形变化。如, 密封圈的压缩量不符合要求、动配合偶件装配存在误差等等;最后, 在不断的工作磨损中间隙不断的扩大, 例如, 毛刺的加工、偶配件材料匹配问题、自然磨损等等。

(二) 液压系统的冲击和振动

通常, 液压系统的工作速度较快, 传递功率极大, 所以其很容易出现巨大的冲击和振动, 进而导致配件松动、密封面失效、焊接缝断裂等问题的出现, 从而严重影响日常生产。通常, 液压冲击导致泄露的原因有三种:密封圈出现问题、机件原始强度变差、接头与法兰连接不禁。一般会在变压、变向、变速、停车的过程中出现液压冲击问题。液压冲击会造成整个设备的疲劳, 外加管子共振, 从而导致微裂或爆裂问题的出现, 最终产生泄露问题。

(三) 温升发热

热坯辐射会对液压系统造成巨大的影响, 不仅如此液压系统的工作过程会产生大量的热量, 进而造成设备温度过高, 引发泄漏问题。油液粘度的下降, 受到热冲击的影响, 间隙会出现一定的变化且压力也会随之不断增加, 油质也会随着温度出现改变等等都是导致温度升高造成泄露的原因。如果油液的温度处于15℃以下的时间过程, 密封圈会出现硬化情况, 进而导致密封圈失效。此外, 如果油液温度大于60℃, 粘度会随之下降, 致使油液出现变质情况。闻声会导致泄漏量的上升, 因为其会造成间隙的改变, 加大磨损。

除上述原因, 杂质的污染也会引发泄露问题, 杂质会加大磨损, 使阀芯卡阻, 造成密封件的损伤等等。

二、防治液压系统泄露的有效措施

(一) 加强间隙的控制

为了从根本上解决间隙所造成的泄露问题, 技术人员要从多个方面考虑, 如, 加工、装配、设计、管理等等。产生原始间隙的主要原因是设计和加工存在问题, 尤其是加工问题, 例如螺纹孔的尺寸与要求不符、加工的技术水平较低等等, 这些原因都会引发漏油问题。此外密封件的选型错误, 装配问题, 沟槽尺寸不符等都会导致早期损伤, 进而导致泄露问题的发生。所以要从生产加工方面着手, 严格管理和要求生产元件与技术水平。

此外, 也要减少油路管接头的数量, 可以将一些没有用处的管路焊死, 积极采用叠加阀、板式阀、集成块组合等配件, 有效减少泄漏点是避免泄露的最好措施。

(二) 加强液压设备维护, 减少冲击和振动

液压系统的振动与冲击会对设备整体造成巨大的影响, 其往往产生于变向、变速、变压的过程中, 在这个过程中, 管路内流动的液体换向过快且在阀门关闭的瞬间压力会邹然增大, 进而导致接件、法兰等原件的松动, 最终导致泄露问题的出现。

为了减少这类泄露问题的出现, 我们可以采取以下措施:首先, 选用减振支架对管子进行固定, 通过减振支架减少振动和冲击, 降低管子的压力;其次采用设备装置可以选用缓慢开关阀门、带阻尼的换向阀等减振元件;最后尽可能避免管接头的使用, 接头可以选用三通接头、螺纹直接头等等。多个连铸车间都因为振动问题导致接头松动、油管破裂, 所以降低液压压力是一项十分重要的工作内容, 选用金属软管可以有效降低压力, 此外也可以多采用焊接链接的方式, 以此来避免故障的多次发生。应用时间过程的液压设备泄露量也会随时间逐渐增加, 这也是冲击和振动造成的。所以设计时要考虑液压设备和振源的距离, 且不要在运动部件上进行安装, 确保液压设备的安全运行。如果设备的运作情况良好, 可以对换向时间进行一定的延长, 从而有效降低换向所造成的冲击。

(三) 合理控制热量和污染

从上文可知, 油温过高会降低油液的粘度、导致油液变质、增加压力和间隙的变化。为了避免由于油温过高所导致的泄露问题, 要从液压系统的设计着手, 不仅要对热源进行节制, 还要有效控制热量的分散。此外, 由于气体的压缩会产生热量, 所以要尽可能的避免气体的混入, 降低压力损失、使用变量泵、避免液流量过大等方式都能有效避免热量的上升。

加强系统污染的控制主要有两个方面:首先要加大过滤面积, 对过滤器进行严格的筛选, 确保其满足系统的过滤需求;其次, 可以将高压、回抽、旁路三种过滤方式进行结合, 多次过滤后加入的新油, 确定新油达标之后才能将其注入邮箱。及时更换元件也能够在一定程度上避免外界的污染。

三、结语

综上所述, 液压系统泄露问题会对整个设备的工作运行造成影响, 甚至引发诸多安全问题, 所以有效解决液压系统泄露问题是工业建设和发展的过程中必不可少的一项内容。液压系统泄露问题复杂难解, 所以企业要从根本入手, 加强液压系统的管理和维护, 避免各类问题引发的泄露。

参考文献

[1]李宏林, 霍景荣.轧钢设备中液压系统泄漏的原因分析与控制方法[A].河北省冶金学会.2012年河北省轧钢技术暨学术年会论文集 (下) [C].河北省冶金学会:2012, 3.

[2]刘俭旗.煤矿设备液压系统泄漏的原因分析与控制方法[J].内蒙古煤炭经济, 2011, 07:29+16.

液压系统的泄漏 篇5

北京太阳宫燃气热电有限公司关于2号燃机天然气系统泄漏故障停机的分析报告

一、事故经过

2011年7月5日04：40，2号燃机启动，04：49燃机起动清吹过程中，2号燃机MARK-VI发“HAZ GAS MONITOR RACK 3LEVEL HIGH”报警，查看MARK-VI危险气体画面发现气体阀门间危险气体浓度监测仪表45HT-9B探头最高至10LEL（报警值是10 LEL，表示天然气爆炸浓度下限4%的%10），45HT-9C探头最高至4 LEL，2号燃机启机程序自动闭锁，启动失败，燃机开始降速停运。

经过对气体阀门间燃气模块进行查漏，确认两处漏点：1）PM4阀门阀杆处泄漏严重；2）双筒滤网切换阀一侧阀杆有轻微渗漏，公司决定立即组织消缺，经过一个白天的连续处理，2号燃机于当晚23：37并网，截止到目前为止，#2燃机运行各参数正常。

泄漏点如下图所示：

二、事故分析

经过对PM4阀门进行解体发现，该阀门的阀杆密封（O型圈）破裂，导致天然气泄漏。深刻分析，主要有以下几个方面的原因：

（1）从解体拆除的O型圈破裂的情况看，属于O型圈材料缺陷。该O型圈无法很好地适应天然气冷热温度变化带来的塑性变形，从而破裂导致天然气泄漏。

（2）该阀门在阀杆处的密封结构设计不尽合理。1）机组运行期间，天然气温度高达185℃；

2）GE公司设计燃机本体外壳无保温层，机组运行期间，透平罩壳内的局部温度高约120℃；

3）燃气模块与透平罩壳相通。以上三点会引起燃气模块内部温度偏高，即燃气控制阀的运行环境很差，如此工况下，燃气控制阀阀杆密封采用的单O型圈极易因塑性变形导致密封失效。

三、下一步工作安排及防范措施

通过对此次天然气泄漏事故的抢修，我们将吸取深刻教训，组织认真分析，制定防范措施，安排好下一步工作：

（1）请专业机构对损坏密封圈进行检查分析，确定其材质、质量适用性，必要情况下联系原厂家对密封材料进行升级。

（2）燃机燃气小间在机组停备时系统不带压，无法进行天然气查漏；可以考虑在每次机组启动前一天，联系热工专业强制开辅助关断阀，对燃气模块内的管道系统进行充压查漏，确保发现问题处理时间；该项措施作为今后机组启动前定期工作执行。

（3）尽快组织与设备制造厂家就事故原因进行讨论，制定有针对性的技术改造方案，并对库存的阀门进行改造实施，待停机检修过程中，分别对在装的两套燃气控制阀进行相应改造。

北京太阳宫燃气热电有限公司

液压系统的泄漏 篇6

关键词：液压传动原因分析控制措施

中图分类号：TH11文献标识码：A文章编号：1007-3973(2010)09-033-01

在机械液压系统中，泄漏是普遍存在的故障现象，几乎所有的液压系统在使用一段时间后，都发生泄漏现象，液压系统一旦泄漏或泄漏严重将会引起系统压力建立不起来，无法保证正常的传动比。液压油泄漏还会造成环境污染，影响生产甚至产生无法估计的严重后果。因此，对液压系统的泄漏，必须加以控制。下面针对一些影响机械液压系统泄漏的因素，简单分析其泄漏原因及控制措施。

1、泄漏的分类

通常机械液压系统的泄漏有两种，固定密封处和运动密封处泄漏。从液压油的泄漏上也可分为外泄漏和内泄漏。外泄漏主要是指液压油从系统泄漏到环境中，内泄漏是指由于高低压侧的压力差的存在以及密封件失效等原因，使液压油在系统内部由高压侧流向低压侧。

2、影响泄漏的原因

2.1设计因素

液压系统的可靠性，在很大程度上取决于液压系统密封的设计和密封件的选择，由于设计中密封结构选用不合理，密封件的选用不合乎规范，在设计中没有考虑到液压油与密封材料的相容型式、负载情况、极限压力、工作速度、环境温度的变化等，这些都在不同程度上直接或间接造成液压系统泄漏。设计中考虑到运动表面的几何精度和粗糙度不够全面以及在设计中没有进行连接部位的强度校核等，这些都会在机械的工作中引起泄漏。

2.2制造和装配因素

所有的液压元件及密封部件都有严格的尺寸公差、表面处理、表面光洁度及形位公差等要求。将使零件本身具有先天性的泄漏点，在装配后或使用过程中发生渗漏。液压元件在装配中应杜绝野蛮操作。装配前应对零件进行仔细检查，装配时应将零件蘸少许液压油，轻轻压入。

2.3冲击和振动造成泄漏和破坏

2.3.1内部冲击

气体常常以混入或溶解两种形式浸入油液中，混入油液的气体，大多以2.05～0.50mm直径的气泡悬浮其中，成游离状态。浸入油液中的气体，在液压传动系统工作时，产生气穴现象，可以使液压系统产生振动和噪音，在气泡凝聚的管壁和其他元件表面，因长期受冲击和高温作用，以及油液中溢出气体的氧化作用，会使管壁和元件表面脱落，或者出现海绵状的小洞。

2.3.2外部冲击

外部的冲击也会造成管路的静结合表面发生泄漏，当管路接头常处于振动状态时，造成接头处密封圈(垫)变形，或者造成密封圈磨损，从而引起原来的静结合面出现泄漏。

2.4密封件及配合件相互磨损

主要是液压缸内及各阀体阀杆之间的磨损。液压油缸作为一些生产机械液压系统的主要执行元件，由于工作过程中活塞杆裸露在外直接和环境相接触，虽然在导向套上装有防尘圈及密封件等，但也难免将尘埃、污物带入液压系统，加速密封件和活塞杆之间的划伤和磨损，从而引起泄漏，颗粒污染为液压元件损坏最快的因素之一。另外由于工作环境潮湿等因素的影响，可能会使水进入液压系统，水与液压油反应，形成酸性物质和油泥，降低液压油的润滑性能，加速部件的磨损，水还会造成控制阀的阀杆发生粘结，使控制阀操纵困难，划伤密封件，造成泄漏。

2.5油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变

质液压传动系统的某一局部产生气穴后气泡随油液到高压区，在高压作用下气泡迅速破裂’周围油液的质点以很高速度来填补这一空间，质点相互碰撞而产生局部高压，形成冲击。与此同时油液温度也急剧升高，温度每升高10℃则密封件寿命就会减半。在选用液压油方面,要注意密封件和油质的匹配如果两者不相匹配，则造成密封圈与油液产生化学反应，加速密封圈老化。

3、泄漏控制措施

造成生产机械设备液压系统泄漏是多方面综合影响的结果，以现有的技术和材料，要想从根本上消除液压系统的泄漏是很难做到的。只有从以上影响液压系统泄漏因素出发，采取合理的措施尽量减少液压系统泄漏。

3.1减少冲击和振动

使用减振支架固定所有管子以便吸收冲击和振动；适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件；尽量减少管接头的使用数量，管接头尽量用焊接连接；正确安装管接头。

3.2减少动密封件的磨损

消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷；用防尘圈，防护罩和橡胶套保护活塞杆，防止磨料，粉尘等杂质进入；设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积；活塞杆和轴的速度尽可能低。

3.3控制油温防止密封件变形

密封件过早变质是由多种因素引起的，一个重要因素是油温过高，所以应合理设计高效液压系统或设置冷却装置，使油温保持在65℃以下；另一个因素是使用的油液与密封材料的相容性问题，应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质，以解决相容性问题，延长密封件的使用寿命。

4、结束语

液压系统泄漏影响着系统工作的安全性，造成油液浪费、污染周围环境、增加机器的停工时间、降低生产率、增加生产成本及对产品造成污损。借鉴以往的经验，选择正确的装配和修理方法，从污染的源头入手，加强污染源的控制。还要采取有效的过滤措施和定期的油液质量检查和更换。总之，泄漏的防治要全面入手，综合考虑才能做到行之有效。

参考文献：

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[2]袁建虎，李凡显，洪津，工程机械液压系统的故障诊断U]，工程机械与维修，2005

液压缸内泄漏复合检测系统的研究 篇7

1 泄漏产生的原因分析

由于泄漏易导致油温升高, 严重影响液压系统的性能和效率, 可能使工程机械产生爬行、出力不足、保压性能差等问题, 影响机械的平稳性、可靠性和使用寿命。常见的泄漏影响因素主要有以下几点:

(1) 设计因素

液压系统的可靠性很大程度上取决于液压系统密封的设计和密封件的选择。在设计中密封结构、密封件材料和密封件的选用规范, 液压油与密封材料的相容型式、负载情况、极限压力、工作速度、环境温度的变化等都在不同程度上直接或间接造成液压系统泄漏灰尘和杂质, 所以在设计中要选用合适的防尘密封, 避免灰尘等污物进入系统破坏密封、污染油液, 从而产生泄漏。另外液压缸运动表面的几何精度和粗糙度的选择及关键部位的强度等也会在工程机械设备工作过程中引起泄漏。

(2) 制造和装配因素。

在制造和装配过程中, 所有的液压元件及密封件都必须有严格的尺寸公差、形位公差和表面处理等要求。若在制造和装配过程中出现误差, 在使用过程中可能发生不太形式的渗漏。

(3) 油液污染及零部件的损伤。

在液压系统的高压下, 油液中会溶解较多的空气从而形成气泡, 容易在低压侧发生爆裂, 如果元件表面损伤, 液压油会高速冲向元件表面加速表面的磨损, 引起泄漏。另外由于空气中的颗粒和水等污染, 会使元件或密封件损伤也会造成泄漏。

2 液压系统泄漏故障诊断方法

液压系统的泄漏量一般采用液压缸或工作装置位移量指标, 常用的液压系统故障诊断方法有经验诊断法和试验方法。

2.1 经验诊断法

诊断液压缸泄漏的经验方法可通过向操作人员询问哪些异常现象。对于突发性故障, 大多是因为液压系统受到污染或意外载荷造成液压阀或密封件失效引起。而对于渐发性故障, 多数是因为密封件磨损出现的。

另外, 维修人员检查液压系统的工作情况。使液压缸运动到极限位置时, 检测液压系统工作压力, 是否达到规定值。如果达不到规定值, 则通过调节安全阀, 如果压力仍达不到要求时, 则可能因液压缸内泄漏造成。

2.2 试验方法

首先, 在未拆卸液压系统元件时, 按试验操作规程将机械开机就位;然后, 操作换向阀使液压缸的活塞运行至试验位置, 拆开液压缸回油腔管路, 通过观察油口是否有液压油流出, 可判断液压缸的泄漏情况。

3 液压缸内泄漏复合检测系统

在综合分析液压缸内泄漏产生机理及常用故障诊断的基础上, 设计了融合量杯检测、流量计检测及光电传感器检测的三位一体式复合检测过程, 实现对不同泄漏量的油缸检测, 如图1所示。该液压缸内泄漏复合检测系统与现有技术相比, 加入了光电传感器, 提高了测量精度和自动化程度, 此外本系统融合现有技术中常用的量杯式测量装置和流量计式测量装置, 能在不同的泄漏情况下进行检测, 使检测方式更加完善, 检测手段更加便捷, 检测结果更加及时准确。

1.液压缸2.快速接头3.快速接头插座4.液控单向阀5.流量计6.光电传感器7.量杯

当对无杆腔进行泄漏检测时, 通过进油管将有杆腔内加满液压油, 待油加满后, 拔掉进油管, 并将快速接头插座与无杆腔的快速接头快速连接在一起, 接好后通过进油管向有杆腔加压, 同时从控制油管进入压力油, 将液控单向阀打开, 使泄漏过来的液压油自由流过流量计, 光电传感器, 滴入量杯内;当对有杆腔进行泄漏检测时, 应进行上述相反的动作过程, 即在有杆腔内注满液压油, 从无杆腔加压, 进行检测。在上述检测此过程中, 可以使用流量计对泄漏量较大的液压油进行自动测量, 检测数据可以数字化输出;对泄漏量较小的油缸, 则可以通过光电传感器自动检测出一定时间内通过的油滴数, 并可以数字化输出;最终滴到量杯内的液压油, 可以通过人工读数, 测量出一定时间内的泄漏量, 在此过程中实现流量计、光电传感器、量筒三位一体式复合检测方法, 使测试结果快速准确。

3.1 系统硬件设计

本系统主要由流量计、光电传感器、PLC和触摸屏组成。其中, PLC主要完成数据的采集、计算, 触摸屏完成数据的显示、查询和打印等功能。图2为液压缸内泄漏复合检测系统硬件主要部件接线图。其中流量计的输出是脉冲信号, 因此选用了I0.1作为高速脉冲输入端, 此时选用高速计数器的模式3 (HSC3) 进行计数, 从而实现流量的测量。每个高速计数器都有一个32位当前值和一个32位预设值, 当前值和预设值均为带符号的整数值。

通过对整个系统I/O点数的分析, 并考虑系统的经济性和可靠性, 本系统选择西门子CPU224 PLC。该PLC集成了14路输入和10路输出, 能够扩展相应的功能模块, 并能通过RS485和触摸屏通信。触摸屏选择威纶通TK6100i, 其规格如表1所示。

3.2 系统软件设计

液压缸内泄露通过PLC实现泄露量的实时检测, 本文简单介绍数据采集程序。

当开始检测时, 为高速计数器 (HSC3) 分配工作模式0, 用来建立高速计数器与工作模式之间的联系, 梯形图如图3。

建立高速计数器后, 要设置高速计数器的新当前值和新预设值, 必须设置控制字节令其第五位和第六位为1, 允许更新预置值和当前值, 新当前值和新预置值写入特殊内部标志位存储区。然后执行HSC指令, 将新数值传输到高速计数器, 梯形图图4。

4 结论

本文通过对液压缸内泄露进行研究, 设计了融合量杯检测、流量计检测及光电传感器检测的三位一体式复合检测系统。在此基础上, 对所需硬件进行了选型并设计了软件, 通过实际实验表明, 该系统能够简捷、快的实现内泄露的测量, 而且结果可靠。

摘要：液压缸的泄漏会引起系统控制特性恶化, 达不到正常控制精度与运行速度, 直接影响工程机械的正常工作性能和使用寿命。本文在分析液压缸泄露原因及诊断方法的基础上, 设计了一套以PLC为控制器, 融合量杯检测、流量计检测及光电传感器检测的三位一体式复合检测系统, 实现对不同泄漏量的油缸检测。实验表明该系统测量过程简捷、快速, 测量结果可靠性高。

关键词：内泄漏,三位一体式复合检测,液压缸

参考文献

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液压系统的泄漏 篇8

一、农业机械液压系统泄漏的原因:

农业机械液压系统的泄漏都是主要由以下几个原因造成:

1、动密封件及配合件相互磨损 (液压缸尤甚) 。

2、油温过高及橡胶密封与液压油不相容而变质。

3、设计及制造的缺陷。

4、冲击和振动造成管接头松动。

二、控制农业机械液压系统泄漏的方法

方法一:减少动密封件的磨损

大多数动密封件都经过精确设计, 如果动密封件加工合格, 安装正确, 使用合理, 均可保证长时间相对无泄漏工作。从设计角度来讲, 设计者可以采用以下措施来延长动密封件的寿命:

1、消除活塞杆和驱动轴密封件上的侧载荷。

2、用防尘圈、防护罩和橡胶套保护活塞杆, 防止磨料、粉尘等杂质进入。

3、设计选取合适的过滤装置和便于清洗的油箱以防止粉尘在油液中累积。

4、使活塞杆和轴的速度尽可能低。

方法二:对静密封件的要求

静密封件在刚性固定表面之间防止油液外泄。合理设计密封槽尺寸及公差, 使安装后的密封件到一定挤压产生变形以便填塞配合表面的微观凹陷, 并把密封件内应力提高到高于被密封的压力。当零件刚度或螺栓预紧力不够大时, 配合表面将在油液压力作用下分离, 造成间隙或加大由于密封表面不够平而可能从开始就存在的间隙。随着配合表面的运动, 静密封就成了动密封。粗糙的配合表面将磨损密封件, 变动的间隙将蚕食密封件边缘。

方法三:设计及制造缺陷的解决方法

1、液压元件外配套的选择往往在液压系统的泄漏中起着决定性的影响。这就决定我们技术人员在新产品设计、老产品的改进中, 对缸、泵、阀件、密封件、液压辅件等的选择, 要本着好中选优, 优中选廉的原则慎重的、有比较的进行。

2、合理设计安装面和密封面:当阀组或管路固定在安装面上时, 为了得到满意的初始密封和防止密封件被挤出沟槽和被磨损, 安装面要平直, 密封面要求精加工, 表面粗糙度要达到0.8μm, 平面度要达到0.01/100mm。表面不能有径向划痕, 连接螺钉的预紧力要足够大, 以防止表面分离。

3、在制造及运输过程中, 要防止关键表面磕碰、划伤。同时对装配调试过程要严格的进行监控。

方法四:减少冲击和振动

为了减少承受冲击和振动的管接头松动引起的液压系统的泄漏, 可采取以下措施:

1、使用减震支架固定所有管子。

2、使用低冲击阀或蓄能器来减少冲击。

3、适当布置压力控制阀来保护系统的所有元件。

4、尽量减少管接头的使用数量, 管接头尽量用焊接连接。

5、使用直螺纹接头, 三通接头和弯头代替锥管螺纹接头。

方法五:控制油温防止密封件变质

密封件过早变质可能是由多种因素引起的, 一个重要因素是油温过高。温度每升高10℃则密封件寿命就会减半, 所以应合理设计高效液压系统或设置强制冷却装置, 使最佳油液温度保持在65℃以下;工程机械不许超过80℃;另一个因素可能是使用的油液与密封材料的相容性问题, 应按使用说明书或有关手册选用液压油和密封件的型式和材质, 以解决相容性问题, 延长密封件的使用寿命。

摘要：漏油、漏水、漏气问题是农业机械的顽疾。造成油液浪费、污染环境、降低生产率、增加农机作业成本。因此, 对农业机械液压系统的泄漏我们应认真预防。

毒气泄漏事故监测预警系统的研究 篇9

随着社会的工业化不断发展, 在现代石油化工和其它相关行业中, 生产、存储和使用着各种类型的有毒有害气体, 与此同时, 发生突发性毒气泄漏事故的风险相应增加, 对公众的生命财产安全构成的威胁也在逐步上升。例如1984年印度博帕尔泄漏事故、2003年开县“12·23”特大天然气井喷事故、2004年重庆天原化工总厂“4·15”氯气泄漏事故、2005年江苏淮安“3·29”氯气泄漏事故、2010年河北普阳钢铁“1·4”高炉煤气泄漏事故等等, 都造成了巨大的生命财产损失。通过研究表明, 毒气泄漏事故大多具备突发性强、传播速度快等特点, 在泄漏后会很快形成有毒或剧毒气云团;毒气云团的扩散受当时气象条件、地形影响很大, 高浓度毒气很容易造成公众中毒, 甚至死亡。

目前, 我国已经有很多相关的法规制度来规范毒气泄漏事故的应急处置过程, 如《国家安全生产事故灾难应急预案》、《危险化学品事故灾难应急预案》;同时国家还采取了很多措施来保障有毒有害气体生产、存储、运输和使用规范运作, 但是依然会存在许多不安全因素, 而由于缺乏有效的监测预测预警手段, 一旦发生毒气泄漏事故, 政府和企业将很难及时获取支持应急响应的有效信息, 从而不能科学有效的进行事故处置。

针对上述面临的实际问题, 笔者遵照国家有关法规制度的要求, 根据毒气泄漏事故应急处置工作的具体需要, 将先进的计算机软硬件技术进行集成设计, 建设集网络、数据库、多媒体监控、毒气扩散模拟、GIS分析及短信群发通知等技术于一身的毒气泄漏事故现场监测预警系统。

2 毒气泄漏事故监测预警流程

根据相关法律法规针对毒气泄漏事故处置方案的指导意见, 从接警、事故现场信息监测、毒气扩散模拟、预警通知等角度出发, 设计本系统采用毒气泄漏事故监测预警流程如图1所示:

(1) 发生事故后, 接警, 同时在地图上选择事故地点;

(2) 根据获取的实时气象信息、毒气类型、泄漏类型、泄漏量等事故信息, 进行毒气扩散快速预测。将预测的毒气扩散图形在地图上直观绘制出来, 同时计算出最远的影响距离;

(3) 地图上实时显示传感器的位置, 并显示采集的毒气浓度值;

(4) 地图上实时显示单兵的位置, 并播放采集的音视频信息;

(5) 根据毒气泄漏扩散情况、传感器采集的数据、单兵传输的数据、地图上脆弱性目标的位置等情况确定需要通知的范围, 分析统计所需通知的居民信息;

(6) 添加需要通知的应急管理人员和其它需要预警通知人员的信息;

(7) 根据事故情况、参照相关知识库内容, 输入短信通知内容, 进行短信预警通知;

(8) 事故处理结束, 保存跟事故相关的日志, 包括预测的毒气扩散范围、预警通知的对象、预警通知的内容等。

3 系统设计与实现

3.1 系统总体结构

根据系统的主要工作流程和软件工程的设计思想, 设计系统总体结构如图2所示。系统设计使用单兵、气象站、传感器等设备传输事故现场相关信息, 用SQL Server2008管理属性数据, 用ArcEngine接口实现空间数据管理, 用DLL方式集成毒气扩散快速预测模型, 调用短信群发服务进行预警通知。

3.2 系统功能与实现

系统软件功能总体结构如图3所示, 包括基础信息管理、事故监测、风险分析和预警通知四个模块。下文对系统所使用的一些关键技术做简要说明:

(1) 通过TCP/IP网络协议来建立指挥平台与数据采集传输机之间的通信, 在现场不具备有线局域网或以太网条件的情况下, 使用3G上网卡无线上网的方式, 以保证复杂环境下远距离通信的畅通性, 最终实现系统和事故现场有效通信。

(2) 使用MediaPlayer控件和流媒体服务来实现平台的音视频与单兵采集的数据保持一致, 流媒体服务采用MMS (Microsoft Media Server) 这种实时流式传输的网络协议, 网络URL及其它协议从数据采集传输机中获取。

(3) 使用System.Windows.Form.Timer计时器控件, 每隔1秒钟读取一次采集设备传输的实时数据, 包括温度、湿度、风向、风速、气压、气体浓度以及设备的GPS坐标数据, 并将设备在电子地图上定位显示, 保证了指挥平台不但能实时显示事故现场的设备采集的数值, 还能结合电子地图直观的查看采集设备所处的位置及事故现场的周边环境 (环境功能区、人口密度等) 。

(4) 通过集成毒气扩散快速预测模型的动态链接库, 将毒气泄漏方式、泄漏量、当前风向、风速、温湿度、前一时刻的风向风速等参数传递给动态链接库中函数, 从而实现泄漏源周围的毒气浓度空间分布的实时计算, 计算结果包含有空间点的x坐标, y坐标, 浓度value值。

首先根据x坐标, y坐标, 浓度vaule值创建一个点图层, 该点图层将实时计算的毒气浓度场在电子地图上直观显示;然后根据点图层创建不规则三角形 (TIN) 表面模型;再根据TIN文件创建一个栅格图层;依照毒气死亡区域、重伤区域、轻伤区域所对应的浓度阀值, 使用3D空间分析功能生成死亡、重伤、轻伤等值线;最后通过图层渲染分别以红、黄、蓝三种颜色表示三种伤亡区域, 最终在地图上显示渲染伤亡区域, 如图4所示。

(5) 通过GIS的空间叠加分析功能得出需要通知的居民住户信息。

(6) 通过以太网连接远程短信群发平台, 首先将短信群发的号码和内容写入本地数据库中, 然后通过短信群发服务将数据库中的号码和内容提交到短信群发平台进行短信预警通知。

4 应用实例

毒气泄漏事故监测预警系统于2010年12月在某三高气田钻完井的模拟泄漏事故中部署应用, 系统成功监测事故现场信息并成功进行预警通知。图4中系统监测并显示了事故现场气象信息、硫化氢浓度信息和音视频信息。图5中显示了泄漏事故伤亡区域预测范围, 并获取短信预警通知的人员列表。

5 结论

本平台集现场信息采集、传输、存储、处理功能于一体, 利用良好的人机操作界面和简练的操作流程, 实现毒气泄漏事故气体扩散动态发展趋势及影响区域的预测, 最终达到预警通知的功能。平台具有如下特点:

(1) 平台能够独立快速部署运行, 不依赖事故现场现有的电力、网络、通信、地形等各种条件因素, 适用各种事故现场的复杂环境。

(2) 采用即时通信、实时监测、风险分析、预警通知等技术手段, 紧密结合毒气泄漏事故处置的相关法律法规要求, 提出了一种针对毒气泄漏事故监测预警通知的工程化手段, 为事故处置工作提供直接技术支撑。对于降低事故风险, 保障人民群众生命安全, 建设和谐社会有着重要的现实意义。

摘要：毒气泄漏会对公众生命财产安全构成威胁, 为了有效的监测毒气泄漏事故现场情况、预测事故影响范围、快速进行预警通知, 研究了毒气泄漏事故现场监测预警系统。结合毒气泄漏事故的特征、事故处置流程等搭建移动式监测预警平台, 平台采用无线传输方式集成便携式气象站、气体浓度传感器、单兵等前段采集设备, 通过毒气扩散的快速预测模型进行风险预测分析, 运用地理信息系统 (GIS) 空间分析和短信群发功能实现预警通知。研究结果可为泄漏事故的应急处置提供科学的决策支持。

关键词：安全,毒气泄漏,监测预警系统

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输油管道泄漏检测的系统设计 篇10

世界各国的石油化工行业把管道输送作为一种重要而经济的运输方式。但是随着管道老化、腐蚀以及其他自然或人为等原因, 导致管道泄漏事故频频发生, 不仅严重影响了正常生产, 还会造成大片耕地面积被毁, 形成环境污染以及可能形成可燃物质流失引起的火灾事故。因此管道的维护及防漏检漏成为不可忽视的问题。

一、计算机系统总体结构

系统的结构形式采用三点一线式, 即管理监测站、现场工作站、调度室服务器和通信网络, 实现了分散控制、集中管理和操作的功能。

工作站负责信号的采集、处理以及本站各参数信号的实时显示, 并通过通讯网络将数据传送给调度室服务器。它由独立运行的三部分组成, 分别为 (1) 压力、温度和流量的处理模块; (2) 负压波检测模块; (3) 数据库操作模块。

调度室服务器主要完成对各工作站的实时监测、泄漏报警、泄漏点定位、历史数据查看和打印等功能。数据存放采用数据库结构, 每个站点的历史数据分别存放在各自的数据表里, 每个站点对应一个泄漏数据表。服务器也由三大部分组成, 分别为 (1) 显示各站点实时数据模块; (2) 泄漏诊断模块; (3) 数据库管理模块。

管理监测站是利用LABVIEW的网络发布功能, 通过网络可在任何一个地方对现场数据进行实时监测。

1.1 系统网络结构

网络结构如图1所示。在现有局域网的基础上利用无线通讯网络组成整个系统网络。现场工作站2通过光纤与局域网连接;工作站1, 3, 4, 5, 点对点分别安装一对10MHz或以上的高速产品BU-DS.11和RU-DS.11及一面24dBi定向天线, 组成无线通讯网络;无线网络接入就近的网络站点, 实现整个系统网络互联。网络之间无缝透明连接, 支持所有上层协议、网络操作系统与应用软件。

注:描述的工作站1、2、3、4、5, 即图1中的工1、工2、工3、工4、工5。

1.2 数据采集系统

数据采集系统的结构如图2所示。管道温度由A级Pt100铂电阻测量, 静压采用较高精度的压力智能变送器测量, 流量可采用双转子流量计/质量流量计。为了便于远距离传输, 压力和温度的测量信号都是以4~20mA标准电流环输出。采集卡具有16-bit转换分辨率、光隔离模入接口、可与标准的图形化编程软件轻松集成。

1.3 时间同步系统

GPS校时模块, 每隔一定周期就同步一次调度室服务器的内部时钟, 使服务器获取标准时间。然后通过网络同步所有工作站的时间, 从而使整个网络的时钟保证准确一致。具体实现方法是在LABVIEW平台下用执行命令函数来执行net use和net time命令, 使各个工作站每隔一定周期读取一次服务器的系统时间来校正自己的系统时间。

二、定位和判漏

管道泄漏的检测方法有多种, 一般分为直接检测和间接检测。直接检测法主要是基于硬件对泄漏物的直接检测, 例如, 直接观察法、检漏电缆法、放射性示踪法、光纤检漏法等;间接检测是基于软件对流体的参数进行测量, 根据参数的变化来判断是否发生泄漏并定位, 例如瞬态负压力波法、统计检漏法、流量输差法等。

由于管道材质、油品物性、环境因素、泄漏形式等的多样性, 通常要根据现场情况, 结合多种方法进行泄漏诊断。以下论述几点关于泄露的测量方法。

2.1 瞬态负压波检漏

所谓压力波实际上是在管输介质上传输的声波。当管道发生泄漏时, 由于管道内外的压差, 泄漏点的流体迅速流失, 压力下降, 泄漏点两边的流体由于压差而向泄漏点补充。这一过程迅速向上下游传递, 相当于泄漏点处产生了以一定速度传播的负压力波。根据泄漏产生的负压力波传播到上下游的时间差和管内压力波的传播速度就可以计算出泄漏点的位置。

首先利用中值滤波和取均值的方法来处理压力信号, 然后采用逻辑判断方法检测负压波。

由于各种因素如流体的密度、压力、比热和管道材质等影响, 负压力波在管道中传播速度不一定是常数, 而可能是一个变量, 因此需要采用一种线性模型来修正传统定位方式。具体方法如下:在工作站上, 每0.1s取一个压力值, 放入一个200维的栈中, 形成20秒200个数的历史数据段。取这200个数的均值和最小值, 均值与最小值的差值再乘以报警阈值修正系数得到报警阈值。每一个新进栈的压力值与其前200个数的均值进行比较, 变化值如果超过报警阈值, 则报警级别升高一级。如果报警级别连续升高达到所设定的报警级别阈值, 则判断发生泄漏。同时把报警级别为1时对应的时间作为泄漏时间, 供服务器定位使用。调整报警阈值修正系数和报警级别阈值的大小可以调整系统报警的压力灵敏度及时间灵敏度。

2.2 压力流量综合检漏

由于启泵、停泵和调阀等正常操作, 也会产生负压波, 而且与泄漏产生的负压波信号非常相似, 在实际应用中, 必须进行区分。通常采用硬件的方法来区分, 传统的方法是在管道的两端相隔一定的距离各加装两个压力传感器, 通过判断负压力波的传播方向进行识别。这种方法结构复杂, 安装困难, 不宜维护, 成本较高。压力流量综合检漏利用软件的方法解决了这一问题。

压力流量综合检漏法的具体实现为:首先利用瞬态负压波法检测到压力下降, 然后计算压力下降发生时一段时间间隔内首末站流量差的变化率, 如果该变化率超过前一段相同时间间隔内首末站流量差的变化率, 则认为发生泄漏, 系统报警。本系统检测2分钟内首末站流量差的变化率。

2.3 流量输差检漏

瞬态负压力波检漏比较适用于泄漏点处压力发生突降的情况, 大管道事故通常都具有这一特征, 但对于缓慢发生的事故或已发生的事故, 该方法具有一定的局限性。利用流量输差检漏来诊断渗漏的发生。对首末站的流量差进行积分运算, 该值如超过某阈值, 则认为发生渗漏, 发出报警。本系统每15分钟计算一次流量差的积分值, 判断前30分钟内的流量差是否超过设定的阈值, 如超过, 系统发出渗漏报警。

三、结束语

通过对输油管道的泄漏检测, 可准确定位出管道的泄漏位置, 从而达到第一时间判断、第一时间处理并解决问题, 为降低损耗, 减少污染以及可能造成的其他危害提供了强有力的保证。

摘要：输油管道泄漏检测的系统设计, 采用三点一线式结构, 集成了传感器技术、计算机技术、无线通信技术和自动化技术。描述了系统的组成、网络结构与数据采集。采用了瞬态负压波法、流量输差法以及压力流量综合法等多种泄漏诊断方法。该系统具有可扩展性。

关键词：输油管道,泄漏检测,计算机系统

参考文献

[1]王立坤, 周琰, 金翠云.输油管道新型泄漏监测及定位系统的研制[J].计算机测量与控制.2002, 10 (3) 152-155

[2]税爱社, 周绍骑, 李林生, 等.输油管线泄漏诊断的SCADA系统实现[J].仪器仪表学报.2001, 22 (4) 31-32

液压系统的泄漏 篇11

关键词：发电机;漏氢;原因分析;防范措施

1发电机漏氢的危害

（1）不能保证发电机氢压，从而影响发电机的出力;

（2）造成氢气湿度过大或发电机进水、进油，损坏发电机定、转子绕组绝缘，严重时引发相间或对地短路事故;

（3）消耗氢气过多，补氢操作频繁，运行成本高;

（4）发电机系统可能着火、爆炸，造成设备严重损坏。

2、发电机漏氢部位

发电机漏氢部位归纳起来讲总归有两部分;一是氢冷发电机内部本体结构部件的漏氢，二是发电机外部附属系统的漏氢。氢冷发电机本体结构部件的漏氢涉及四个系统;包括：水电连接管和发电机线棒的水内冷系统，发电机密封瓦及氢侧回油管接头的油系统，发电机氢气冷却器的循环水系统，发电机人孔、端盖、手孔、二次测量引出线端口、出线套管法兰及瓷套管内部密封、出线罩、氢冷器法兰、转子导电杆等的氢密封系统。发电机外部附属系统的漏氢包括氢管路阀门及表计、氢油差压调系统、氢油分离器、氢器干燥装置、氢湿度监测装置、绝缘过热检测装置等。

3发电机氢气泄漏原因分析

3.1 发电机定冷水系统方面

由于正常运行时定冷水压低于氢压，因此一旦发电机内部定冷水系统泄漏，这时漏氢就会产生，氢从发电机内漏至定冷水系统，造成定冷水水箱压力升高而自动从排氮回路排出。

主要位置及原因：定子线棒的接头封焊处定子线棒的接头封焊处漏水，其原因是焊接工艺不良，有虚焊，砂眼漏水;空心导线断裂漏水，断裂部位有的在绕组的端部，有的在槽内直线换位处，其原因主要是空心铜线材质差：绕组端部处固定不牢，产生高频振动时，使导线换位加工时产生的裂纹进一步扩大和发展;引水管漏水，绝缘引水管本身磨破漏水的一个原因是引水管材质不良，管内壁有沙眼，另一个原因是绝缘引水管过长，运行中引水管与发电机内端盖等金属部分摩擦而导致水管磨破漏水;引水管连接管螺母有松动导致水管漏水;引水管和金属压接头处存在制造缺陷，压接部分漏氢。

3.2 发电机密封油系统方面

密封瓦的间隙直接影响到发电机的漏氢量，密封瓦的检修是发电机检修很关键的一步，必须严格把关过程控制。发电机采用单流环式油密封，通过差压阀自动跟踪控制油压使氢油差压保持0.056±0.02MPa，密封瓦的氢侧与空侧共用一路进油，分两路回油，两股油流在密封瓦中央分开，各自成为独立的油路循环系统。

主要位置及原因：瓦座密封条质量有问题造成密封条老化，是瓦座漏氢的主要原因;密封瓦磨损或变形导致密封性能下降或破坏;密封瓦和轴颈损伤造成密封瓦间隙过大，是造成漏氢的又一原因;密封油系统平衡阀工作不正常情况下，如溶解大量氢气的氢侧油油压大于空侧油油压，而空侧油向外界分离并排出氢气，造成氢气泄漏;氢侧油回油箱自动补、排氢阀不正常，造成氢侧油往空侧油窜，引起较大的携带漏氢;密封瓦磨损或密封瓦卡涩造成密封油系统运行不正常、氢系统密封不足漏氢，并通过密封瓦漏至外端轴承室，空侧密封油回油箱;密封瓦支座和发电机端盖或中间环之间的密封垫子密封或注胶被破坏，同样通过密封瓦也会漏至外端轴承室。

3.3 氢气冷却器方面

主要位置及原因：氢冷器内管子漏氢，正常运行时氢压是大于冷却水压，这种情况下漏氢会造成氢冷却器虹吸的破坏;氢气冷却器结合面螺栓未紧固或紧固方法不对;氢气冷却器结合面密封垫老化变质失效;氢气冷却器内铜管因长期腐蚀有渗漏。

3.4 发电机机壳结合面方面

机壳结合面主要包括：端盖与机座的结合面、上下端盖的结合面、固定端盖的螺孔、出线套管法兰与套管台板的结合面及进出风温度计的结合面等。

主要位置及原因：结合面螺栓未紧固或者紧固方法不对;结合面密封垫老化变质失效;密封填料老化变质失效。

3.5 转子漏氢

发电机转子励磁线圈引线紧固螺栓密封泄漏导致转子漏氢。发电机转子励磁线圈引线是通过转子中心从励磁机转子引来的，它在发电机转子表面存在一紧固密封点。

主要位置及原因：密封瓦座衬垫制作和安装工艺不良，如上下半搭接不良或装复时移位造成错口漏氢;密封瓦平行度以及密封瓦轴向和径向间隙未达到要求;发电机大端盖、中间环、密封瓦安装错位导致密封不严;发电机注胶注得不好;法兰垫子未安装好;密封面清理不彻底。

3.6 热工测温元件接线柱板

主要原因：发电机热工测温元件接线柱采用锥形结构，通过套在锥形接线柱的橡胶绝缘套来保证测温元件接线柱的对地绝缘性能和对氢气的密封性能。在实际检修过程中往往会造成橡胶绝缘套挤压变形，再加上锥型橡胶垫长期在发电机内受到高温和油浸的作用，非常容易老化松动，起不到应有的密封效果。

防范措施：将发电机热工元件接线盘更换为带航空插头的接线盘，将发电机热工测温元件接线板密封垫更换为O型密封圈，有效控制和预防发电机的漏氢。

3.7 发电机外部附属系统的漏氢方面

主要位置及原因：氢气管道及阀门法兰螺栓未紧固或者紧固方法不对;氢气管道及阀门法兰结合面密封垫老化变质失效;氢油分离器、氢器干燥装置、氢湿度监测装置、绝缘过热检测装置中接头不严。

4 异常漏氢的处理措施

（1）密封油系统携带漏氢可以通过调整密封油运行工况来减小漏氢。调整密封油差压阀，确保油氢差压正常。

（2）发电机端盖、阀门法兰以及相连的管道排污管等泄漏可以通过紧法兰、阀门更换、发电机大端盖法兰注胶等进行漏氢临时处理，在机组小修、大修或停机时进行彻底处理。

（3）密封瓦存在卡涩的可以拆除瓦上外油挡，通过密封瓦检查孔检查。如不行则需进行气体置换后解体发电机密封瓦座，测量密封瓦的轴向、径向间隙，如磨损量超出规定值，应进行更换。密封瓦磨损漏氢需停机后进行检查、修刮、甚至更换处理。密封瓦密封垫子问题也需停机后进行检查、更换、注胶处理。

（4）定冷水系统漏氢处理必须停机消缺。在机组运行期间保证氢水差压，确保氢压大于水压，防止水漏人发电机内。

（5）发电机氢冷器氢泄漏时应在停机后进行分管子查漏，如少量管子漏则进行堵管，大量管子漏则应考虑更换氢冷器，其他组氢冷器考虑做防腐处理。

（6）发电机转子励磁线圈引线紧固螺栓密封泄漏需停机处理此处密封，更换其密封填料。

5 总结

总之，发电机氢系统涉及的范围比较广，漏氢原因较复杂，我们在分析和处理问题的过程中要不断总结经验，通过四个气密性试验把关，减少了化学制氢量，保证了机组运行安全。以上是对目前国内采用水氢氢冷却方式的发电机氢气系统经常出现的漏氢问题进行了简单的分析，希望对读者有所帮助。

参考文献：

[1]《东方汽轮机股份有限公司汽轮发电机氢油水控制系统说明书》

从结构分析液压系统泄漏问题 篇12

1 液压系统的结构

液压传动是利用液体作为工作介质,从而实现对系统的控制。

液压泵作为动力元件,可以向液压系统提供液压油,相当于整个系统的心脏,将机械能转化为液压油的液压能;液压马达和液压缸作为执行元件,则将液压油的液压能转化为机械能,达到驱动机构工作的目的;相关的控制元件则可以实现对液压的压力、方向和流量的控制,例如减压阀、顺序阀、节流阀、调速阀等;其他部分则被称为辅助元件,包括管道、油箱、管接头以及其他的相关部件。

2 从液压系统的各结构对泄漏分析以及解决泄漏的简要方案

2.1 工作介质———液压油

液压油作为系统的“血液”,贯彻整个系统。液压油具有一定的粘度,根据国标GB/T3141-94规定,液压油产品的牌号用粘度的等级来表示,取液压油在40℃时的运动粘度中心值。并且,当温度升高时,其粘度降低,反之升高,这被称为液压油的粘温特性;粘度过低,泄漏就更容易发生,容积效率就会降低,粘度过高,液压油对管壁的摩擦力就会增大,机械效率就降低。为此,根据相关环境,必要地选择更加合适的液压油能最大程度的减少液压油的泄漏。高温或高压情况下,建议选择高牌号的液压油,低温或低压情况下,则建议采用低牌号的液压油。

2.2 动力元件———液压泵

压力泵作为液压系统的“心脏”,可将液压油输送到整个系统,常用的液压泵可分为齿轮泵、柱塞泵、叶片泵和螺杆泵。其工作原理基本都是依靠容积的变化来实现泵的正常运行。

齿轮泵是由齿轮间的啮合实现油压腔的变化进行液压油的运送,按照其啮合的形式不同可进一步分为外啮合和内啮合。通过对齿轮泵结构的分析,齿轮泵的泵盖与齿轮的端面、侧板与齿轮面或浮动的轴套与齿轮端面之间的接触面积比较大,工作一段时间极易造成接触面部位的损伤,从而造成内漏。还有一种常见的原因就是由于泄压片的老化变质,失去弹性,对高、低压油腔失去了密封的作用。对此则可以采取更换新的泄压片等相关对策。其实,不管是哪一种液压泵,因为要实现容腔与容腔之间的相对密封性,就必须相互接触,在工作一段时间后就不可避免地造成内漏,因此要定时的对缸体进行保养和修复。

柱塞泵是通过柱塞在柱塞孔内做往复运动时来改变工作容积的变化实现吸油和排油,对于柱塞泵的外漏主要指从外表面各接合面的缝隙及轴端的外泄漏,该泄漏可采用拧紧各接合处的压紧螺钉以及更换各接合面的固定密封,校正泵轴与电机同轴度。

叶片泵是通过叶片和定子形成封闭的容腔,当叶片转动时即可改变工作容腔的体积。

螺杆泵则是通过螺杆与定子形成的密闭容腔,通过螺杆的旋转来改变容腔大小,叶片泵和螺杆泵的泄漏主要是叶片或螺杆对定子内表面作用的压紧推力而使得叶片或螺杆对定子内表面造成磨损从而导致的内泄漏。因此,对缸体定时进行保养和修复可大大减少内泄漏的问题。

2.3 执行元件———液压缸和液压马达

液压马达和液压缸都是将输入的液压油的液压能转换为执行元件的机械能,液压马达和液压缸的内部结构和工作原理与液压泵基本一样。

这里以液压缸为例,工业上,为使液压缸的密封性更好,拥有更好的动力传动和保证动作的正常的进行,对活塞的杆件会进行密封处理。主要有以下几种。间隙密封,它主要的防泄漏方法是依靠相对运动零件配合面的微小间隙,根据环形缝隙轴向的流动理论可知,泄漏量是与间隙的三次方成正比的,所以可以用减小间隙的办法来减小泄漏。活塞环密封,它是依靠装在活塞环形槽内的弹性金属环紧贴缸筒内壁从而实现密封,它的封闭效果比间隙密封好,使用的压力和温度范围都比较宽,并且还可以自动补偿磨损和温度的影响。密封圈密封,主要是由耐油橡胶、尼龙、聚氨酯等一些材料制成的密封圈,大致可分为O形、V形、Y形等;O形圈装入密封槽,其截面会因为受到压力而变形,无液压力时靠O形圈的弹性对接触面所产生的预接触压力来实现初始密封,有液压力时O形圈则会被挤向槽的一侧使得密封面上的接触压力上升从而达到密封的效果;V形密封装置是由压环、V形圈和支撑环组成,安装时V形圈的开口面向压力高的一侧,当工作压力大于100MPa的时候,可以通过增加V形圈的数量来提高密封的效果;Y形密封圈则属于唇形密封圈,密封性、稳定性和耐压性都比较好,使用的比较普遍,Y型圈是利用其唇边对耦合面产生较大的接触压力从而达到密封的效果,压力升高时,唇边与耦合面贴合的更紧,接触压力就会更高,密封性也就会更好。

2.4 控制元件———单向阀、电磁换向阀、溢流阀等

单向阀利用流向所形成的压力差使阀芯开启或关闭从而使得液体沿一个方向通过,单向阀造成外泄漏的原因一般是密封线圈的损坏或漏装,只要对密封圈进行换装或补装即可。

换向阀是利用阀芯和阀体的相对位置的改变来实现不同管路的连接与断开。换向阀在油路工作过程中会频繁的改变油路,阀芯和阀体就不断的摩擦从而造成不可避免的阀体内腔和阀芯的磨损,因此通过使用改造过的新型换向阀,例如湿式电磁换向阀和电磁球式换向阀等。

溢流阀作为压力控制阀中的一种,必然要有良好的密封环境来控制压力的增减,溢流阀若是存在泄漏,必然会造成工作油路的脉动。我们可以通过工作环境选择不同结构的溢流阀,溢流阀可分为直动型和先导型,当油压比较小时,则必然选择直动型,因与调压弹簧直接平衡,所以在结构比较简单的前提下灵敏度更高;倘若在油压比较大的情况下则需要考虑先导型溢流阀,这样可以避免因油压过大导致液压油内泄漏使得溢流阀的稳定性降低。另外还可以通过改变溢流口阀的结构来提高溢流阀的密封性,最常用的有滑阀式溢流口和锥阀式溢流口,通常情况下会选择锥阀式溢流口,这种结构与溢流口贴合的更加精密,密封性能更佳。

2.5 辅助元件———管件、蓄能器、滤油器等

管件包括管道和管接头等,其主要作用是保证油路的连通,便于拆卸以及安装。

管件作为液压系统的“血管”,将液压油输送到整个系统,一般情况下会因为环境的恶劣以及管道材料与液压油的不匹配,造成了管道的腐蚀、氧化及老化而破裂从而发生泄漏,在管道的选择上应该着重考虑工作环境以及系统工作特性,例如从刚性条件、耐油能力、抗腐能力、抗震能力等方面来选择不同材质的管道,最大程度上保证其密封性的良好。

管接头是用于管道与管道或者管道与其他元件连接的元件,接头与接头之间是有缝隙的,则必须采取有效的措施来提高接口处的密封性,一般从管接口的结构进行考虑,按照管接头和管道的连接方式可分为扩口式管接头、焊接式管接头和卡套式管接头;扩口式管接头是通过管套使管子压紧密封,焊接式管接头有接触密封和平面加O形圈密封两种,后者密封效果更佳;卡套式管接头拧紧接头螺母后卡套则会发生弹性形变使得管子夹紧。然后根据的条件选择合适结构的管接头。

蓄能器主要是作为储存油液的压力能。当系统不需要大流量时,可以将液压泵输出的多余的压力储存在蓄能器中,当需要时或补偿系统泄漏时再将蓄能器中的压力快速向系统中释放,从而降低系统的能耗或对系统产生缓冲保护。

蓄能器按结构可分为重力式蓄能器、弹簧式蓄能器、薄膜式蓄能器、活塞式蓄能器和皮囊式蓄能器。从密封效果来说,选择较多的为后两者。活塞式蓄能器在活塞上装有O型密封圈,但由于密封圈的存在使得存在较大的摩擦力,灵敏度低而且容易造成内腔滑伤,降低密封性;皮囊式蓄能器则是在下端用一个弹簧复位的菌形阀作为提升阀,密封性较前者则更为可靠。

液压系统的故障很大一部分是由于油液中的杂质造成的,不仅堵塞了管道,而且划伤磨损元件,造成更加严重的泄漏,此时滤油器就发挥了作用。总的来说,不管是哪一种滤油器,要保证拥有足够的过滤精度和足够的通油能力,然后将其安装在合适的位置,一般是在泵的吸/出油口处、回油路和系统以外的旁路中才能充分发挥其过滤的功能。可见滤油器可以被称为密封性能的潜在灵魂,延长系统的使用寿命,提高系统的工作性能。

3 结束语

对于工业发展而言,液压控制系统有着举足轻重的作用,在现如今各种中重型加工控制中运用的更是普遍,如数控加工中心、工程机械和冶金自动线等,系统泄漏问题也更是在不断研究、不断改革中取得了进一步的解决,在提高了系统工作效率得同时,还使得生产利益更大化。其最基本的要求就是对液压控制系统的基本结构熟透于心,这不仅是液压系统后期革新完善的基础,更是对工业系统基本概念的一种最基本领悟。

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