转载一篇对水－乙二醇液压液分析特性及应用较深的文章

．北京机械工业自动化研究所北京德外教场口一号　 为防止矿物液压油外泄引起火灾需要使用难燃液压介质。不会燃烧的水乙二醇液压液是一种比较理想的难燃液压介质已在矿产、冶金和铸、锻等要求防火的液压系统中得到了广泛应用。水乙二醇就是乙二醇的水溶液市场上买到的这类液的水含量一般在～之间。液压系统中使用的水乙二醇除水和乙二醇外还添加了高分子聚醚和具有抗磨、防锈、防腐、消泡等功能的各种添加剂。目前国内使用的水乙二醇液压液主要有两类一类全部国产另一类关键成份进口然后在国内配制。常用的水乙二醇液压液含水量为密度为呈红色或淡黄色。通常只要对系统稍加改造使用普通矿物油的液压系统包括常规元件液压系统、比例或伺服元件液压系统都可以改用水乙二醇液压乙二醇特性主要有如下个方面　水乙二醇液压液的黏度乙二醇液压液的黏度随温度的升高而降低实测某水乙二醇液压液℃时的运动黏度约℃时约℃时约。黏度指数为。黏度随含水量的降低而增加变化比较敏感水分蒸发或外界水分进入都会改变溶液的黏度。黏度还与所含异物有关常见的情况是在更换液压元件或对原含油系统改造成水乙二醇系统时混入液压油此时黏度会大大升高甚至有堵塞系统中过滤器的危险。通常含油量不大于极限情况时也不大于。此外水乙二醇液压液是一种非牛顿液体黏度与运动的剪切速度有关。在标称黏度相等时水乙二醇液压液的动压黏度明显低于矿物油的动压黏度。　水乙二醇液压液的腐蚀性乙二醇液压液呈碱性实测某水乙二醇液压液的值约。合格的水乙二醇液压液含有液相防腐剂对浸泡其中的钢铁类金属材料、铜或黄铜材料青铜除外不产生腐蚀作用。一般的液压阀、液压泵等均可直接使用但订货时需要特别声明以便厂家作相应的调整因为有些液压用材料会与水乙二醇液压液发生化学反应。如聚氨酯材料的密封圈水乙二醇液压液会使其软化变形破坏其密封性能不能使用。目前使用性能较好的密封材料是氟橡胶其次是丁腈橡胶。金属材料如锌、镉、铅和未经阳极处理的铝等均会与水乙二醇液压液发生化学反应产生异物污染液压系统。其他如有机玻璃材料的液位计、一般的工业用漆等均不适用于以水乙二醇液压液作介质的系统。　水乙二醇液压液的挥发性乙二醇液压液在敞开的环境中会慢慢地挥发溶液中的水分也会蒸发此水溶液也会吸收空气中的水分或其他气体成分使性质发生改变严重时会导致不能使用。合格的水乙二醇液压液含有气相防腐剂可保护封闭油箱内介质上方的碳钢类材料不被氧化。实际使用发现若油箱敞开过久水乙二醇液压液中的气相防腐剂挥发损失油箱内不浸没在介质中的碳钢类金属表面会发生严重锈蚀。为保护气相防腐剂水乙二醇液压液系统通常做密闭处理这一点与使用普通液压油系统有很大的不同。此外在装拆维修或其他原因产生泄漏时应及时解决问题外表留下的残液要尽快擦拭干净否则会引起锈蚀。　水乙二醇液压液的润滑性水乙二醇对运动摩擦副的润滑性能稍差不能在金属表面生成牢固的极压润滑膜。这一点对于流体动力润滑摩擦副影响较小但对重载的滚动轴承影响较大。尤其是滚针轴承水乙二醇液压液在该类轴承中形成的油膜极易破坏导致轴承碎裂。通常滑动轴承支承时的叶片泵仍可按额定参数使用但滚动轴承支承的齿轮泵和轴向柱塞泵一般只能按额定压力工作。阀配流的三柱塞泵因无重载滚动轴承即使使用水乙二醇液压液也仍能输出的工作压力。乙二醇液压液与矿物液压油的不同特性除了系统选用的元件和辅件在订货时需向厂家特别声明外系统在设计使用时往往还要作些特殊和处理。　液压泵的使用乙二醇液压液作介质。考虑到目前的技术水平普通叶片泵和齿轮泵的工作压力以不高于为宜高压齿轮泵和柱塞泵可用至。水乙二醇液压液的饱和气压较低容易产生气蚀。为防止气蚀常用的措施有加大泵的吸油管直径一般要比使用相同流量矿物油时的管径大～。降低泵的转速必要时甚至要更换电动机。改变泵的安装位置。如果油箱不大建议油箱上置将泵放在油箱的下面如果油箱很大可将泵放在油箱的旁边。　过滤器的使用乙二醇液压液对过滤器无特殊要求但镀锌零件应改为磷化处理。在液压泵的吸油口、出油口以及系统回油管中均可以安装过滤器。过滤器的过滤精度与使用矿物油时相当甚至可以用精度达的精密过滤器。但考虑到水乙二醇液压液的密度比普通矿物液压油大超过以及使用中可能被油液污染的实际危险过滤器的容量应是泵流量的～倍比使用矿物油时的容量稍大些。　油箱的体积乙二醇液压液的油箱容量与普通矿物油的油箱容量相当。由于水乙二醇液压液的消泡性能稍差所以要求油箱体积至少取泵每分钟最大输液量的～倍以上地面系统一般以大于倍为宜。　油箱材料及内壁处理乙二醇液压液的油箱材料主要有两类第一类是油箱常用的普通碳钢材料。由于一般油箱用的防锈涂料均不耐水乙二醇因此焊接、除锈、磷化、清洁等处理后直接使用 即所谓的裸体油箱。这种油箱制造工艺简单但如果油箱的密闭性做的不好在液面附近有时水乙二醇液压液浸泡、有时又露在空气中的部分很容易产生锈蚀。国外有资料介绍用环氧树脂作油箱内壁涂料但国内尚未见到此类处理的报道。第二类油箱材料是不锈钢常用的有或等型号做成全不锈钢油箱可解决防腐问题但设备成本较高。　油箱的密闭结构由空气滤清器与大气相连的油箱也用于以水乙二醇液压液为介质的系统但为了尽量减少与大气的交换水乙二醇液压油箱通常设计成密闭结构。这种结构油箱内部的气压往往略高于油箱外部的大气压力又称加压油箱。普通油箱上常用的空气滤清器被一个双向的低压限压阀代替。由于油箱内外存在压力差为提高油箱的耐压能力油箱可以设计成圆形。另外油箱内的水乙二醇液压液不能加得太满要留出足够的空间以减少由于油箱内介质体积变化而引起的油箱内压力的太大波动。留出空间的大小要视系统而定如果系统包含单出杆液压缸、蓄能器这类工作时会引起油箱内介质体积变化的元件留　油箱消泡乙二醇液压液的消泡性能不如普通矿物油。在同样的条件下气体在水乙二醇液压液中的逸出时间要比在普通矿物油中长。有实验显示在相同的条件下矿物油消泡时间只需～分而水乙二醇液压液的消泡时间需要～分。为了便于消泡水乙二醇液压液的油箱通常设计成两室用开窗带滤网的倾斜钢板隔开并加大油箱内介质与空气的接触面积。　油箱的温度控制乙二醇液压液的工作温度范围不如普通液压油宽。水乙二醇的使用界限温度是℃～℃最佳温度范围是℃～℃对使用温度的控制精度要求较高。虽然水乙二醇的导热性能比矿物液压油好但通常还要加大冷却装置的功率。水乙二醇液压液油箱一般不采用加热装置因为加热时有可能使内部的高分子添加剂变质。当外界温度很低如℃～℃时可以加热但要严格限制加热功率密度一般不应大于。此外加热时液体表面温度不应超过℃。从矿物油系统改造成水乙二醇液压液新系统时应特别注意如下几个步骤彻底放空设备中的矿物油包括油箱、管道、液压元件、辅件等中的液压油必要时可逐个拆下清洗。彻底清除油箱内壁上的油漆一般可采用化学溶剂或喷沙等办法。油漆清除后油箱应重新磷化。用～倍软水或蒸馏水稀释水乙二醇液压液用稀释后的溶液对系统采用低压、大流量方式循环冲洗～小时。然后将清洗液排放干净。更换或清洗系统中的过滤器滤芯清除油箱内剩留的杂物或油污。装入合格的水乙二醇液压液。如发现介质表面有油污或泡沫应设法撇去。如保持外观整洁、定期检查介质清洁度外水乙二醇液压液系统在运行过程中还应特别注意如下两点　黏度检测乙二醇液压液的黏度要定期检测以保证系统处于最佳润滑状态。在运行初期可每个月甚至每周检测一次以后可每半年检测一次。如发现黏度高于原指标的很可能是介质中的水分蒸发应及时添加软水或去离子水。如发现黏度低于原指标很可能是外面的水进入了系统常见的情况是冷却器内部漏水应迅速查明原因及时处理。　值检测乙二醇液压液的值也要定期检测通常随黏度检测同时进行。水乙二醇液压液具有较稳定的化学特性出厂时的值一般控制在～之间正常使用时值不会发生明显变化。如果值低于时应及时添加新液或专用添加剂甚至更换新液。如果高于往往是介质受了污染要查明原因并及时更换。乙二醇液压液的使用性能目前有些方面还不如普通的矿物液压油但它使用中无毒、价格适中、使用寿命长、系统不必做太大的改动就能方便地使用不失为一种实用的难燃液压介质。它的难燃性能优于乳化液与磷酸酯相似面价格大大低于磷酸酯。正确地维护保养水乙二醇液压液系统也可以像普通矿物油系统一样长期、可靠地工作。高温易燃环境中的液压系统可把水乙二醇液压液作为首选的介质。□