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(fā)火災(zāi),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(tǒng)都應(yīng)采用難燃液。本文興迪源機械帶來難燃液、環(huán)保液及清水在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用。
一、難燃液在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用:
礦物油在自身溫度超過150~180℃(術(shù)語稱閃點)后會產(chǎn)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(fā)火災(zāi),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(nèi),在本世紀也還曾發(fā)生過,投產(chǎn)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(tǒng)都應(yīng)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(yīng)用于開采業(yè)。
由于其大部分會揮發(fā),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(fā)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(zhì)要經(jīng)常監(jiān)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(shù)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(shè)備和壓鑄機械中應(yīng)用較多。
由于水容易揮發(fā),在含水量低于35%時液體的可燃性會大幅增加,所以必須經(jīng)常監(jiān)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(tài)環(huán)境。所以現(xiàn)在應(yīng)用漸少。
難燃液和礦物油在某些方面的性質(zhì)差別很大。這常意味著,系統(tǒng)的工作參數(shù)(轉(zhuǎn)速、壓力等)必須降低,液壓元件的使用壽命也會縮短。
二、環(huán)保液在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用:
由于礦物油等很難被微生物分解,甚至含有有毒物質(zhì),因此,對環(huán)境生態(tài)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(shè)備的密封性帶來嚴酷的挑戰(zhàn)。
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(tǒng)中使用植物油代替礦物油。植物油雖然環(huán)保,泄漏到地上或水里,會被微生物分解(術(shù)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(yè)液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
合成酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)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(nóng)業(yè)機械、森林機械已越來越多地被應(yīng)用。但目前價格還較貴,約為礦物基液壓油的兩倍。研發(fā)探還在進行中。
三、清水在液壓系統(tǒng)中的應(yīng)用:
這里的清水,指的是,作為壓力介質(zhì),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(yōu)點:不可燃,無爆炸危險、衛(wèi)生、環(huán)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(fā),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(zhì)。
20世紀90年代,由于發(fā)明了恰當?shù)奶沾杉庸すに?,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(yè)和場所,如食品、飲料、化妝品、糧食加工、制藥、醫(yī)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(wèi)生性、可應(yīng)用場合、對液壓元件的要求等等。所以,不應(yīng)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(nèi)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(yīng)用已不屬于液壓傳動,但從液壓傳動發(fā)展出來的技術(shù)與這些應(yīng)用,也正相輔相成,互相推動。
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