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礦用HFC型水-乙二醇難燃液壓液的應用
發布時間：2017-09-01
目前,我國煤礦井下液壓設備用油仍然是礦物油品,由于這些油品屬于易燃產品,若其一旦泄漏,將會給煤礦井下帶來安全隱患,因此,開發出難燃礦用液壓液替代礦物液壓油具有重要意義。
根據井下液壓設備對液壓油的要求及礦物液壓油的相關性能指標,研制出礦用HFC型水-乙二醇難燃液壓液,其物理性能近似于礦物液壓油[1],具有優良的抗燃性和良好的潤滑性,又具備優異的防銹性及長的使用壽命,可滿足煤礦井下液壓系統使用要求,具有很好的防火安全性[2],并在煤礦井下液壓張緊裝置上進行了應用,考察其使用性能,結果表明礦用水-乙二醇難燃液壓液完全滿足井下張緊裝置液壓系統的使用要求。
1樣品的制備與應用
1?1礦用水-乙二醇難燃液壓液的制備
礦用水-乙二醇難燃液壓液的配方以水和乙二醇為基礎組分,配方中含有稠化劑、潤滑劑、防銹劑、腐蝕抑制劑和抗泡劑等多種添加劑。通過增稠劑、潤滑劑等各種添加劑的合成、篩選和復配制備出產品[3]。表1給出46號礦用液壓油和礦用HFC型水-乙二醇難燃液壓液的主要性能指標。
從表1數據可以看出,礦用水-乙二醇液壓液歧管抗燃試驗表明其難燃,屬于HFC型難燃介質[4],而礦用46號液壓油為易燃品。其主要性能指標也與46號礦用液壓油指標相當,滿足井下液壓設備的需求。
1?2礦用水-乙二醇難燃液壓液的應用
礦用水-乙二醇難燃液壓液在井下膠帶機張緊裝置上應用,并和46號液壓油對比分析。
1?2?1液壓張緊裝置的結構及參數
井下膠帶液壓張緊裝置是通過46號礦用液壓油作為傳動介質,利用齒輪泵和液壓油缸來傳遞動力。圖1為液壓自動張緊裝置的結構,其結構參數如表2。
1?2?2考察內容
通過對其工作原理及水-乙二醇難燃液的性能指標的分析,主要從以下4個方面來考察難燃液在液壓自動張緊裝置上的使用情況:
(1)水-乙二醇難燃液壓液是否能保證液壓自動張緊裝置正常運行。
(2)觀測液壓自動張緊裝置的齒輪泵、密封及相關配件在試驗過程中的工作狀況,有無損壞情況發生。
(3)觀測水-乙二醇難燃液壓液的運行狀況,溫度、壓力及黏度變化情況。
(4)分析在試驗前后,水-乙二醇難燃液壓液性能指標有無變化。
2結果與討論
礦用水-乙二醇難燃液的黏度、黏度指數、潤滑性是決定其使用性能的主要指標和因素。通過對實驗室檢測,礦用水-乙二醇難燃液壓液各項性能指標滿足標準要求[5],與礦用液壓油的水平相當,完全可以滿足部分井下液壓設備的使用要求。潤滑性是其重要的性能指標,水-乙二醇難燃液在設計程中充分考慮到這一要求,進行了特種潤滑劑合成與復配,提高其抗磨、擠壓性能。
通過四球機實驗測試,新型礦用水-乙二醇難燃液PB值達到921N,與46號液壓油水平相當,因此在齒輪泵運行過程中,可提供足夠的潤滑性能。在整個實驗過程中,齒輪泵運行平穩無任何噪聲,可正常提供動力,水-乙二醇難燃液的潤滑性可充分保證設備泵站的正常運行(見表3)。反之,若產品的潤滑性不夠,就容易造成齒輪的過度摩擦、損壞,使得齒輪間泄漏量增大,從而容積效率下降,無法正常提供傳動力。
黏度指數是液壓液中的另一關鍵指標,反映液體黏度隨溫度的變化情況。黏度指數高,液壓液的黏溫性能好,液體黏度隨溫度的變化較小,能充分保障液壓設備在運行過程中的容積效率[6],延長油泵的使用壽命;反之則其黏溫性能低,隨著溫度升高泵的容積效率下降。從實驗數據可以看出,水-乙二醇難燃液壓液的黏度指數達到了210,遠遠大于46號液壓油的黏度指數99。在實際使用過程中,液壓系統會不斷升溫,較高的黏度指數,可保證系統更長時間的運行,從而提高生產效率。試驗完畢后并對其各項性能進行了檢測。表4給出了試驗前后礦用水-乙二醇難燃液壓液的性能指標。
從表4的數據可以看出,試驗前后,礦用水-乙二醇難燃液壓液黏度、黏度指數、潤滑性等主要性能指標均無較大變化,這說明其有良好的穩定性及剪切安定性。有研究發現含有12~18原子的環氧烷烴不論與EO, EP或其共聚物封端,均可以極大地提高其增稠效果,而不使其黏度在剪切力作用下降低[7]。因此,在礦用水-乙二醇配方設計過程中,通過引入增稠劑篩選和復配提高其抗剪切性能,以保證其在使用過程中的穩定性。
在煤礦井下膠帶張緊裝置上的應用證明,新型礦用水-乙二醇難燃液壓液具有與46號礦用液壓油相當的性能指標,可滿足液壓設備的正常運行。
3結論
(1)新型礦用水-乙二醇難燃液壓液,具有優良的性能指標,達到了礦用液壓油的標準要求。其優良的潤滑性、黏溫性能,可保證液壓設備的正常運行。
(2)試驗前后的檢測數據表明,新型礦用水-乙二醇難燃液具有良好的穩定性和抗剪切性能,可替代46號液壓油用于井下膠帶張緊裝置。
摘自：中國計量測控網
