王玉超,侯建濤,沈 棟,韓 勇

(煤炭科學(xué)研究總院檢測分院礦用油品研究所,北京 100013)

礦用HFC型水-乙二醇難燃液壓液的應(yīng)用

王玉超,侯建濤,沈 棟,韓 勇

(煤炭科學(xué)研究總院檢測分院礦用油品研究所,北京 100013)

根據(jù)現(xiàn)用礦用液壓油的性能指標(biāo)及要求,研制出新型礦用HFC型水-乙二醇難燃液壓液,并在煤礦井下用液壓張緊裝置上使用,結(jié)果表明新型水-乙二醇難燃液壓液性能指標(biāo)與46號液壓油相當(dāng),具有優(yōu)良的潤滑性、黏溫性能和穩(wěn)定性,滿足液壓設(shè)備的要求,可保證其正常運(yùn)行。

水-乙二醇難燃液;液壓油;潤滑性;黏度指數(shù)

Application of HFC Water2glycol Fire2retardant Hydraulic L iquid forM ine

目前,我國煤礦井下液壓設(shè)備用油仍然是礦物油品,由于這些油品屬于易燃產(chǎn)品,若其一旦泄漏,將會給煤礦井下帶來安全隱患,因此,開發(fā)出難燃礦用液壓液替代礦物液壓油具有重要意義。

根據(jù)井下液壓設(shè)備對液壓油的要求及礦物液壓油的相關(guān)性能指標(biāo),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(yōu)良的抗燃性和良好的潤滑性,又具備優(yōu)異的防銹性及長的使用壽命,可滿足煤礦井下液壓系統(tǒng)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(jìn)行了應(yīng)用,考察其使用性能,結(jié)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(tǒng)的使用要求。

1 樣品的制備與應(yīng)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(chǔ)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(fù)配制備出產(chǎn)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(biāo)。

從表1數(shù)據(jù)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(zhì)[4],而礦用46號液壓油為易燃品。其主要性能指標(biāo)也與46號礦用液壓油指標(biāo)相當(dāng),滿足井下液壓設(shè)備的需求。

1.2 礦用水-乙二醇難燃液壓液的應(yīng)用

礦用水-乙二醇難燃液壓液在井下膠帶機(jī)張緊裝置上應(yīng)用,并和46號液壓油對比分析。

表1 難燃液和液壓油的性能指標(biāo)

1.2.1 液壓張緊裝置的結(jié)構(gòu)及參數(shù)

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(zhì),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(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2。

表2 液壓張緊裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)

圖1 井下液壓張緊裝置結(jié)構(gòu)

1.2.2 考察內(nèi)容

通過對其工作原理及水-乙二醇難燃液的性能指標(biāo)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(yùn)行。

(2)觀測液壓自動張緊裝置的齒輪泵、密封及相關(guān)配件在試驗過程中的工作狀況,有無損壞情況發(fā)生。

(3)觀測水-乙二醇難燃液壓液的運(yùn)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(biāo)有無變化。

2 結(jié)果與討論

礦用水-乙二醇難燃液的黏度、黏度指數(shù)、潤滑性是決定其使用性能的主要指標(biāo)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(biāo)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[5],與礦用液壓油的水平相當(dāng),完全可以滿足部分井下液壓設(shè)備的使用要求。潤滑性是其重要的性能指標(biāo),水-乙二醇難燃液在設(shè)計過程中充分考慮到這一要求,進(jìn)行了特種潤滑劑合成與復(fù)配,提高其抗磨、擠壓性能。

通過四球機(jī)實驗測試,新型礦用水-乙二醇難燃液PB值達(dá)到921N,與46號液壓油水平相當(dāng),因此在齒輪泵運(yùn)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(yùn)行平穩(wěn)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(shè)備泵站的正常運(yùn)行(見表3)。反之,若產(chǎn)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。

表3 膠帶張緊裝置運(yùn)行記錄

黏度指數(shù)是液壓液中的另一關(guān)鍵指標(biāo),反映液體黏度隨溫度的變化情況。黏度指數(shù)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(shè)備在運(yùn)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(shù)據(jù)可以看出,水-乙二醇難燃液壓液的黏度指數(shù)達(dá)到了210,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于46號液壓油的黏度指數(shù)99。在實際使用過程中,液壓系統(tǒng)會不斷升溫,較高的黏度指數(shù),可保證系統(tǒng)更長時間的運(yùn)行,從而提高生產(chǎn)效率。試驗完畢后并對其各項性能進(jìn)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(biāo)。

表4 試驗前后水-乙二醇難燃液壓液的性能指標(biāo)

從表4的數(shù)據(jù)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(shù)、潤滑性等主要性能指標(biāo)均無較大變化,這說明其有良好的穩(wěn)定性及剪切安定性。有研究發(fā)現(xiàn)含有12～18原子的環(huán)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(shè)計過程中,通過引入增稠劑篩選和復(fù)配提高其抗剪切性能,以保證其在使用過程中的穩(wěn)定性。

在煤礦井下膠帶張緊裝置上的應(yīng)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(dāng)?shù)男阅苤笜?biāo),可滿足液壓設(shè)備的正常運(yùn)行。

3 結(jié)論

(1)新型礦用水-乙二醇難燃液壓液,具有優(yōu)良的性能指標(biāo),達(dá)到了礦用液壓油的標(biāo)準(zhǔn)要求。其優(yōu)良的潤滑性、黏溫性能,可保證液壓設(shè)備的正常運(yùn)行。

(2)試驗前后的檢測數(shù)據(jù)表明,新型礦用水-乙二醇難燃液具有良好的穩(wěn)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。

[1]陳麗卿.我國水-乙二醇難燃液壓液產(chǎn)品的生產(chǎn)使用及標(biāo)準(zhǔn)化[J].潤滑油,2005(20).

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[4]曼格T,德雷澤爾W.潤滑劑與潤滑[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

[5]GB/T21449,水-乙二醇型難燃液壓液[S].

[6]龐重軍.高含水量液壓液HWF綜合潤滑性能的改進(jìn)研究[J].石油煉制與化工,2004,35(6):25-29.

[7]許海霞.礦用高效增稠劑的研究[J].煤礦機(jī)械,2003(1).

[責(zé)任編輯:鄒正立]

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2010-05-11

煤炭科學(xué)研究總院院技術(shù)創(chuàng)新基金資助項目(2008CX04)

王玉超(1979-),男,山東德州人,碩士,工程師,主要從事潤滑油的研發(fā)和銷售。