矿用HFC型水-乙二醇难燃液压液的应用

王玉超,侯建涛,沈 栋,韩 勇

(煤炭科学研究总院检测分院矿用油品研究所,北京 100013)

矿用HFC型水-乙二醇难燃液压液的应用

王玉超,侯建涛,沈 栋,韩 勇

(煤炭科学研究总院检测分院矿用油品研究所,北京 100013)

根据现用矿用液压油的性能指标及要求,研制出新型矿用HFC型水-乙二醇难燃液压液,并在煤矿井下用液压张紧装置上使用,结果表明新型水-乙二醇难燃液压液性能指标与46号液压油相当,具有优良的润滑性、黏温性能和稳定性,满足液压设备的要求,可保证其正常运行。

水-乙二醇难燃液;液压油;润滑性;黏度指数

Application of HFC Water2glycol Fire2retardant Hydraulic L iquid forM ine

目前,我国煤矿井下液压设备用油仍然是矿物油品,由于这些油品属于易燃产品,若其一旦泄漏,将会给煤矿井下带来安全隐患,因此,开发出难燃矿用液压液替代矿物液压油具有重要意义。

根据井下液压设备对液压油的要求及矿物液压油的相关性能指标,研制出矿用HFC型水-乙二醇难燃液压液,其物理性能近似于矿物液压油[1],具有优良的抗燃性和良好的润滑性,又具备优异的防锈性及长的使用寿命,可满足煤矿井下液压系统使用要求,具有很好的防火安全性[2],并在煤矿井下液压张紧装置上进行了应用,考察其使用性能,结果表明矿用水-乙二醇难燃液压液完全满足井下张紧装置液压系统的使用要求。

1 样品的制备与应用

1.1 矿用水-乙二醇难燃液压液的制备

矿用水-乙二醇难燃液压液的配方以水和乙二醇为基础组分,配方中含有稠化剂、润滑剂、防锈剂、腐蚀抑制剂和抗泡剂等多种添加剂。通过增稠剂、润滑剂等各种添加剂的合成、筛选和复配制备出产品[3]。表1给出46号矿用液压油和矿用HFC型水-乙二醇难燃液压液的主要性能指标。

从表1数据可以看出,矿用水-乙二醇液压液歧管抗燃试验表明其难燃,属于HFC型难燃介质[4],而矿用46号液压油为易燃品。其主要性能指标也与46号矿用液压油指标相当,满足井下液压设备的需求。

1.2 矿用水-乙二醇难燃液压液的应用

矿用水-乙二醇难燃液压液在井下胶带机张紧装置上应用,并和46号液压油对比分析。

表1 难燃液和液压油的性能指标

1.2.1 液压张紧装置的结构及参数

井下胶带液压张紧装置是通过46号矿用液压油作为传动介质,利用齿轮泵和液压油缸来传递动力。图1为液压自动张紧装置的结构,其结构参数如表2。

表2 液压张紧装置的结构参数

图1 井下液压张紧装置结构

1.2.2 考察内容

通过对其工作原理及水-乙二醇难燃液的性能指标的分析,主要从以下4个方面来考察难燃液在液压自动张紧装置上的使用情况:

(1)水-乙二醇难燃液压液是否能保证液压自动张紧装置正常运行。

(2)观测液压自动张紧装置的齿轮泵、密封及相关配件在试验过程中的工作状况,有无损坏情况发生。

(3)观测水-乙二醇难燃液压液的运行状况,温度、压力及黏度变化情况。

(4)分析在试验前后,水-乙二醇难燃液压液性能指标有无变化。

2 结果与讨论

矿用水-乙二醇难燃液的黏度、黏度指数、润滑性是决定其使用性能的主要指标和因素。通过对实验室检测,矿用水-乙二醇难燃液压液各项性能指标满足标准要求[5],与矿用液压油的水平相当,完全可以满足部分井下液压设备的使用要求。润滑性是其重要的性能指标,水-乙二醇难燃液在设计过程中充分考虑到这一要求,进行了特种润滑剂合成与复配,提高其抗磨、挤压性能。

通过四球机实验测试,新型矿用水-乙二醇难燃液PB值达到921N,与46号液压油水平相当,因此在齿轮泵运行过程中,可提供足够的润滑性能。在整个实验过程中,齿轮泵运行平稳无任何噪声,可正常提供动力,水-乙二醇难燃液的润滑性可充分保证设备泵站的正常运行(见表3)。反之,若产品的润滑性不够,就容易造成齿轮的过度摩擦、损坏,使得齿轮间泄漏量增大,从而容积效率下降,无法正常提供传动力。

表3 胶带张紧装置运行记录

黏度指数是液压液中的另一关键指标,反映液体黏度随温度的变化情况。黏度指数高,液压液的黏温性能好,液体黏度随温度的变化较小,能充分保障液压设备在运行过程中的容积效率[6],延长油泵的使用寿命;反之则其黏温性能低,随着温度升高泵的容积效率下降。从实验数据可以看出,水-乙二醇难燃液压液的黏度指数达到了210,远远大于46号液压油的黏度指数99。在实际使用过程中,液压系统会不断升温,较高的黏度指数,可保证系统更长时间的运行,从而提高生产效率。试验完毕后并对其各项性能进行了检测。表4给出了试验前后矿用水-乙二醇难燃液压液的性能指标。

表4 试验前后水-乙二醇难燃液压液的性能指标

从表4的数据可以看出,试验前后,矿用水-乙二醇难燃液压液黏度、黏度指数、润滑性等主要性能指标均无较大变化,这说明其有良好的稳定性及剪切安定性。有研究发现含有12～18原子的环氧烷烃不论与EO,EP或其共聚物封端,均可以极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,在矿用水-乙二醇配方设计过程中,通过引入增稠剂筛选和复配提高其抗剪切性能,以保证其在使用过程中的稳定性。

在煤矿井下胶带张紧装置上的应用证明,新型矿用水-乙二醇难燃液压液具有与46号矿用液压油相当的性能指标,可满足液压设备的正常运行。

3 结论

(1)新型矿用水-乙二醇难燃液压液,具有优良的性能指标,达到了矿用液压油的标准要求。其优良的润滑性、黏温性能,可保证液压设备的正常运行。

(2)试验前后的检测数据表明,新型矿用水-乙二醇难燃液具有良好的稳定性和抗剪切性能,可替代46号液压油用于井下胶带张紧装置。

[1]陈丽卿.我国水-乙二醇难燃液压液产品的生产使用及标准化[J].润滑油,2005(20).

[2]王祖安.绿色环保型水-乙二醇抗燃液.润滑油[J].2002 (17).

[3]侯建涛,刘姗姗,沈 栋,等.煤矿井下用水-乙二醇难燃液压液的研制[J].煤矿开采,2009,14(1):35-36.

[4]曼格T,德雷泽尔W.润滑剂与润滑[M].北京:化学工业出版社,2003.

[5]GB/T21449,水-乙二醇型难燃液压液[S].

[6]庞重军.高含水量液压液HWF综合润滑性能的改进研究[J].石油炼制与化工,2004,35(6):25-29.

[7]许海霞.矿用高效增稠剂的研究[J].煤矿机械,2003(1).

[责任编辑:邹正立]

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100626225(2010)0420098202

2010-05-11

煤炭科学研究总院院技术创新基金资助项目(2008CX04)

王玉超(1979-),男,山东德州人,硕士,工程师,主要从事润滑油的研发和销售。