掘进机胶管改为钢管的优势

郝金星 李良瑞

（中交第一航务工程局有限公司 天津 300450）

由此可见液压系统油管，对该设备的工作将起着至关重要的作用，胶管的好坏直接关系到掘进机的使用，但是现在掘进机液压系统所有的都是胶管，很多容易破裂、磨损，最终不能使用，如果胶管改为钢管，则可以避免很多毛病问题，避免破裂、爆管、磨损，增加液压油的使用温度，增加掘进机的使用寿命，下面我从几个方面说明一下胶管换为钢管的好处：

1 钢管比胶管更能承受压力

同等壁厚的胶管和钢管承受压力比较，钢管比胶管承受力大得多，毕竟钢比橡胶结实。大部分液压胶管结构，主要由内胶层、中胶层、外层、保护层等构成。内胶层基本都是合成橡胶，直接接触液压油，中胶层、多层增强层、耐天候的合成橡胶外胶层组成。有些胶管由钢丝缠绕骨架层和内外耐油橡胶、耐腐蚀合成橡胶、耐风化特种橡胶组成。有的液压胶管外层作为增强层，耐磨、耐天候合成橡胶作为外胶层，具有高压力、耐脉冲、长寿命的产品特点。虽然有的胶管结构可能有所不同，但是基本上都是这样的结构。当胶管里有液压油时，胶管所承受的压力：

设内径为D、长度为l的一段胶管，视为两端封闭的薄壁管，管内的流体压强为p，它均匀作用在管内壁的圆柱面上，见图1，使管径向断裂半圆一侧所产生的张力。

图1 径向分析

Py=pAy/2=pDl/2

式中：p——管内流体的压强，MPa；

D——胶管直径，mm；

l——管体长度，mm；

Ay——胶管l长的内壁总面积，mm2。

2.5.3上炕烘将煮好的天麻上炕烘时，温度不能过高，需使炕温平衡上升，温度保持在40～50摄氏度，烘2～3小时后，温度逐渐升至60～65摄氏度，天麻外层很快干燥，以防天麻糖心，而每隔30分钟排气5分钟，以便麻内的水分蒸发，至30小时温度可升80～85摄氏度，烘至40小时。

此力在壁厚为δ的断面上产生的径向应力。

σ1=Py/lδ=pD/2δ

我们最常用的20号钢管的力学性能应达到API SPEC 5CT中N80钢级的要求，而普通用的胶管远远低于这个数字。

2 抗冲击的优势

任何机器都有震动，特别是掘进机，工作环境恶劣，马达功率大，震动频率大，震动幅度大。震动会导致液压胶管里面的液压油流动速率有些变化，长期的异常振动会导致液压油管疲劳磨损，如果漏油导致液压油不足，会出现吸空现象，也会造成很大的震动。胶管承受不间断的大的冲击，容易瞬间爆管、破裂，而钢管同等条件下则不会爆管破裂。

3 接触污染源，耐腐蚀程度

液压管外部大部分都应用于有腐蚀性的恶劣环境，比如粉尘、雨淋、湿度大、风尘大，橡胶制品长期接触粉尘等会使橡胶软管变质，产生一定的腐蚀。特别是暴晒，橡胶在高温和热的作用下，会使弹性消失：①变硬发生龟裂；②变软分子版链降解权造成发粘等，我们都有这样的经验，家里用的塑料制品，就怕在室外晒太阳，塑料盆、塑料布，在太阳下晒几个月到一年，塑料盆塑料布很脆了，一碰就烂，一碰就破。而钢管就比胶管强的多，不至于被腐蚀，不会变软变质，能承受暴晒。

4 工作温度的优势

高压胶管主要是由胶管内胶层、二层、四层或六层钢丝缠绕层和外胶层组成。高压胶管主要在温度：-40℃～+100℃下工作，所以掌握不好温度，工作温度超过这个范围，胶管就会出毛病，带来不必要的后果。而钢管的工作温度氛围比较大，超过100℃，钢管也不会变形，因为钢管的熔点比胶管高的多。GB/T 8163标准中的20#无缝钢管使用温度范围：-20℃～425℃。可见钢管内的液体达到四五百度，也是允许的。

5 工作时的磨损

胶管内部磨损主要包括腐蚀磨损、气体磨损、混气磨损、疲劳磨损、粘附磨损、颗粒磨损和冲刷磨损等七类情形。下面简要说明各类磨损的成因和大致过程：

（1）腐蚀磨损：液压油有时候能混入水，等杂质。比如不小心混入碳酸，哪怕是二氧化碳气体，气体和里面的水结合成碳酸，再比如混入Br2，溴单质在常温下可溶于水，100g水能溶解约3g溴，水溶液称为溴水。有氧化性，有多种可变化，常温下与水微弱反应，生成氢溴酸和次溴酸，温度升高可使反应加快，酸可以是液压管腐蚀。道溴一般用于有机合成等方面，并且腐蚀系统元件，使之快速老化，直至动作失灵。

（2）气体磨损：是指液压油里由于泵油，流动，等环节产生气泡，气泡对高压腔面层产生冲击，我们都知道胶管由几层包裹组成的，气泡就会从内层进入外层，从而使液压胶管的内层剥离，是胶管破坏，工作性能造成不可逆转的损伤。

（3）混气磨损：是指液压油在胶管里运行时，液压油里混入了气泡，气泡往往向一个地方集合，聚集在一起，快速而猛烈的聚集，会使胶管表层材料剥离，脱落。聚集的高压气泡不但会损坏胶管，还会对精密的元器件造成损坏，在胶管和元器件的表面留下腐蚀点，使胶管和元器件无法正常工作。

（4）疲劳磨损：是污染物进入关键的间隙，使表面开裂或产生应力集中现象，久而久之，应力集中就会是胶管断裂，破坏。液压系统内部存在剥离颗粒，改变其表面的应力分布，会严重磨损胶管。

（5）粘附磨损：液压系统在运行期间，若采用不同牌号的液压介质，或者用了劣质液压油，或者这次用了这个牌号的液压油，下次用了另外一个牌号的液压油，就可能出现粘附磨损的情况。结果不仅缩短液压元件的使用期限，还会造成元件的运动状态失稳。

（6）颗粒磨损：是指液压油中有硬质颗粒混入，比如煤尘，煤块，铁锈，尘土等，胶管的内层表面就会被这些比较硬的颗粒划伤，磨损。还会使得机器在运行中产生振动，并伴有噪音，甚至造成运动元件卡死。

（7）冲刷磨损：是指液压胶管内部有精细颗粒污染物侵入，使得混有精细颗粒的在高速流动中冲刷关键部件的拐角，节点，冲刷阀门额节流口，冲刷液压元器件的精密部分，使液压元器件的结构发生改变，精确度下降，造成液压元件内泄。

如果改用钢管，内部磨损根本不存在，以上几种磨损根本不存在或者大大减少，从而避免了以上磨损的各种弊端。

6 结论

综上所述，掘进机液压管路，用钢管替代胶管存在诸多优势，在克服安装问题条件下，完全可以将设备上固定管路改成钢管，保留部分活动部位的胶管连接，这样可以大大减少爆管、漏油现象的发生，提高设备使用寿命和效率。