饱和蒸汽清洗与海绵球清洗技术在液压管路 清洗中的应用与研究

刘彦希

（中国铁建重工集团股份有限公司，湖南 长沙 410100）

前言

为了减少不必要的损耗，我们引进了基于饱和蒸汽清洗技术的液压软管清洗设备、液压硬管清洗设备、海绵球射流清洗技术。高效地解决了液压元器件的清洁度的问题，确保设备液压系统可靠及高效运行。

1 常用清洗技术

1.1 海绵球射流清洗技术介绍

海绵球射流清洗原理就是在一定压力的介质气体推动下，海绵球以一定的速度在管道内匀速前进，不断地对管内壁进行摩擦、刮削，从而达到除去各种污垢的目的。海绵球射流清洗是由成套设备和多项技术组成，主要包括收发系统、动力源等。整个清洗过程通过能力强、不易堵塞，清洗效果好，方便快捷。近年来海绵球射流清洗作为一种安全、环保、高效的清洗技术，日益受到人们的青睐，并被广泛应用到工程机械和石油化工等领域。

1.2 饱和蒸汽清洗工艺介绍

饱和蒸汽清洗时利用饱和蒸汽的高温及外加压力对工件表面的油膜、油渍进行清洗的过程。可以有效地降解一些顽固的污渍，同时能够清洗任何细小的间隙、孔隙间的脏污和油污，剥离并去除油渍和残留物，清洗完后不会留在被清洗的表面上，又由于高温饱和蒸汽是蓝色的干燥气体，这样被清洗的表面始终是干燥的。从而达到高效、节水、清洁、干燥的要求[1]。

1.3 液压管件的海绵球射流清洗技术与饱和蒸汽清洗相结合

由于工程机械液压管路在制造过程中，其内部积存大量的铁削、残渣及高温氧化物等的污垢。而作为液压系统的介质输送管道，液压油对水分和机械杂质含量有着严苛的要求。若采用常规吹扫（如压缩空气吹扫、纯水吹扫等）很难达到管路的清洁度要求。为了提高质量、控制成本、提高清洗效率等因素的考虑，结合现场实际情况，海绵球射流清洗和饱和蒸汽清洗相结合的方法可以达到良好的效果[2]。

2 作业条件及背景

2.1 清洗管线基本情况

此次将海绵球射流清洗与饱和蒸汽相结合的现场应用涉及若干液压硬管，液压管路长为300 mm、1 200 mm、2 000 mm、3 000 mm、6 000 mm，管径为DN150 mm，端头有两个管接头，两种管线的设计压力为35 MPa，设计温度为45 ℃。

2.2 现场照片

图1 饱和蒸汽软管清洗机

2.3 动力源选择

动力源（推动介质）是保证饱和蒸汽清洗技术和海绵球射流清洗技术顺利运行的关键，根据管线输送介质和现场环境确定。

饱和蒸汽清洗技术采用蒸汽发生器作为动力源。

饱和蒸汽量：150 kg/h；

蒸汽发生器数量：3个；

蒸汽发生器罐容量：15 L/个；

发生器工作压力：1.0±0.2 MPa；

蒸汽温度：180±5 ℃。

2.4 前期准备

饱和蒸汽清洗和海绵球射流清洗技术现场应用必须提前确定管道条件，尤其是管道施工情况和弯头规格，这决定蒸汽是否顺利通过管道和通球是否顺利和球体规格的选择。在开展饱和蒸汽清洗和海绵球射流清洗技术之前进行准备检查，着重掌握管线全程的安装状况，为制定清洗方案和安全防护措施提供依据[3]。

2.5 工艺流程

根据现场实际的管路情况，特别是前期的管路制作要求以及管路清洁度要求，吸取失败的教训，经过分析后确定如下工艺路线：

人工上料（长管两端上料装夹时，必须先装夹右端夹具）→喷淋脱脂（蒸汽+药液+回收）→饱和蒸汽精清洗（蒸汽+回收）→压缩空气吹干（压缩空气+回收）→人工下料→安装收、发球装置→发射煤油或清洗剂浸泡过的海绵球→发射干燥的海绵球。

2.6 现场施工

2.6.1 设备安装

通过分析现场环境和管路的实际情况，确定清洗机系统由清洗机框架及室体，饱和蒸汽发生系统，正压清洗系统，负压系统及回收冷凝，喷淋及过滤系统，电控系统，液压转料车，其他辅助系统等组成。设备采用先进的饱和蒸汽作为主要清洗介质，结合环保型清洗钝化液的除油、防锈能力，从而使胶管及接头达到超洁净状态，满足装配前的清洗工艺要求。海绵球射流清洗安装收、发球装置，发球装置需要增加气动三联件保证洁净的空气，接收装置成密封状态防止瞬间喷出的气体和海绵弹带出的污渍飞溅污染其他元件[4]。

2.6.2 饱和蒸汽吹扫管路

设备经过调试后，管路首先经过进行饱和蒸汽清洗，将扣压好的液压管路按照不同的直径和不同的长度分类好方便更换不同的夹持装置将管路一端连接在进气端的夹持装置上、另一端放在带有负压装置的排气口，将蒸汽压力调到1 MPa 温度调到180 ℃，长度过长的管路进行盘成盘状，保持水平防止内部冷凝后积水，在进行管路清洗时进气端和出气端应同时开启增加气体的流动性同时打开脉冲控制装置在管路中形成脉冲使的清洗效果更佳[5]。

表1 饱和蒸汽清洗过程质量控制记录表

2.6.3 发射清扫海绵球

发射清扫海绵球目的是除去管道壁上的坚硬污物。将干净的海绵球放入清洗管路中，将发射枪对中清洗的管路打开压缩空气阀门按动发射装置的发射按钮，同时将管路的另一端放到具有密封性的收纳箱中，避免粉尘飞溅，以 便回收废液。重复操作若干次，当海绵球颜色无大的变化时，清扫结束。

下表为现场记录的每次发射时间、发射瞬间压力、接收时间、发射次数等，型号为海绵球，直径为DN150 mm。

表2 棉球清洗过程质量控制记录表

2.7 组织验收

在管路清洗结束并自检合格后进行检查验收，确定管路无残渣、外部物质、切削等；同时管路内壁光滑无明水，最后末端收到的干燥海绵球表面洁净干燥，且满足液压油注入后不变质具体清洗效果见图所示[2]。

图2 首次用棉弹清洗

图3 用饱和蒸汽清洗后二次用棉弹清洗

图4 两次清洗完成后的对比

经过多次的饱和蒸汽清洗和海绵球的清扫，多根液压管路已经干净无污渍，海绵球表面洁净见图。试验成功并无污染的另一个因素是清洁的饱和蒸汽和洁净的压缩空气发挥了重要作用。

2.8 清洗评价

对清洗的管路进行定量分析数据对比管路内的颗粒含量、水分含量、密度以及颜色与新的液压油油样分析一致，管路的油品性质基本没有发生变化[3]，满足工程机械液压油的输送要求；在成品分析上，饱和蒸汽清洗和加海绵球清洗相结合的物理清洗方法便可达到完全清除本分，实现管路内壁较高清洁度，相比于管路增加过滤器的方式，不仅减少了堵管的情况而且提高效率、节约成本。

表3 管路的油液检测

3 结论

由于工程机械对管路的清洁度要求比较高，尤其是管路在通油一段时间后仍然要满足各项指标，传统单独依靠水吹扫或压缩空气吹扫已难以满足清洁度的要求。而饱和蒸汽和海绵球清洗技术相结合，通过饱和蒸汽压力吹扫和海绵球的机械吹扫管内的杂质、水分清除出来，优点是原理简单，结构简单、易操作清洗效果明显，特别是管内的油污和水分可以完全清除，适用于工程机械清洁度要求比较高的液压系统[2]。虽然饱和蒸汽设备在前期投入成本比较高，但是对比在后期的清洁度处理和清洗效率上具有无法超越的优势。