三峡船闸液压系统渗漏分析及措施浅析

黄小亮，侯 翔，李相宜，王晓兵，童 旋

（长江三峡通航管理局，湖北 宜昌 443000）

引言

三峡船闸在每线船闸每一闸首两侧各设一个液压启闭机房，每个液压启闭机房设一套液压泵站（即工作门液压控制系统），每线船闸设12套，双线共24台套工作门液压系统，驱动控制三峡船闸的24台人字闸门液压启闭机、24台输水阀门液压启闭机以及第一、二和六闸首的12台人字门锁定油缸和第六闸首的4台辅助泄水阀门液压启闭机。每线船闸每一闸首单侧人字闸门、人字门锁定、输水阀门以及辅助泄水阀门启闭机共用一套工作门液压控制系统。近年来由于通航压力巨大，现地液压系统长期处于超负荷运行状态，且液压启闭机活塞杆均处于露天环境，工况恶劣。其中液压系统渗漏油是三峡船闸现地液压系统最为常见故障。下面本文就三峡船闸液压系统渗漏油进行浅析探讨并提出相应的解决方法。

三峡船闸现地液压系统由动力元件（泵源）、执行元件（液压启闭机）、控制元件（控制阀组）和辅助元件（油管、油箱、压力表等）四个部分组成。液压系统漏油分为内泄漏和外漏，通常所说的漏油主要是指系统外部漏油。首先对液压启闭机动作时的液压原理进行简要分析：下发动作指令后，油泵机组启动，待3~5 s空载循环后，相关电磁阀得电，系统在调定压力下工作，油泵排出的压力油经控制阀组后进入油缸，推动活塞杆伸出或回缩，使机构动作。从液压系统的运行原理中看出，液压系统是处于特定压力下的封闭系统中运行，在油缸、阀件等工作时，活塞杆的前后端盖，电磁阀的阀件等处，油封密封起到非常重要的作用[1]。

1 三峡船闸液压系统液压油渗漏分析

1.1 液压系统中密封圈部位漏油

1）由于液压行业标准更新，三峡船闸液压系统密封圈存在新老国标两种规格，由于执行标准不同造成密封圈压缩量过小或不均，导致密封圈连接处漏油；

2）密封圈使用年限过长，出现老化破损导致密封失效；

3）密封圈更换过程中由于操作不当造成密封圈损伤导致漏油；

4）工作压力过高导致密封圈唇部变型，增加了接触密封的接触宽度。实践表明，当压力从0增大到0.1 MPa时，其接触宽度将是压力为0时的4倍。压力作用下接触宽度增加，使摩擦力增加，也使磨损加剧、温度提高，泄漏增加，进而影响密封的使用寿命。

1.2 液压油缸活塞杆缸头漏油

1）液压系统处于露天环境，长期运行过程中液压油受到污染或管道油箱金属碎屑进入液压系统，在活塞杆运行中拉伤活塞杆，导致油液溢出；

2）油缸缸头密封、刮冰圈安装不当，活塞缸在往复运动过程中被拉伤导致漏油；

3）油封配合不密实，油封质量、唇口几何形状不合格或油封预压量过小或不均导致漏油。

1.3 液压油性能改变导致漏油

1）液压油在受到污染后出现乳化变质，其各项性能都大幅下降，油液变稀，在高压状态下，通过密封间隙的泄漏量增加。

2）液压油颗粒物过多会加速密封圈的磨损，损伤泵体、管道、阀件内壁，产生新的颗粒物，加剧磨损导致液压系统出现内泄漏甚至拉伤油缸泵体等液压元件。

1.4 油温过高引起的漏油

液压系统温度一般维持在35~60℃最为合适。在正常油温下，液压油各种性能良好。油温过高，会导致液压油运动粘度下降，润滑油膜变薄并易损坏，润滑性能变差，机械磨损加剧，容积效率降低，从而导致液压系统内泄漏增加；同时泄漏和磨损又引起系统温度升高，而系统温度升高又会加重泄漏和磨损，甚至造成恶性循环，使液压元件很快失效；油温过高将加速橡胶密封圈的老化，使密封性能随之降低，最终将导致密封件的失效而漏油；油温过高将加速高压橡胶软管的老化，严重时使油管变硬和出现龟裂，这样的油管在高温、高压作用下最终将导致爆管漏油[2]。

1.5 辅助元件漏油

由于液压系统相对运动表面不可避免地存在泄漏这一特性，为了方便对液压系统渗漏情况进行统计及维保，结合三峡船闸液压系统运行工况，我们对液压系统的渗漏情况做出了界定。

1）三峡船闸液压系统流量较大，在液压启闭机动作时随着大流量液压油的大量进出油箱内交变应力作用较强，容易造成油箱焊缝脱焊导致漏油。

2）压力表、测压软管、避震接头等由于老化密封失效出现漏油。

1.6 液压系统渗漏标准

液压系统渗漏标准定义如下：

1）渗油——油迹不明显或擦净后5 min不出现新油迹；

2）漏油——油迹明显或形成油滴，擦净后2 min不漏称为不滴油；

3）漏油点——有一条明显油迹或一个油滴为一个漏油点；

4）不漏油设备——静结合面不漏油，动结合面不滴油；

5）严重漏油——滴油点每分钟超过3滴[3]。

2 三峡船闸液压系统漏油故障处理措施

1）减少液压系统产生的震动：采用避震接头，在液压泵下增设橡胶垫来减少震动。

2）建立设备巡检制度，定期对液压系统螺栓进行紧固，定期对压力表、测压软管、避震接头等进行更换。

3）液压系统设备的成品或半成品运到现场组装时，要严格控制安装时工况，避免沙尘、杂物等进入液压系统，油缸、管道等设备要用酸洗，并保持密封。在焊接管接头时，避免焊渣进入油箱、油缸、管道等。管道在建造时应进行探伤保证焊缝焊接可靠且接口处无毛边倒刺，管道内无金属碎屑和颗粒；定期对高压软管进行更换。

4）合理选择密封圈尺寸：要做到合理地选择密封装置，必须熟悉各种密封装置的形式和特点、密封材料的特性及密封装置的使用条件，如工作压力的大小、工作环境的温度、运动部分的速度等。把实际的使用条件与密封件的允许使用条件进行比较，必须保证密封装置有良好的密封性能和较长的使用寿命。为使密封可靠、寿命长，密封圈压缩量不能过大也不能过小。过大则压缩应力增加，摩擦力增大，加快密封磨损；压缩量过小导致密封失效。定期对密封圈进行更换，更换过程中螺栓预紧力应适中，防止损坏密封圈。

5）在三峡船闸不同水位运行时期，根据液压系统受力情况及时整定液压系统压力，减少应液压系统压力设置不当导致密封磨损导致的泄漏。

6）液压油缸在出厂验收时必须保证设备可靠性，油缸缸头油封应可靠密封并留有一定的调整余量，活塞杆表面光滑无明显划痕。

7）定期对液压油品质进行检查，及时对油液清洁度不达标的液压油进行更换；设置油液温度过高报警，保证液压油不因温度过高而大量泄漏；在油箱内部进行合理分区，通过油箱内部油液循环达到给油液降温的目的。

8）在油箱内设计加强筋板来吸收应大流量液压油进出而产生的交变应力，保证油箱的可靠性。

3 结语

液压油的泄漏分为内泄漏和外泄漏。外部泄漏通过设备巡检即可直观发现；而内泄漏及液压元件与管道之内的泄漏，无法直观判断出泄漏部位，检修后效果也无法做出判断，发现和检修困难。只有从上述影响液压系统因素出发，采取合理措施尽可能减少液压系统的渗漏。

经过三峡船闸设备近20年来稳定高效运行，三峡船闸液压系统的可靠性得到了充分验证。