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磷酸酯抗燃液压油对伺服阀的电化学腐蚀

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磷酸酯抗燃液压油对伺服阀的电化学腐蚀 《热卉发电译丛 l妯1年第2期 前 言 磷酸酯抗燃液压油对伺服阀的电化学腐蚀 W.D.Philips 英NCIBA·GEIGY'r|!化学公蜀 1960年首次报导了精密伺服阀在汽轮机 电液控制系统上的应用。几乎同时,民用飞 视音匀液压系统也引用了伺服阀。使用这种伺 飘拥的优点在于改进了系统的灵敏度和响应 速度。磷酸南抗燃液压油在上述两个系统的 应用曩周为系统所用的压力很高,而且液压 管娥的位置靠近高温金属表面易酿成火灾。 伺服阁在液压系统中的良好运行对其所 控翩设备的安全有效运行...

磷酸酯抗燃液压油对伺服阀的电化学腐蚀
《热卉发电译丛 l妯1年第2期 前 言 磷酸酯抗燃液压油对伺服阀的电化学腐蚀 W.D.Philips 英NCIBA·GEIGY'r|!化学公蜀 1960年首次报导了精密伺服阀在汽轮机 电液控制系统上的应用。几乎同时,民用飞 视音匀液压系统也引用了伺服阀。使用这种伺 飘拥的优点在于改进了系统的灵敏度和响应 速度。磷酸南抗燃液压油在上述两个系统的 应用曩周为系统所用的压力很高,而且液压 管娥的位置靠近高温金属 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面易酿成火灾。 伺服阁在液压系统中的良好运行对其所 控翩设备的安全有效运行十分重要。由于磷 酸酯和精密伺服阎在早期使用中出现了一些 问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,迫使人们对其产生的原因进行了详细 的调查,并研究了解决的办法。结果,原来 在电力生产和航空工业方面的担心被排除, 但伺服阀和磷酸酯在县它部门的广泛应用, 例如在炼钢工业上的应用,类似问题不时地 有所发生。由于目前液压系统有继续采用更 高压力和温度的趋势,并且开发了合成抗燃 油的新 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,因此,研究系统和油的参量变 化的影响以及发现我们知识上的某些不足是 十分适当的。本文还将对试验装 置 加 以 介 绍,这一装置用来进一步评价发现的问题以 及得到的初步试验结果。 1 液压油中磷酸酯的类型 工业用抗燃油的类型通常为三芳基磷酸 一 1O一 酯。例如 。三一异丙基苯磷酸酯,其结构如 下: R 三异丙基荤礴酸醇 结构式中R为异丙基原子团。 单独将这种油用于飞机液压装置上是欠 妥的,因为它不具有足够的低温性能 (飞机 的液压系统在飞行时要受到极低 温度 的 作 用 )。 为了消除这一限制条件,可在三芳基磷 酸酯中掺进一种三烷基磷酸酯,例如三丁基 磷酸酯· I C·H-一 O一 】 0一 C.Hl i — I 。 - 维普资讯 http://www.cqvip.com 《热力生_电译丛 1.勇1年摹2期 或者使用一种混合的烷基芳基磷酸酯,椤l如 二丁 基苯基磷 酸酯t O 0 H .C‘— —o— P— O— C.H , l 二丁基苯基磷馥酯 每一种油的性质与其化学结构有很大的 关系。倒如,增加苯基原子团的数量,油的 热稳定性和耐火性就会增强。烷基原子团的 使用虽然使油的比重和氧化稳定性降低,但 却改进了粘度指数 和电阻率 2 工业部门伺服控制系统使用 磷酸蘑的经验 2.1汽轮机一蕊系垃 Wo1fe和Cohen报道了使用磷酸窜后发 生的第一个问题,即在大约12MPa(120巴) 压力和4O℃基本油温下运行的汽轮机液压调 速 系统产生 了严重锈蚀。与此同时,阀门本 身还有氢氧化铁(B FeO·OH)沉淀生成,因 而有时出现有短时间的卡涩现象 一种由氯 化芳香烃和少量三芳基磷酸酯混台而生成的 油,由于铁氧化物颗粒的累积,颜色会很快 地变黑。采用精细过滤、额繁更换油液以及 添加防锈剂,均无法抑制腐蚀的产生和消除 阀门的卡程现象 Wo1fe和Cohen研究得出的结论指出, 这些问题在某些方面与油中所含的氯有关。 虽然氯化芳香烃被认为在化学上是稳定韵, 也没有发现氯的其它来源,但是他们认为油 本身在高温下或由于 剪切 的作甩会降解 产生活性氯杂质。尽管在油中控测出了少量 (2~3mg/L)的氯离子,但其化学成份没有 发现明显的变化。 在设法消除腐蚀时,用单一的三芳基磷 酸酯油代替了上述的混合油运 行。运行一周 后,虽然没有发生腐蚀,但油向阀外的泄漏 速度却迅速增大了。对伺服阀的检查发现, 测流边缘产生有冲蚀,这种现象随后在一些 运行中的汽轮机上也被发现。在控制油箱上 安装一个使用硅藻土过滤器 (吸附油中的杂 质)的连续旁路系统,使这种冲蚀现象得到 控制,甚至消除。 从不同设备取得的 “腐蚀性”和 非腐 蚀性”油韵分析结果表明,它们在化学组成 上并无大的差异,与油的一般性质,饲如中 和碱量 (酸值)也无相关性 。唯独可显示某 些相关性的参量则是氯的含量和 电 阻 率 。 Wo1fe和Cohen报道说,腐蚀性油通常 (但 不总是如此)具有较低的电阻率。通过将一 种腐蚀性油用硅藻土处理发现,其电阻率有 着显著的提高,例如,从 4×t0。0·cln可提 高到14×10。0·cln。 在每一种腐蚀性油中都检测到有氯的存 在,含量从500~10 000mg/L不等。由于此 时新油含有大约100~S00tag/L的氯(因生产 过程中使用三氯氧磷所造成的),因此增加 部分被认为是因为对原氯化油进行不适 当冲 洗带进的。从对被冲蚀的滑阗的分析也可得 知,每次分析都有氯 (但没有磷)的存在。 通过这一试验,Wolfe稻Cohea认为, 腐蚀机理是腐蚀一冲蚀过程中的化学破坏作 用 。 一 ll— 维普资讯 http://www.cqvip.com 《热力发电译丛 t991年 第2期 l97母年Litlle报道了英国使用伺腮阀产 生腐蚀的情况。他进_步证实了含氯溶剂的 有害作用,特别是海水污染对腐蚀速率拘影 响。有趣的是,。他还发现一个连接摊油箱的 压力回油管也影响着油的腐蚀趋向。 由于电阻率和氯含量被证实为可影响伺 服阀腐蚀的因素,大部分汽轮机制造广家对 其采取了限制。一般来说,新油螅电阻率必 须大于5×10。0·Clil~氯含量最大为s0~g/L· 通过限鼬{由中氯的含量,以及采用磕藻 土保持高电阻率并除去诸如 氯 和酸降解 产物妁污染。应用于这种情况下的阀门的冲 蚀已被降低到最小程度。 2.2飞机漉压系统 ‘ 民用飞机液压装置 (操作压力为21MPa 或21'0巴)上使用磷酸酯引起的阀门磨损,第 一 次是英国于1960年报道的。它被认为是由 气蚀引起的。当时还发现,加入少量水可明 显地减轻冲蚀,于是 加水 油就在这方面 应用了多年 Olsen后来对各种可能产生的磨损机理 做了研究,否定了所谓气蚀是阀门冲蚀的产 生原因的说法。气蚀产生在低于最小压力点 时,而被冲蚀的阀门却在高于最低压力点时 出现点蚀。在实验室实验中,通过测定油在 流经一个决窄乳口时所产生的电流证实,油 流可产生足够大的电流以促进冲蚀过程的发 展 。于是OlSell得出了这样的结论,即阀门 的损坏是电化学点蚀的结果。在后来的实验 中,Olsen报道说,腐蚀程度直接随油申氯 离子的含量而变化。 虽然给液压油中加水可有效地减少阀门 的腐蚀,但考虑到水的挥发性和其对油的稳 定性的影响。这毕竟不是长久之计。曲于采 用硅藻土处理需要增加保养工作,井且会增 一 12一 加系统的重量,因此,它也不是一种可以接 受的替代办法。 1970年,经改变基本化学成份和改善添 加剂的性能,才得到了热稳定性更高的油。 但是,据Nelsoa和Waterman介绍,这种新 配方并没有解决所有的同题,特别是以下的 问题。 (1)系统的化学污染 (通常由含氯溶剂 引起)导致的腐蚀, (2)系统运 行时升温。 于是,又做了进一步的改进。1974年, 从飞机制造厂和 SAE (美 国汽车工程师协 会)引入了更为严格的技术条件,开发出了 热稳定性更高和在较高氯含量下具有防腐蚀 作用的液压油。这是通过使用防 腐添 加 剂 (不需要水)得到的。之后,这些防腐蚀液 压油一直运行得十分良好。 氯在液压系统中的有害影响不仅限于对 磷酸酯的污染。在FaillIllaⅡ、Lipp和Shy— der等人的报告中,对系统部件 (包括滑阀 和套筒组件)的点蚀和在使用矿物基油时阀 门因氧氧化铁沉淀产l生的卡涩现 象 作 了 介 绍。Lipp在研究这种氧化物的形成时指出 , 氧化物的形成需要有氯或/和氟、水和充足 的热来提供活化能。第一步似乎形成 FeC1。 或FeF a,然后再经水解成为氧化物。但是, 在腐蚀过程中并不需要有氧化物,氯在这种 情况下所超的作用究竟是什么也尚不明确。 上述研究人员得出结论认为,氧化物的 形成和腐蚀的产生都是因为存在有大量的含 卤溶剂。这些含卤溶剂是用于系统部件清洗 的 (例如三氯三氟乙烷)。它们以某种方式 被分解放出活性氯杂质。虽然 Lipp认为 氟 也可以引起氧化物的形成,但Auger对腐蚀 面的分析未能证实这一点。他认为首先会产 生金属氯化物- 维普资讯 http://www.cqvip.com 《热力发电译丛》 5 其它应用 那种认为腐蚀现象仅局限于汽轮机的调 节系统或飞机的液压系统是不对的。磷酸薪 和伺眼调被广泛地应用在许多其它方面,而 且所用系统的压力很高,例如炼钢工业。遗 憾的是,许多这样的系统没有使用硅藻土处 理,因而产生了腐蚀问题 另外,在减压阀上也发现 了氢氧化铁沉 淀物和点蚀现象,这种阀与伺服阀的运行情 况相似,即有大量的油以高速流经一个非常 狭小的孔口。由于这些阀在这种条件下频繁 地长期动作,发生腐蚀的可能性会抿高,减 压阔的油匿降通常要比伺服阀的高一些。随 后当油返回油箱时,来自伺服阀的油一般流 到压力较低的传动装置去。例如,在 飞机液 压系统中 伺服阀的压力降可能会从2仆 Pa (21.0巴)降到1 4 Pa(14o巴),而流经减压 阀的油要承受一个相当大的压差。 199t卑 劳2斯 现介绍作者熟知的一个例子,.有两个不 同的工厂,在绪构相似的工业液压系统中, 使用了同一种磷酸酯,减压阀都受到腐蚀。 经检查发现,阀门的尺寸与系统不配套,而 且基本油温较高 (90~100℃)。结果,搁门 只用了几个星期就坏了。一个工厂匹配合适 的阀门解决了这个问题,即阀门在减压时可 开得更大。丽另一个工厂则通过将基本油温 降到50℃并引用硅藻土的过滤装置取得了成 功 。 4 电化学腐蚀的机理 电化学腐蚀的基本理论最初由Olsen提 出,后来由Beck和Olsen加以发展。他们认 为,由于油中的金属表面上形成了一个双电 层,诱发了激励腐蚀过程的电流。这个双电 层是由依靠库仑引力或吸附力保持在有效表 面上的稳定层和伸展到油中 (见图 1)的扩 散层 (带相反电荷)组成的。与金属表面成 k l 髓 1 流动电澎、墼电流和油巍电赢之阊的关系 乎行流动的油可使扩散层的任何自由电荷发 生移动 (这些电荷既可以是阳离子,也可以 是阴离手)。这就是所谓的流动电流Is。当 油加速流l旬孔口时,电流Is也随之增加 。为 了提供加速所需前额外电流,就要保证电荷 能 金属或者油牵 例补充。如果油的巷导 率低(或电阻率高),那么几乎所有的电流都 会从金属流出,这就是所谓的壁电 流 1w。 这个电梳可诱发腐蚀 (Fe—Fe” +2e)。 如果油具有高的电导率,它就可能供应 大部分 (即便不是全部 的话)所霈增加的电 荷。在这种情况下,壁电流就会低,点蚀就 一 §一 维普资讯 http://www.cqvip.com Ⅸ热l力爱电译丛* 1991年幕2期 可减少或泄腺。这种所增加的电流来源的改 变可以说明冲蚀和腐蚀现象发生在一定的电 导率范围内。Nelson和Waterman认为,这 一 范围为3×10 --5×10一mS/cm。因此 , 在油的电导率高 (>3×10 )时,增加的电 流主要来自油液,在3×10 和5×10 之间 时,来自金属I低于 5×10 时,由于离子 数减少,造成流动电流减小,必然使壁电流 也随之减,卜。 通常,壁电流值 (假 殳没有电流从油液 中流出)导出公式如下t lw=学 ( )。胆 式中 e一油的介电常数(F/m,法拉弟/米), 一 是存在于金属表面带电层与 双 电 层外的油液之间的 电位差(即所谓 的Zeta电位),单位为 V, Y一油的粘度,m /s) Q一流量,m。/s(假设为层流), z一离铡量边缘的距离,m 通常单位长度孔口的垂直于壁的总电流 In和间隙距g的近似关系表示如下 n = ( ) 。 g‘ \v/ 从这个公式可以看出,在下列情况下, 电流 (从而造成的损失)最大 1) 间隙距离或孔口小,印阀门几乎完 全关闭时 (因为g值为几微米) 2) 油速高,一家伺服阀制造厂估算, 采用 I$OVG~6型磷酸酯时,穿过测量边缘 的流速在7MPa(70巴)压力下可达到 120英 里/hl因为流速随着穿过孔口而产生的压降 而变化,因而壁电流也将按△P。/4而改变, 从而有助于解释Litlle所说的给摊油箱加压 的作用。他所举例中的压差!仅 变 化 了O.2 一 ;{一 MPa(2巴)(从8MPaw7.8MFa),但较小的 背压一的作用还是很显著。 3) 介电常数高。Denham指出,造成 可察觉的腐蚀损失的油, 当温度高迭l5O℃, 介电常数是 2—5×10I1 F/m。而可引起腐 螭帕相,其介电常数为12—15×10I1 F/m, 作为新油时。磷酸酯的介电常数值通常在 7 -- 8×10 ‘F/m范围内。 4) Zeta电位高。早期对未使用过的磷 酸酯的实验室研究表明,其Zeta电位值在25 ~ 150m~范围内。硅藻土过滤可以把这个值 降蓟0.5mV以下,并且把流动电流减小到原 来的I/100以下。 另外,这一情况还说明,由于溶液中存 在着紧紧吸附在金属表面上的某些离子和分 子,Zeta电位受到了明显的影响。即使是非 离子表面活性剂,也可能对Zeta电位产生很 大的影响,这说明它主要是一个表面现象, 不直接和整个油的电导率发生关系。 在Zeta电位较小时,离子浓度的增加也 可以使Zeta电位增高。例如,Beck指出,在 磷酸酯中增加O.2%的水,就可以使 Zeta电 位增高一倍。但是离子浓度的增加也能够使 Zeta电位降低 (因为双电层界面的电位或其 稳定部分的电位降低)。这说明,在界面上 牢固吸附阳离子 (即K 或NH;),甚至可改 变电荷或流动电流的符号 现巳证明,少量的 (30~l 000 mg/L) 化台物,如M[AXy]z或 RtSO M (式中M 是一个可溶性的阳离子,例如 K 或NH:, A是碑、硼或锑'X是一个卤素,最好是氟, 而R,是一个直链或环烃)对减小壁电流特别 有效,甚至在有大量氯存在时也是如此。 虽然最初的研究说明,流动电流和Zeta 电位都与油的速率无关。但后来对含防锈剂 油盼研嚣刘表明,对于这些油来说,这两个 维普资讯 http://www.cqvip.com 《热力发电译丛 1991年摹 2期 变量之问存在着某种关系。在最近生产的飞 机液压油中就有这些添加剂,但是它们 目前 还未在工业上应用 可能是因为硅藻土在控 制腐蚀方面非常成功,一而且它还吸附离子性 物质,估计可能会徐掉溶液中的添加剂。 硅藻土不大可能被防锈添加剂所代替, 因为它还有去除酸性降解产物的功效,而后 者能加速油质的进一步恶化。但是,最近几 年,人们担心会通过形成酸式磷酸盐而从这 种土中抽提钙和镁。就 目前所知,在工业中 常见盐类和其它离子污染物存在的条件下还 没有测量过Zeta电位。对极性添加剂 (倒如 防锈剂)的影响也不得而知。 台成油的精度项 (1/ Y )在上述公 式中,虽并不是无用的,但正如介电常数一 样,在运行中变化不可能很大。这就说明流 速、间隙距离的大小,也许还有Zeta电位, 在测定壁电流的任何改变时均是最重要的 因 素。 5 温度 的影响 ’ ’ l 温度通过加速磷酸酯的热分解和水解, 明显地影响着离子的形成速度。另外,在硪 小油液恭 度的同对,温度还会使电导率、介 电常数租离子iii5l度增大。虽然基本油温在液 压控制系统中可能相当低,但是在系统中发 现有过热点,而一个这种过热点就在伺服阉 内,这是由于油以高速通过一个狭窄孔口引 起的。据报道,当磷酸酯在约 1 4MPa(140 巴)压力下以130L/mln的流速通过伺服阀 时,基本油温升高迭20℃。油表面的温度预 计将升得更高。 温度对含氯烃的热稳定性的影响可用以 下的情 况予以说明。wo1fe和Cohen在实验 富的试验台上,在氯化芳香烃中加 入磷 酸 酯。未能观察到任何腐蚀速率的 增 加, 而 Litlle在用热稳定性和水解稳定性教差的含 氯脂肪烃作为污染物时,却观察到了腐蚀的 迅速增大|Beck也报道说,1,1一二氯乙烷 实际上是—种腐蚀促进剂,但在单纯的实验 室试验时 井漫有发现其对壁电流有什么影 响。氯根或氯离子的形成在腐蚀过程中看来 是一个很鸯要的步骤。温度越高,形成的可 能性就越大。 6 油的可变因素对 电导率/电阻率的影响 如上文所述,当油加速通过一个狭窄的 孔 口时,为了增加流动电流,需要补充的电 荷是来自金属还是油液,这可根据油的电导 率确定。影响油的电导率和电阻率的一些因 素有 ; (1,极性污染物,倒如氯离子、水或油 降解产物 (诸如酸式磷酸盐) (2)脏物或颗粒度,例如磨损的碎屑, 或者来自外部和内部热/氧化分解产生的碳 素物 。 (3)添加剂的类型。许多合成液压油中 的添加剂是极性物质,例如防锈剂、金羼钝 化剂,以及其它防腐掭加剂等。这些物属即 使用量很少,也可以对电阻率产生不利的影 响 。侧如加入 0.1% 的酸性抑制剂,就可以 使三劳基磷酸酯的电阻率从1.9x10”O·cm 降到0.55×10 Q·cm。 (4)油的温度。虽然系统中基本油温可 能是40~60℃,但是阀中的油温可能会高得 多。其电导率/电阻率随温度变化得报快。 对三芳基磷酸酯试验测定表明,其电阻宰可 从29℃下前l,2×10 降到 90 下的axlO。 1 维普资讯 http://www.cqvip.com 热力发-电肇丛 O·cm 压力和粘度预计不会对减少幅 度 的 降低起很大作用 。 使用硅藻土过滤器对电阻率产生有益的 影响前面已提到。这种过滤器不但能击除离 子性物质,也能除去脏物。航物造成阗门卡 死,但是它在腐蚀过程中的作用好象并不重 要。Nelson和Waterman认为,太精细构过 滤可引起腐蚀速率的增加,这是由于油的剪 切使电位提高了。但是,在工业应用中,避 过硅藻土的流速都较低, 令这类问题还未 见有报道。 ! 汽轮机制造厂通常采用的油的电阻率为 5×10。O·cIn。这一数值举今仍常教确定为 新{由的指标(不考虑温度)。尽管阀表面的电 阻率很低,但由手硅藻土过滤器得到了适当 的保养,不出问题就不会产生腐 蚀 事 实 上,取自某些系绕的油的电阻率较低(~1O。 O·cm),却仍然没有产生腐蚀。但是,电阻 率低的油可能会困其它原因而不受欢迎,例 如腐蚀趋势或者热稳定性不好。这种处理问 题的方式不利于在航空或工业上的应用 7|lq,qP.~毒言构的影响 影响腐蚀产生的因素中,也必须考虑到 阀n韵结构稚制造时新用的材料 如上文所 述,孔 口的大小是决定壁电流大小的一个重 要 的因素。目前使用的各种滑阀的结构其范 围通常包括正重选 (凸房宽度大 于 窗 口长 度),零重选以及负重选型结构。后一种形 式更受欢迎,因为它更灵敏 当负重选量增 大时,流过窗口的油量 (泄油量)也同时增 加。虽然增大孔 口可以抵消通过测量边缘的 油量增大的影响,但负重迭型的阗被认为是 腐蚀最厉害的 NElson和Waterman指出 , 使用压力逐级l降低的多级阀门可减轻腐蚀。 一 l§一 l9"91年 第2期 Nelson和 _waterman还注意到使用不 同钢榜所带来的影响 他们报道说在腐蚀试 验中,.低铬锕SAE52100和氮化台金钢 135 比抗腐蚀型的高铬44oCRES钢安好。但是, 这两种型号的钢看来都已广泛地应用于现代 阀门的设计上。 。 Den'ham建议,用一种耐用的非导体对 阀门的表面涂层,而且采用 薄硅石涂层的工 作正在进行 作者所在公司1979年进行了一项试验工 作,其结果表明,在生产中用磷酸盐处理过 的减压阀的表面与未处理的表面比较,腐蚀 的可能性增加了。但没有足够数量的阀来证 实这一点。可是,用表面处理的方法来谓整 Zet 电位,看来似乎是可行的 Ki rkbride提出了一个可选择的方法, 它是把阀门的进口通道加长,以减小油流的 速度变化,并把尖利的测量边缘磨圆。他声 称,采用这些方法处理,阀门只在初期使用 过程中出现短暂的腐蚀,以后就稳定了。 8 减小腐蚀的各种方法 阀门裔蚀被称为一种 “链锁反应 ,在 一 处或多处断开这个链可 以减轻或者消除腐 蚀 下面列出了各种可行的方法 但是。应 当承认,从经济费用或结构上来看,有些是 不实用的。 系 统 结 扮 油的类型,保养 哺小澎逮或通过阀门的压降I利用硅藻土处理,便油捍持较 I 低酸度和含 亦量.较高的电礓 童 把对 的热应力减至最小 兔古卤素溶剂∞污染 维普资讯 http://www.cqvip.com l热力毫电肇丛》 1H1丰●2^ 使用耐腐蚀的钢 加人 暴加剂 .降低Ze£丑电位. I特别 是对没有采用硅藻土处理 !的系 统 使用零重选或正重选型的伺便胃耐热、氧和赤稳定毪强的 服阀结构,即凸肩的宽度 油 等于或大于窗口的直径 0 犀可能地防止系统进球并使f 油箱中油面上略保持真空 j 9 下一步的工作 从现在掌握的资料显然可以看出,阀门 的腐蚀受到各种因素的影响。尽管对这一问 题已有一些解决办法,但对有些可变因素的 单独影响,例如辅粗水的含量,则还不完全 清楚 。 由于液压系统有可能趋于采用更高的运 行压力和温度,而且新使用伺服阎的地方未 采用硅藻土处理,因此腐蚀问题会再度发生。 目前正在评价}气轮机系统采用新的固体吸附 剂问题,但它们未必能象硅藻土那样有效地 除去油中各种离子并提高电阻率。 为进一步地研究这些方面的某些问题, 在英国国家发电公司的资助下,建立了一台 试验装置。这一装置是以现代化火电站锅炉 尚压液压控制系统的设计参数为基础的。 10 试验装置的详细情况 试验装置 (图 2略 见图 3)是由两个 单独的油回路组成。其主要系统包括 (1)1个140升的不锈钢油箱、装有lkW 加热器、液位开关和恒温器, (2)一台出口压办为27。5MPa(275巴) 和送油量为sL/mJn的齿轮泵I (3)一个通常用在英国大型发电厂的在 线电阻池 (图 l略)J (4)一台压力一定的3 m的过滤器和膜 图 3 试驻装置示意圈 一 l7一 维普资讯 http://www.cqvip.com 鼍燕力鼻【|电母丛》 l99l丰 摹2期 式蓄袖器, (5)试验组合件和凸轮传动机构 (翻 5 略), (6)位于匾油管路上的一个冷却器。 不用完整的伺服阀进行试验,而是用一 个单独的滑阀和套筒(图 6略),投资与效益 比似乎会更好一些。两个这样的组件被放在 各个单独的试验装置上,钻有孔洞 以便让油 液能进出阀门。滑闻通过一个安装在小变速 马达上的偏心轮传动机构在套摘 里来 回移 动。如有必要,一个装置可以关闭,即可在 缺 少一个滑阀和套简的情况下运行。 凸轮的转动通过可调节的连扦传递绐滑 阀。滑阀的冲程量由凸轮的偏心率来控制。 滑阀在安装在试验装置后面的弹簧作用下回 到它原来的位置。 为了测定阀门的漏油量,必须能够把阀 门准确地,可重复地设置在零位或漏油量最 小的位置。这是通过手工调节定位装置来实 现的。并且调节到空阀的漏油量最低为止, 然后固定连扦的位置。传动机构可以很容易 被逼回一定的距离(0.5ram),这样可使滑阀 自由地正常运行。相反的过程能够使滑阀迅 速井准确地回到零位置。 测定闻在零位置泄漏的方法。是在取样 点收集油样,并在达到稳定流速以后测定油 的流量 (如一分钟流过的油量)。 若要防止滑阀在使用中转动,可使用一 个滑阀能在几种情况下使用:例如把滑阀转 动45。,使得测量边掾 的不同部位暴露 于 腐 蚀环境中,腐蚀发生在紧靠阀门 的 出 口部 位。 试验台的第二个圆路是一个旁路过滤系 统。它用于油的现场处理,即使油通过一个 固体吸附剂过滤器,除去离子性物质、脏物 等 。紧接在这个固体吸附剂过滤器出口的是 一 l8一 一 个细颗粒过滤器(规格为0.5pro)。油用一 个小活塞泵进行循环,其流量每小时9升, 压力0.2MPa(2巴)。当使用硅藻土作固体吸 附剂时,硅藻土和油的重量比 (根据试验中 所用油量)大约为3—4%。虽然这个比侧和 许多汽机或锅炉控制系统比较,显得是有点 高了。但这是由硅藻土过滤器筒的尺寸决定 的。 在油处理单元的每一边,都安装有专门 的取样阀,以便快速检查过滤器的有效性 。 11 试验步骤 在清洗完可清洗的部件并装配好以后, 应该用试验用油冲洗系统。根据早先试验的 污染程度,有时可能需要冲洗数次,以使试 验油中氯的含量减小到5mgtL以下。通常, 这个过程是在装配滑闻和套筒组件之前,并 在没有使用吸附剂处理的情况下进行的。但 是,如果氯/氯化物在最后一次试验中含量 很大的话,可使用硅藻土予以清除。另外, 在清洗过程中,也可以使用旧阀的部件。 冲洗完成后,给系统加入大约90升试验 油井向油压稳定器中拄入高压氮气 使油循 环大约 1小时,以达到试验温度。然后,关 停主泵并装上新阀一,使其准确地设定在零位 置。重新起动系统,并检查漏泄量。在殖后 的试验期间,要定期检查油的电阻率和漏泄 量,倒如每24小时检查一次。同时还要定期 取样,以便更详细的分析。 当阀循环运转时,虽不大可能发生卡涩 现象,但仍可通过相隔 3O,6O和120秒后泄 诵量的一系列读数来检查 试验的实际持续 时间将取决于腐蚀发生的速度。滑阎和套简 装置的生产厂家指出,当压力为2l MIDa(2l0 巴)时,新阀零位漏油量应小于60cm /min 维普资讯 http://www.cqvip.com 《热力寰l屯译丛* 19,1丰摹2期 (ccs/min),对正在运行的阈,根 据 情 况 而定,但最大不得超过这个数值的四倍。 囊 l 伺曩一曩件的囊I技术蠢■ l 娄 型 l负重迭 负重遗量 0.006仰 材 料 $82锕 (1一1.如 铬 硬 度 ’ 氏硬度 c a 0 一 日i 压陷深度 l套筒上为’lmm.蒲阀上为0.15~ l 1 0 . 2m m 阃隙(滑栩和套倚之阃) o.0925—0.0051mm 12 初步试验结果 初狄系列试验中所采用的条件列于表2。 在测定这些值时,油尚未经调节系统进行循 环 。 所选择的油都是三芳基磷酸酯,其 中包 括两个基于焦酸二甲酚的油A和B,两 个 基 于合成的异丙基酚酯(Isopr0p,la1edphen0— s)的油C和D,以及一个油样E,后者是加 ! 目 目 ● ■ ■ 曾 ■ ■ 曩 毒 却摩蕾■条件 f 20.6MPI c2吣E) 基本油温 4O℃ 神暑长度 i 0·15ram 冲程顿率 l 60周 Lin 入了一氯二苯基单磷酸酯 (合成三芳基磷酸 酯的中闻产物)的油C,使其氯含量略高于 所推荐的最大值。油 A—C是电阻率高的油 (这些油是开发来专用于汽轮机控制系统 的)。油 D则是一种在非伺服系统,例如炼 锕工业上应用的油。 对油A和B进行了3 000个小时试验。目 的在于检查长期运行时腐蚀情 况。但是,在 刚开始的几百小时内,起先是腐蚀速度逐渐 增加, 后才稳定,此后再也没有进一步变 化。因而以后的实验也就提早终止了。油的 漏泄量和电阻率随时问的变化曲线示于图 7 和 8。每次试验开始和结束时油的一些物理 参量列于表 3。 谜睦持壤时间- 函 7 泄漏量和体积电阻率随时何的变化 从这些图中可以看出,油 A—C在试验 的最初阶段的泄漏量变化较小 (可能是由于 测量边缘轻度磨损或腐蚀的原因),井与稳 定后的泄漏量相近。用油 D和E做试验时。 泄漏量增加得报快,而且在后一种情况下。 达到了很高的稳定泄漏量。这进一步证实了 一 I卜 B q岳 甘辱 窖蕾p。_ 维普资讯 http://www.cqvip.com 囊 s ‘稿.蠹每个试●卉始和站柬时的一譬■曩性质- 油 A 油 B 油 C 油 D 油 E 性 质 —— _ 、 开始 锫柬 开始 拮卑 开始 毒占寨 开始 鲒束 开始 结束 _ 粘虚40"0 (cst) l蛆.5 l2.3 “ .‘ “.3 l8.4 ‘3 3 ‘3.2 柏 3 ‘ ‘2.6 _ 中翰值 (mlKOHII) B主e B.26 0.01 0.22 0 07 0.16 0.06 一 0.05 一 ‘- 赤含量 ‘牟) 0.05 一 0.05 一 0.04 — 0.03 一 0 05 一 氯含量 (mzlL) l0 l0 l0 l0 l0 i0 蚰 一 65 65 起泡馕向,稳定牲 【mL O,n B,n 讪,口 铋,q ∞,o 蛎,0 m/Q 一 2QtQ ~ 空气释放值 (mjn) < 1 < l < 1 < 1 0.3 ‘.1 一 一 ‘.5 一 体机电阻率 口·~m2B'C时 0.89 0.12 0.18 0.15 O.暑1 o.26 口.Il 0.髓 0.“ 0.6i lBl 0 XlOI1 ×曲 l。 X 1O1日 x 1日l x1B1 x lB xlB L 0 xlai 0 x iqi 0 体积电阻率 n·c血‘0℃时 0.2T 0.16 0.T6 0 l5 0.38 O."It l 0.25 0 25 0.10 0.i9 ×i1l 0 ×i0i 0 ×IOl。 ×101 0 ×i01 0 ×10● :×100 xto xlol o ×lOj O _I 言 ● 蛊 鼻 捌 * 遗t持壤时闫,b 圉8 泄漏t和体积电阻率随时间的变化 氯能够对腐蚀性产生不利的影响。最初泄祸 量的不同可能是 由阀门之间负重迭量微小差 异造成的。 从对油A和B的电阻率的变化观察发现, 电阻率在试验初期阶段有所增加,随后就稳 定地下降了。但油c的电阻率在整个实验 中 都在下降,而油D和E则没有明显的变 化 。 注意劐这种情况是十分重要的,即后两种油 的泄漏蛰好象和电阻率无关I而油E在大部 一 2O一 分试验时间内尽管有腐蚀特性,但其电阻率 都高于汽轮机制造厂所推荐的最小值 (无论 对薪油还是用过的油)。这就可再次说昵, 在这一实验范围内,油的电阻率/电导率对 油的腐蚀性不是一个必要的可靠性指标。 在试验结束时,对滑阀的检查表明,油 A—D造成有擦纹。仅油 E在测量边缘上造 成有明显的点蚀痕迹 鲁p.口.蔷 一1I擎翟譬po’ 维普资讯 http://www.cqvip.com 《热力发电译丛 1991年摹2期 15 结论 伺服阀 (或减压阀)和磷酸酯液压油的 配台使用,是否可引起滑阀的点蚀和电化学 腐蚀取决于许多因素。这些因素包括结构方 面的,如阀的压降或通过孔 口时油的流速和 孔 口的大小等。油的Zeta电位也起着重要, 但至今还不能定量的作用,它看来会因少量 褥加剂或污染物的存在而受到很大的影响。 油的电导率/电阻率有可能对油在加速通过 孔口时需要的附助流动电流源产生影响,但 不象先前被认为的那样是一个关 键 性 的 因 素。 令人遗憾的是,系统操作条件、油电阻 率和水、氯的存在之问有什么关系,目前仍 燕不旃趟 :为 l斌目 ≠ 样一些问题,现 建造了一台试骚襞置。初步试验对腐蚀佳和 无腐蚀性的油散了令人满意的区分,并说明 在有较少量氯存在时油是腐蚀性的,即使这 种油的电阻率对汽轮机控制系统来说仍是可 以接受的。 参 考 资 料 (略) 李瑞霖译自 ((Lubticati0n Engin— eering~l988年第 9期 米浩林校 (上按第 9页) (2)如要求氟减少到5mg/L,塑料填料 喷淋滤器是经济上最合算的办法。如果要求 水中氨为lmg/L,硝化方i去的瞬;l力将会降 低J (3)二级石灰一苏打处理系统能将菲尼 克斯城二级污水处理到满足浓缩l5倍的水质 要求 ’ (4)从化学处理系统来的水需经过双滤 料过滤,将悬浮物和总磷酸盐浓度降低到可 接受的水平- (5)再生水相当稳定,在延长贮存周期 的臂况下,术质a 明显变坏- (6)再生水在循环冷却水系统浓缩l5倍 的情况下是非结垢型的。 佟淑媛译自AICHE Water Reuse Conference Chicago, Illinois, Ma,4—8 1975 刘 明校 呻 I一 维普资讯 http://www.cqvip.com
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分类:生产制造
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