水乙二醇是由乙二醇、丙二醇或其聚合物溶于水而形成的一种含水35%-55%的透明真溶液,其中还加入相应的增粘、抗磨、防锈、消泡等添加剂。它具有良好的抗燃性,低温流动性和稳定性,是一种理想的抗燃液压介质,在冶金、矿山和铸锻等要求防火的液压系统中得到了广泛应用,在很多国家已经成为难燃液压液的主流。
水乙二醇的特性
(1)水乙二醇的粘度随温度的升高而降低,如N46水乙二醇在2O℃运动粘度为80mmVs;40℃时运动粘度为43mm2/s;50℃时运动粘度为31 mm2/s,粘度指数不小于140。粘度对水的变化较敏感,与水的含量成反比,而与矿物油的浓度成正比。通常因不慎会混入矿物油,但含量极限不得超过3%,因为水乙二醇与矿物油混合极易形成油泥,轻则会发生堵塞过滤器,压力阀失灵,重则会造成液压阀严重磨损,整个系统失去应有功能。用水乙二醇做介质的系统,均采用水乙二醇做试验和冲洗管路,严格控制矿物油的混入。
(2)防腐性:水乙二醇呈强碱性,一般其PH值在9一l1之间,使用水乙二醇的密封件不能使用聚氨酯材料(水乙二醇会使其软化变形,破坏密封性)。目前使用较好的密封材料是氟橡胶,其次是丁晴橡胶。金属材料如锌、镉、铅和未经阳极处理的铝等均能与水乙二醇发生化学反应,产生污染物。有机玻璃制成的液位计,滤油器、液位计、空气滤清器等附件要选特制的产品,
(3)挥发性:水乙二醇在敞开的环境中会慢慢的挥发,它的水溶液会蒸发,也可吸收空气中的水分或其他气体成分,导致其性质改变。合格的水乙二醇含有气相防腐剂,可保护封闭油箱内介质上方的金属不被氧化。使用水乙二醇的油箱不能敞开过久,应密闭处理,以保气相防腐剂不被挥发,这一特点与普通的液压系统不同。在维修过程中,外表留下的残液要擦干净,否则会引起腐蚀。因此,使用水乙二醇的液压系统采用不锈钢板焊成的油箱。
(4)润滑性:它与矿物油相比,对运动摩擦的润滑性能稍差,不能在金属表面产生牢固的极压润滑膜,这一点对流体动力润滑影响较小,但对重载的滚动轴承影响较大。通常,滚动轴承支撑的叶片泵仍可按额定参数使用。滚动轴承的齿轮泵和轴向柱塞泵,一般只能按50%的额定压力工作。阀配流的三柱塞泵,因无重载滚动轴承,即使使用水乙二醇液压液,仍能输出45 MPa的工作压力。
2 应用注意事项
(1)液压泵:PVX系列变量柱塞泵是美国哈特曼公司技术与经验的结晶。该产品系列分成5种结构尺寸,排量范围从10cc-190cc/rev., 额定压力241-345bar,油液黏度范围0.8cSt~1071cSt,转速:3200rpm,可选多种轴及控制方式(恒压,远程恒压,负载敏感,恒功率控制,高,低压(2级压力)控制,电控式恒压或负载敏感控制)。适用介质包括汽油,海底用液压油,高水基液,阻燃液压油,磷酸脂,水乙二醇,多元醇脂,乳化液,航空煤油和合成混合液。它的主要特点是:
※ 采用青铜材料的转子,滑靴,抗污染能力强,且能够在相对较低的润滑条件下工作。
※ 采用硬面配油盘,垂直腰形孔的耐磨耗设计,泵的转速/性能特性不随工作时间,零件磨损和介质特性而改变。
※ 各柱塞有独立的支撑弹簧,为转子提供轴向与周向良好的动态平衡。
※ 专利设计的斜盘,采用嵌入式耳轴设计,大面积斜盘轴承,轴向各零件装配后呈压缩状态。斜盘摆动响应快,使用寿命长。
※ 对于低润滑液应用采用轴承隔离设计,并有防气穴的安全阀,确保轴承的可靠工作。
※ 对于低润滑液或腐蚀性介质的应用采用WS2特殊镀层,及特殊的密封材料。
※ 模块式控制阀,多种控制方式,包括适用于低温条件启动的软启动控制方式,有效保护泵的正常工作,延长泵的使用寿命。
水乙二醇的液压饱和气压较低,易产生气蚀;为防止气蚀,通常措施有:
a.力口大吸油管径,一般比相同流量矿物油的管径大10%一15%。
b.改变泵的安装位置,如果油箱不大,建议油箱上置;如果油箱很大时,可将泵放置在油箱的旁边。
(2)过滤器:水乙二醇对过滤器无特殊要求。但镀锌零件应该磷化处理。在液压泵的吸油口、出油口以及系统回油管中,均可安装过滤器。其精密度与矿物油相当,甚至可用精度达到31xm的精密过滤器,通常过滤器的容量应是泵的3~5倍,比使用矿物油的容量稍大些。
(3)油箱:油箱的体积与使用矿物油时相当,由于水乙二醇的消泡性能较差,要求油箱的体积至少取泵每分钟输液量的3~5倍,地面系统大于l0倍为宜。油箱材料一般用普通碳素钢材料即可,但缺点是密封性能不好,国外通常是用环氧树脂做内壁涂料也可用1Crl8或Crl3不锈钢材料做油箱,虽然解决了气相防腐问题,但成本较高。油箱的密封性能要好,一般做成圆形为佳,装液时油箱要留有足够的空间,以便适应工作时油缸等元件引起箱内介质量的变化。油温:水乙二醇的使用界限温度是一20℃~+80%,温度范围为+40℃一+50℃,对使用温度的控制要求较高,通常要加大冷却装置的功率;外界温度很低时,如一5℃一10℃时,可以加热,但要严格控制加热密度,一般应大于0.7 W/cm ,表面温度不能超过60℃。
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