液压支架用防冻液失效原因及危害分析

液压支架用防冻液失效原因及危害分析摘要：液压支架作为煤矿智能化建设必备设备，对煤矿生产起决定作用#为保证液压支架在运输和储存过程中得到良好保护，本文根据液压支架用防冻液的技术指标，结合应用中可能存在的问题，探讨液压支架用防冻液的作用、失效原因及危害随着科技进步，煤矿智能化已成为煤炭行业发展的新趋势，为行业带来前所未有的变革。综采工作面智能化，关键是综采三机一架的相互协同。液压支架作为煤矿智能化开采的关键设备，在煤矿开采中起重要的支撑作用，主要是支护综采工作面顶板、避免煤壁发生片帮、保护生产设备和作业人员。煤矿综采工作面采高越来越大，对液压支架提出更高要求，例如在榆神矿区金鸡滩煤矿8.2m上湾煤矿8.8m超大采高工作面就呈现出强矿压显现状态。针对曹家滩煤矿10m超大采高开采，我国又研制出世界首套10m超大采高综采成套开采装备。液压支架传动介质(乳化油或浓缩液的稀释液)作为液压支架的“血液”,在液压支架立柱、千斤顶以及管路中都存在比例为3%～5%的液压支架传动介质，也就是说95%的介质仍为水，如果在寒冷天气下进行运输和检修时不采取措施，势必造成液压支架冻裂损坏，为避免此种情况发生，通常使用液压支架用防冻液置换传动介质进行防冻。在应用中，防冻液可能会失效，不仅影响液压支架性能，还可能引发安全生产事故。因此，分析液压支架用防冻液失效原因及危害具液压支架用防冻液是保证液压支架液压系统在低温环境下保持良好状态而设计开发，用于液压支架、外注式单体液压支柱等液压设备在严寒季节地面储存、升井检修及出厂运输等情况下防止冻结的液压液体，是液压系统中传递动力和信号的工作介质，对液压支架起到润滑、防锈、防腐和压力支撑作用。液压支架用防冻液液压支架用防冻液主要有乙二醇型防冻液、丙三醇型防冻液和复合型防冻液，从使用性能和经济角度综合分析，市场上以乙二醇型防冻液为主。目前，液压支架用防冻液执行标准是煤炭行业标准M/T1192-2020《液压支架用防冻液》I²1,该标准于2021年1月实施，在此标准发布前，防冻液各项技术要求一直参照煤炭行业标准MT76相关指标的测试方法。从安标国家矿用产品安全标志中心有限公司网站查询，目前75家防冻液生产厂家按照标准申办了安标，共计申办安标220个。MT/T1192标准规定按照凝点划分防冻液产品可55、60,各等级型号产品的性能除凝点不同外，其他指标的技术要求完全相同。MT/T1192标准规定液压支架用防冻液技术要求见表1。表1液压支架用防冻液技术要求检验项目3开口闪点，℃≥110或无运动黏度(40℃),m²/s低温稳定性，-21~-16C,8防锈性10~35C,24h防腐蚀性密封材料相容性，(70±2)℃,消泡性能10~35C,液压支架制造商在生产液压支架时开使用液压支架传动介质进行打压试验合格后方可出厂曲液压支架在综采工作面使用期间使用液压支架传动介质作为支撑通常情况下液压支架在服务1～2个工作面后需要升井大修开以增加液压支架服务年限用待服役结束需要升井检修用如遇严寒天气液压支架中传动介质容易凝固为确保在低温环境中液压系统内的液体不会冻结用需要使用防冻液将液压支架中的传动介质替换使液压支架能够正常工作开避免因液体凝固导致缸体破裂、元件损坏³寒冷环境下开煤炭企业安装新的工作面前需要在地面对液压支架联调联试用试验时必须使用液压支架用防冻液作为传动介质在液压支架试验中防冻液具有良好的流动性能确保液体在液压系统管道、阀组和液压缸等部件中顺畅流动准确模拟液压支架在工作中的液压传动过程川在液压支架试验中需要通过液体介质传递压力使液压支架的各个执行部件按照设计要求动作开防冻液能将压力从泵源传递到液压缸等执行元件开保证试验过程中液压支架动作的及时性和准确性就像在实际工况中一样实现对顶板的支撑和液压支架的金属部件较多川包括缸体、立柱、千斤顶、活塞杆用防冻液中有专门的防腐蚀添加剂像苯并三氮唑、磷酸酯等化合物这些添加剂会在金属表面形成一层保护膜防止金属与周围介质发生化学反应抑制金属腐蚀开延长液压支架的使用寿命用液压支架的部分部件在接触水分或一些腐蚀性物质后容易出现锈迹防冻液中的防锈剂能够阻止氧气和水与金属接触避免铁锈生成用液压支架在工作中各个活动部件需要良好润滑防冻液中含有抗磨剂用如二烷基二硫代磷酸锌能够在部件表面形成润滑膜开减少摩擦和磨损降低液压支架在工作时产生的能量损耗开也能减少因摩擦产生的热量提高液压支架的工作效率开延长部件使用寿命用同时开防冻液与各种橡胶具有良好的相容性保证胶管和密封件不会溶胀、破损4]液压支架在使用中以液压支架传动介质为载体选用防冻液时尽量选择与传动介质同一厂家同一品牌的产品如果选用不同厂家的防冻液应在加注前进行混溶试验合格后方可使用选用防冻液型号时开应尽量选择比当地最低气温低10℃的产品2液压支架用防冻液失效原因分析2.1防冻液质量问题检查检验仪器未定期校准、维护导致检验设备性能和精度无法满足试验需要检验使用的药剂耗材已经过期失效开未能反映防冻液检测数据产品不合格检测人员都会导致防冻液在现场使用中失效51在防冻液生产过程中生产工艺至关重要要严格按照液压支架用防冻液的生产制度和生产流程生产用在生产过程中更换原材料供应商未进行配方验证、生产时未充分搅拌或混合不充分、配方比例控制失调、生产过程中反应釜未达到生产温度、未按照要求的时间沉降、过滤不完全等都会造成防冻液无法发挥性能用防冻液具有一定使用寿命尽量在保质期内使用由于防冻液中的防冻剂主要为乙二醇、丙三醇等醇类物质液压支架用防冻液长期在高温环境下放置会造成防冻剂氧化形成酸类物质另外开随着时间推移其中的有效成分逐渐分解、挥发或被氧化降低防冻、防如果防冻液加注不当会造成防冻液失效开主要有以下方面：在防冻液加注中未进行防护开导致灰尘、油污、金属颗粒等混入破坏防冻液化学成分未使用新的防冻液对液压支架液压系统进行清洗直接加注防冻液防冻液加注过程中未将液压支架立柱和千斤顶推升或伸展到最大程度防冻液加注过程中未将支架中传动介质清理彻底在使用不同厂家的传动介质和防冻液后引发化学反应混用不同品牌防冻液开两种防冻液发生反应在液压支架装配过程中会在缸体或者密封件处使用一些润滑脂或装配膏开致使防冻液产生乳化反应用不管是化学反应还是乳化反应都会造成防冻液冬季开原则上在选用防冻液时应选用比当地气温更低凝点的产品开如果选择高凝点产品开会导致防冻液不能发挥作用#另外开液压支架用防冻液是直接注入原液使用部分煤炭企业为了节省成本在防冻液中加水或者使用清洗支架的防冻液开导致防冻液降凝成分浓度降低凝点升高3液压支架用防冻液失效危害分析3.1液压支架设备损坏防冻液失效后在低温环境下开支架立柱、千斤顶等缸体内部液体水分会冻结随着气温降低开冻结范围扩大待支架缸体周围发生冻结后开冰体积膨胀对缸体产生压力#另外在寒冷环境下支架缸体受热胀冷缩影响开缸体内部分子间斥力变大多重力作用下支架3.1.2支架出现锈蚀腐蚀风险液压支架立柱和千斤顶常用金属材料有27SiMn、冻液本身具有缓蚀性能防冻液失效后防冻液中的防腐剂、防锈剂及其他缓蚀剂可能失去作用造成支架缸体、阀件等表面金属材料与介质发生化学或电化学反应开长此以往会造成支架严重锈蚀降低设备强度用3.1.3支架胶管或密封件损坏风险防冻液失效后开液压支架的成千上万胶管和密封件长期在防冻液中浸泡开造成胶管或密封件老化和溶胀出油缸升降推拉会直接撕裂密封件造成内部液体泄漏液压系统压力不足同时泄漏的失效防冻液会对环境造成污染用3.2易造成安全生产事故缸体突然冻裂或者立柱中活塞受损开会使立柱中支撑液体瞬时泄漏造成支架失压立柱自降开对作业人员造成人身伤害用液压支架立柱额定工作压力约为31.5MPa因防冻液造成胶管连接处管头松动在高压情况下如胶管脱落管内高压液体会击穿人体防冻液失效可能导致机械部件失效开影响液压支架整体稳定性给矿井生产带来安全隐患6用3.3影响煤矿生产在防冻液失效后开如未及时发现直接将带病支架下井使用可能由于安全阀无法归位支架支撑力不足造成顶板压架在支架推移过程中极易造成漏顶前护梁板无法伸到煤壁可能引发煤壁片帮如出现大面积爆管窜漏液会造成供液压力不足无法及时推移支架用上述问题都需要停机处理开严重影响生产进度给企业带来经济损失3.4增加设备维修成本防冻液失效造成缸体冻裂、密封件和胶管损坏、阀件损坏等问题需要维修或者更换开不仅增加设备配件投入还增加人员成本支出用4结语液压支架用防冻液失效由多种原因引起包括质量问题、加工工艺、使用工艺、产品选型用防冻液失效后会给液压支架带来严重危害如设备损坏、安全事故、影响生产、增加成本用为了避免液压支架用防冻液失效给企业带来危害田煤炭生产企业应选用高品质产品并严格按照使用说明和加注工艺操作尤其是冬季加入防冻液前开一定要排空液压系统中的残液要按照要求选型并参考MT/T1192-2020标准储存防冻液同时开对支架中的防冻液定期抽检确保性能始终处于良好状态用近年来随着环保意识提高开液压支架用防冻液在环保性能方面的要求越来