液压伺服系统静电问题分析

　　液体静电是静电现象中较为常见一种，在许多领域出现过，但在液压控制系统中出现明显静电火花现象还较为少见，尤其是现在液压系统设计中考虑到了油箱及管路接地的情况中。本文针对天铁集团天铁热轧板有限公司（简称天铁）1 750 mm 热轧机液压伺服系统静电火花放电现象进行分析和提出解决的办法。

　　1 现象描述和原因分析

　　1.1 现象描述

　　“天铁”1 750 mm 热轧机组在调试阶段，就出现精轧伺服液压站和卷取伺服液压站油箱和循环过滤器出现火花放电现象，能清晰地听到啪啪放电声音，并在油箱内能看到火花放电现象，一段时间后滤芯内壁上出现液压油碳化，呈黑色斑状物，以卷取伺服站最为严重。该问题在液压系统中较为少见，油箱的火花放电现象可能会引发火灾，存在重大安全隐患，必须预防解决。

　　液压站简图如图 1 所示。主要放电区域为油箱内回油管和油箱内壁之间、循环过滤器内壁及外壁与外筒之间放电。

　　1.2 原因分析

　　“天铁”1 750 mm 机组液压伺服系统工作压力为 30 MPa,每站 8 台液压泵，7 台用 1 备，泵型号为A4VSO180，Rexroth，240 L/min, 属于高压大流量系统；所用液压油为抗磨液压油 ISO VG46 ，BP；系统主要控制阀为D661-4651、D661-4636、J079B144伺服 阀 ，美 国 MOOG 公 司 产 品 。 所 有 液 压 管路 为 不 锈钢管，液压站循环过滤器为双筒过滤器DU.2050.3VG.10.B.P. - .FS.B，INTERNORMAL，过滤精度 3 μm。

　　（1）系统产生静电原因分析

　　1）本系统为高压大流量系统，根据静电理论：液体在管道内流动时，液体与管壁相互摩擦可以产生静电。其主要原因是由于固体和液体接触的表面存在着偶电层。由于液体的电离性或其所含杂质的电离性，液体中或多或少含有正、负两种离子，又由于接触面的电化学反应，一种离子被吸附在固体表面上，另一种离子靠异性电荷的吸引力而聚积在被吸附离子的附近，从微观结构上看，在固一液接触面处就形成了“偶电层”。如果偶电层不被分离开来，则在总体上是呈中性的。但如果由于液体的流动、搅拌、喷射、灌注、飞溅、冲刷、过滤、喷雾、剧烈晃动等摩擦使偶电层发生了分离，则将引起静电现象。由于液压油是不良导体，该方式产生的带电一部通过系统管路和油箱释放，一部份仍存在油液中形成扩散电荷层。

　　2）D661-4651、D661-4636、J079B144伺服阀先导级为射流管式或喷嘴挡板式，射流管孔径为0.6 mm、喷嘴孔径为：0.4 mm，当 30 MPa 的液压油长时间通过时，根据喷射起电理论：固体、粉体、液体和气体类物质从小截面喷嘴高速喷射时，由于微粒与喷嘴和空气发生迅速摩擦而使喷嘴和喷射物分别带电，液体类物质与固体类物质接触时，在接触界面形成整体为电中性的偶电层。当此两相物质作相对运动时，由于偶电层被分离，电中性受到破坏而出现带电。该方式产生的带电一部通过系统管路和阀及阀台释放，一部份仍存在油液中形成扩散电荷层。