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[关键词]液压系统O形密封圈 失效 处理
中图分类号:TH136 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)10-0007-01
0 引言
密封是保证液压系统正常工作最基本也是最重要的装置。在液压、气动系统中大部分泄漏是由于密封失效造成的。目前常用的密封件以其断面形状命名, 有O 形、Y 形、Yx 形、V 形以及组合式密封等。O 形密封圈的横截面为圆形,可作为油、水、气体等各种流体的密封使用,有静密封和动密封2 类。O 形密封和密封装置的性能和可靠性是衡量系统设计与制造质量的重要指标。如果密封不当,会引起元件和系统的内、外泄漏,不仅会使系统的容积效率降低,严重时会建立不起压力而使系统无法工作;外泄漏还会弄脏设备,污染环境。因此,正确使用O 形密封圈对保证液压系统正常工作十分重要。
1 O形密封圈的工作机理
O形密封圈是流体动力系统中使用最多的密封形式。由于O 形密封圈具有结构简单、密封性能良好、摩擦力小、沟槽尺寸小、易制造等优点,广泛应用于液压与气动元件中。
O形密封圈的工作机理:把O 形密封圈装在密封沟槽中,通过油(或气)的压力使其发生变形,向沟槽一侧挤压,封住被密封的接触面,使液流(或气流)不得通过,如图1所示。这种密封在流体动力系统中密封效果良好,但是,如果O 形密封圈的设计和使用不当,也容易造成密封性能的失效。
2 液压系统对密封圈材料的要求
(1)在液压油中有较好的稳定性,即体积变化小,膨胀、收缩率小,不易溶解、不会引起硬度的变化;当温度在使用范围内变化时,弹性和硬度变化要小;
(2)具有良好的密封性和适宜的弹性,在液压油中压缩复原性大,永久变形小;
(3)耐磨性好,摩擦系数小,运动灵活,工作寿命长;
(4)结构简单,加工、使用、维修方便。
3 O形密封圈正确的安装方法
(1)安装过程中不允许出现O 形密封圈被划伤和位置安装不正,以及O 形密封圈被扭曲等情况;
(2)装配前,密封沟槽、密封耦合面必须严格清洗,并对O 形密封圈装配中的触及面涂剂;
(3)为了防止O 形密封圈在安装时被尖角和螺纹等锐边切伤或划伤,应在安装的轴端和孔端留有15°~30°的引入角;当O 形密封圈需通过外螺纹时,应使用专业的薄壁金属外套,套住外螺纹;
(4)要防止漏装和使用报废的O 形密封圈。
4 引起O形密封圈失效的原因分析
4.1 结构设计问题
O 形圈压缩率过大造成密封过早磨损;配合间隙太大造成密封圈被挤入间隙;密封槽太宽,摩擦力大,易发热,造成密封圈爬行或损坏;密封槽太窄,因射流造成密封圈磨损;配合表面太粗糙,密封圈磨损剧烈;管接头与压力、使用条件不符,因振动或高压造成密封泄漏。
4.2 安装问题
安装工具不合适,采用起子等锐角工具,造成密封圈损坏以至过早发生故障;安装不当或安装行程太长,O 形圈扭转或由于螺旋断裂而泄漏;安装时密封边扭曲,起动时密封圈发生翻转泄漏。
4.3 密封存放问题
由于包装不好,当灰尘贴在密封圈上或异物刮伤密封圈,使用者未检查就安装;密封圈的断面受损,影响密封效果;用铁丝、绳子悬挂密封圈会加速橡胶变质和尺寸的变化;在阳光照射或靠近热源的地方会加速密封圈老化。
4.4 油液污染问题
由污染颗粒造成密封圈磨损引起泄漏,尘埃通过刮环密封进入导引件而引起功能性损害;油中有水造成液压油水解(如聚氨酯);系统中有固体颗粒,造成密封圈研磨磨损。
5 O形密封圈的常见失效形式及解决措施
5.1 O形密封圈在安装过程中损坏
原因:这种情况常出现在动、静密封中。主要原因是密封沟槽上有尖锐棱角或导入的倒角不符合标准,安装时没有涂抹油,从而使密封圈被尖锐的刃口切伤、发生扭曲或卡住,表面产生凹(或凸)痕、起皮或剥落现象;
解决办法:按照设计要求加工密封沟槽,不得留有锐边,安装时在沟槽及密封圈上涂上油液,当O 形密封圈通过螺纹时,在螺纹上套金属薄片或带等,以使密封圈顺利地插入。
5.2 O形密封圈磨损
原因:这种失效形式多出现在有相对移动和振动的密封中,可通过观察密封圈与滑动面接触部位磨耗量来判断。主要原因是:密封的滑动表面粗糙,导致密封圈过早磨损;密封滑动表面太光滑,使密封不良;油液系统中含有污染颗粒;
解决办法:按照推荐的加工粗糙度来制造,保证滑动面与密封圈在运动过程中充分(主要是内部),保证系统中过滤器精度,用耐磨性更好的O 形密封圈材料,如聚氨脂橡胶等。
5.3 O形密封圈受热硬化和氧化
原因:由于工作温度超出正常使用范围,使弹性体硬化,增塑剂蒸发、氧化,导致密封圈产生与作用压力方向垂直的小的表面裂口,从而出现了局部凹痕或开裂现象。这种失效主要是暴露在空气中的动静密封或与其他空气污染物接触的密封圈上。
解决办法:采用抗氧化性能较好和耐高温的材料,降低系统油液工作温度。
5.4 O形密封圈用后呈扁平形状
原因:主要原因是密封圈的材料弹性和抗热性能差。O 形密封圈在液压系统工作介质中使用一段时间后,常出现密封圈过度膨胀,压紧力增大的现象。这是由于密封圈在生产过程中,橡胶硫化不够完全,因而在压力的作用下,密封圈截面的三边被压成扁平形状;
解决办法:应采用低凝固性能的橡胶材料。在一般工况下,选用耐热橡胶材料(因在工作中摩擦会产生热量)如丁腈橡胶、氯丁橡胶等;确认密封圈材料应与所使用介质相容,检验密封圈的物理性能应符合设计要求。
6 结束语
O形密封圈具有结构简单,加工方便,性能可靠等优点,在液压元件及系统中得到广泛的应用。本文对O 形密封圈的工作机理、失效形式、失效原因以及解决办法做了进一步的分析总结。只有在工作中积累经验,不断总结分析使用中出现的问题,才能使O 形密封圈得到更好的应用。
参考文献
[1] 徐灏.密封[M].北京:冶金工业出版社,2002.
[2] 章宏甲,等.液压与气压传动[M].北京:机械工业出版社,2006.
[3] 姚世元,徐天亮.液压系统中O 形密封件的失效原因分析和选用[K].液压与气动,2009(6):70-71.
关键词:户外;给水管线;安装;质量问题;解决方法
户外给水管线的安装是民用建筑中一个非常重要的部分,其安装质量直接会影响到整个给水系统的正常运行,进而为居民正常生活带来很大的不便。在调查中发现,户外给水管线的跑、冒、漏、滴,以及立管周边渗漏是民用建筑中比较常见的质量问题,它严重影响房间的使用功能,不仅会给用户使用造成极大的不便,还会造成水资源浪费。因此作为户外管线安装人员必须严格控制好管线的安装质量,抓好安装前、中、后的质量控制,尽量避免户外管线质量问题的出现,从最大程度上降低给用户带来的不便。
一、户外给水管线安装的质量问题及原因分析
1、不合格管材导致工程质量事故
目前大部分给水管线的管材生产线都是从国外引进的,由于对技术的掌握不足,这就造成我国管材市场很多管材尺寸误差超标、内含杂志比较多、容易变形的问题,还有管材的插口处没有标插入深度线,以至于使没有经验的施工人员或者有写不认真的施工人员在安装管道时,不能使管道安装到位,导致在管道试压时容易发生管道受压而移位,或者是造成接头拉脱事故发生。也有的管材厚度不均,变形比较严重,承口沿轴向开裂许多小口,使安装难度增大。还有就是在管材运输存储过程中,由于管材套装过紧导致承口变大,还有就是将不同压力规格的管材堆放在一起,并且堆放过高或者长期置于露天,经风刮雨淋,日晒夜露,造成材质强度及韧性降低,管材变形,安装后密封不严,试压容易在承接口漏水。
2、给水管网爆管堵塞现象严重
目前,管道接口填料存在这过硬,刚性过强的弊病,一旦管道受到侧向里作用,就会出现承口受拉,进而导致承接口的破裂。还有在给水管道转弯处经常会存在有异物,导致使用时因给水管网爆管渗漏而出现局部沉降,进而就会形成沉淀区,经过长时间的积累就会堵塞给水管道。
3、管道安装施工质量低
在给水管道的施工过程中有的施工人员的工作素质不是很高,在施工过程中私自变更管网施工设计,没有严格按照图纸进行施工,在管网安装前没有仔细检查胶圈接口,没有对接口的承插部位进行必要的打磨或者清洗,还有给水管接口质量差,没有按照有关规定作渗漏试验。甚至有的施工人员施工时偷工减料,管道转弯处常常存有异物,并且为了省时,基槽开挖不夯实,回填土不密实,甚至就是虚填,导致使用时因接口、检查井渗漏而造成局部沉降,甚至形成沉降区。
二、户外给水管道安装质量问题及解决办法
1、管材的选择、运输与储存
高质量的管材是防治室外给水管道安装质量问题的基石,是给水管道安装质量的保障,因此对于管材的选择必须要严格控制,所选择的管材必须有足够的强度,能够满足各种内外荷载的要求,同时管材水利条件要好,内壁没有污垢、光滑、管路畅通,并且有比较高的水密性能。还有在管材的质量上也必须严格控制,对于那些尺寸误差严重超标、内含杂质比较多容易变形,不合符给水管网安装要求的管材坚决不允许使用,必须选用那些与设计图纸配套、加工细致,材质较好的质量高、价格优的管材。在管材的运输过程中必须保持自由状态,不要使内外管处于过度的挤撑状态,对于较小口径的必须按规格进行捆扎,并且长度应该保持一致,细小的管件必须分类包装入箱。管材在储存过程中必须要摆放整齐有序,并且保证平整的放在支垫物上,支垫物宽度必须大于20厘米,间距应小于1米,外悬端部小于0.6米,堆放高度不得超过1米,否则受到挤压的管材易产生永久变形,不能安装使用,不能将不同压力规格的管材堆在一起,容易造成低压管承受不了高压而发生爆管的事故,同时管材应该置于阴凉处,避免风刮雨淋材质强度及韧性降低。
2、完善给水道的设计规划
在对户外给水管道进行设计时,设计人员首先要对建筑环境进行仔细的考察,必须要严格按照室外给水管道设计规范、小区给水管道规范、施工规范、消防规范、给排水设计手册等相关规范与手册进行设计规划,同时还要考虑小区的地理环境、天气气候特点以及当地自来水公司的实际运行情况等因素,应该从技术的可行性、经济合理性及能源节约性综合考虑,进行设计。
3、户外给水管道安装施工中的质量控制
户外给水管道的安装涉及的有管道定线、沟槽的开挖和回填、管道的安装与铺设、管道水压试验与冲洗消毒等系列施工工序。施工前必须根据施工的实际需要进行实地调查研究,并掌握管道沿线一切情况,如交通运输及排水条件、供电条件、工程材料、施工机械等,然后针对不同的施工阶段分别编制施工计划以保证施工质量,最后做好管道施工测量定线工作。在实际给水管道施工中,在进行沟槽的开挖时必须保证不扰动天然地基,槽壁平整光滑,沟槽边坡的坡宽必须符合施工设计的规定,对于管道沟槽中心线每侧的净宽都必须大于沟道槽底部一半。然后就是严格按照施工要求进行管材的安装,管道安装时应该从下游开始,承接口朝向施工前进的方向进行,并且承接口的内工作面与插口的外工作面必须光滑,轮廓清晰,避免在施工中出现接口密封不严漏水的后果。管材在进入沟槽之后,尽量避免管材与沟槽支撑及槽下的管道相互碰撞,必须将管材的中心与高程逐节调整正确,安装后的管节进行复测,在完全合格之后方可进行下一工序的施工。接着就是给水管道的渗漏监测,可以使用听音法、利用漏水噪声传到两端探测器的时间差来计算漏点、也可以通过测定某个区域深夜瞬时最低进水量来判断是否漏水,对于某些单管进水的小区则可采取安装总表,对总、分表之间的计量差进行动态监测的方法检漏。管道施工完毕并经检验合格之后,沟槽应该及时的回填,并且沟槽的回填必须符合有关的规定,不能马虎大意,否则会给水管道带来致命的伤害。
三、结束语
综上所述,为了避免户外给水管网的爆破等常见问题的产生,因此在户外给水管道的安装施工过程中,应该提高安装技术,保证施工质量,严格按照施工规范进行给水管道的安装,并且严格按验收标准检查。另外,户外管网安装人员要考核上岗,在施工过程严格进行监理,逐步加强户外给水管道施工中的质量控制,促使管道施工提高到一个新的水平。
参考文献:
[1]丁再励.夏葆真.2003全国民用建筑工程设计技术措施(给水排水)[M].中国建筑工业出版社,2003.
[2]陈耀宗.姜文源.胡鹤钧.建筑给水排水设计手册[M].中国建筑工业出版社,1992.
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摘要:在现行的经济条件下,循环经济不会自发地实现。构建政府、企业、消费者等循环经济主体的动力机制是发展循环经济的关键所在。有效的动力机制包括经济利益诱导机制、环境责任约束机制和绿色价值观影响机制。
关键词:循环经济主体;动力机制;经济利益
循环经济涉及生产、流通、消费等各领域,影响到产品生命周期的各阶段,因而与企业、消费者和各级政府密切相关。作为循环经济系统的成员或主体的企业、消费者和政府在循环经济运行中,各自承担着不同的职能。这些主体必须遵循循环经济的内在要求,自觉发挥各自的职能并相互协作。这样,整个循环经济系统才能顺畅运转起来。然而,在现行的经济条件下,循环经济不会自发实现。事实上,当消费者还没有接受绿色消费的理念时,不会购买再生利用产品,选择可持续的消费方式。同样,当循环产业无利可图或资源能源监督都未能形成外部压力的情况下,企业也不会转变增长方式,选择循环经济的发展道路。因此,在明确循环经济各主体职能的基础上,通过制度创新,构建循环经济的动力机制,就成为发展循环经济的关键。
一、循环经济主体的职能
企业、消费者、政府构成了循环经济系统的主体。这三个主体通过各自不同的职能推动循环经济的发展。其中,企业既是资源消费者,又是废弃物的排放者。它在循环经济系统中的职能主要表现为:尽可能采用可再生和便于回收利用的资源,并减少资源的消耗;向市场提供能有效减少环境负荷并有利于再使用和再利用的产品和服务;通过开发清洁生产技术和废弃物再使用、再利用技术等发展循环产业;对企业自身排放的废弃物实施再利用和适当处置;构建企业间的废弃物和副产物循环利用的工业生态链,实现废弃物的零排放。消费者是包括循环型产品在内的各类产品和服务的最终消费者,也是废弃物的排放者。其职能应为:自觉控制容器包装的使用和废弃物的排放;遵守废弃物的分类回收等制度,以促进其有效地回收再利用;购买环境负荷少的产品和资源循环利用产品;尽可能延长物品的使用寿命,采用注重功能、服务的享用而非物品占有的消费方式。政府是国家和地区发展循环经济的决策者和推动者。由于市场这只“看不见的手”在生态环境问题上的无能为力,因而政府干预就成为必要的解决办法。也就是说,循环经济不会自发地发展起来,而必须有政府的推动。政府的职能主要表现为:为国家和地区循环经济的发展指出方向和目标;制定和实施相关的政策和制度,借以引导和规范企业和消费者的行为,为建立国家和地区的循环型经济系统创造条件;作为集团消费者通过自身的绿色采购行为直接推动循环经济的发展,并为企业和居民做出表率。
为使循环型经济系统顺利运转起来,企业、消费者、政府这三个主体必须通过建立彼此间的合作关系,形成一个互为条件的整体。首先,企业和消费者要通过市场建立起良性互动关系,共同推动循环经济发展。如,企业要制造节约资源的环境负荷小的产品,消费者也要实行绿色采购,优先购买此类产品。在这里,企业把保护环境纳入经营宗旨和消费者确立绿色消费理念是二者在循环经济发展中实现良性互动的条件。其次,要建立循环型经济系统中各类企业之间的合作关系,包括生态工业园区围绕废弃物和副产物资源化再利用的上下游企业之间的合作关系和城市或区域范围内废弃物排放企业与废弃物回收、运输、资源化再利用、无害化处理等所谓静脉企业之间的合作关系。上述各类企业都是循环经济系统链条中不可缺少的环节,如果相互间不能建立良好的协作关系,系统整体就无法顺利运行。再次,要建立政府与企业、消费者之间的合作关系。如,政府应通过制度设计,运用适当的政策手段,影响企业和消费者的市场行为,促进循环经济的发展。另一方面,企业和消费者也应通过确立环保经营和绿色消费的理念,适应政策的变化,以求减少政策执行阻力,达到政策的预期效果。此外,在发展循环经济过程中,政府的各相关部门之间必须建立良好的协作关系,以保证政府制定的目标、规划、法令、政策等得以有效地贯彻实施。
二、循环经济的动力机制
为保证循环经济主体实现各自的职能,必须构建有效的动力机制,包括经济利益诱导机制、环境责任约束机制和绿色价值观影响机制。经济利益诱导机制和环境责任约束机制都是通过外在力量影响经济主体的行为,而绿色价值观影响机制则是通过经济主体价值取向这种内在力量,使其自觉规范自身的行为。
(一)经济利益诱导机制。指当某种制度能使经济主体获得预期的最大利益时,就会使其积极作为,以适应这种制度的建立和发展。循环经济作为一种新的经济模式,只有当它使企业有利可图时,企业才会积极推动或适应其发展,从而成为发展循环经济的内在动力。如,当绿色消费的理念日益深入人心、资源节约型产品和循环型产品的市场空间日益扩大,循环型产业成为一种巨大的商机时,企业就会积极地适应这种变化,推动它的发展;当资源循环技术日趋完善,企业进行废弃物资源化能大幅降低原材料成本,提高经济效益时,企业就会从追求低成本高利益出发,发展循环经济。利益诱导机制对企业主体主要表现为追求循环经济中潜在的最大利润,对消费者则主要表现为以较低价格获得预期需求的满足。如,消费者的消费行为通常决定于对商品效用与价格的比较,在效用相同或近似的情况下,会选购价格较低的商品。当循环型商品与原有同类商品相比效用相同或近似而价格低于或仅略高于原有同类商品时,就会对消费者产生吸引力。可见,通过对消费者进行这种以低成本获取需求满足的利益诱导,会开拓和扩大循环型产品市场,推动循环经济的发展。
(二)环境责任约束机制。指通过法律、政策等手段赋予企业、消费者等主体在循环经济运行中所应承担的责任,使这种运行成本在内部转化为各主体的成本,从而形成由环境责任约束而产生的动力机制。如,实施生产者责任延伸制度,要求企业承担管理、处置废弃产品的经济责任,使由此发生的成本内部化为生产企业的成本。这样,会激发企业积极开发产品回收处置系统,努力降低回收处置成本,并从产品的设计和制造的各环节努力减少废弃物的产生,使产品报废后便于回收利用,提高资源利用效率。同样,当生活垃圾由政府统一处理时,消费者没有成本意识,也不会主动进行垃圾减量化,而当实施垃圾处理收费制度,使生活垃圾处理的经济责任由消费者承担时,由于消费者有了成本意识,就会产生回收再利用资源、减少垃圾排放的内在动力。政府在发展循环经济中起关键性作用,如果政府的决策忽视环境保护和资源节约,则循环经济将无法实现。因此,必须通过立法形式赋予政府各相关部门在发展循环经济中所应当承担的环境责任,并建立和实施对各级政府有关部门履行法定责任的监督和考核制度,形成政府履行环境责任的约束力。这种环境责任的约束力就会成为各级政府推动循环经济发展的内在动力。
(三)绿色价值观影响机制。每个经济主体的行为都是在一定价值观的支配下进行的。通过教育和学习,使人们树立起尊重自然、保护环境、节约资源、维持人类持续生存能力的价值观,就会产生自觉推动循环经济的动力。在循环经济主体中,绿色消费者是在绿色价值观影响下最先涌现出来的循环经济主体。这里所谓的绿色消费不仅指消费者消费时选择未被污染有利于健康的产品,还包括选择环境负荷少的节约资源的回收再利用产品。因此,绿色消费不仅在于倡导崇尚自然、追求健康舒适的生活,还在于关注环境保护和资源节约,实现可持续消费。正是由于消费者接受绿色消费的理念,并用来指导自己的消费行为,因而出现了日益扩大的绿色产品的市场空间,促进了循环经济的发展。企业的经营行为是在一定经营理念支配下进行的。在传统的发展模式下,企业以追求最小投入获得最大利润为唯一出发点,不考虑自身环境行为后果。也就是说,企业经营只追求经济效益,而不考虑社会生态效益。随着全球环境危机的加深和人们环境意识的提高,绿色消费者群体日益扩大,政府有关保护环境、节约资源和发展循环经济的政策法规日趋完善,国际公约中的环境法规也日益严格。在上述背景下,企业的环境行为逐渐成为其获利乃至生存和发展的重要制约因素。有利于环境保护和节约资源,能兼顾经济效益和生态效益的循环型产业正在成为企业新的发展机会。因此,从可持续发展角度看,企业良好的环境行为已成为自身发展的新的力量源泉。正是这种经营理念的深刻变化,成为企业发展循环经济的内在动力。政府的全部执政活动都是在一定的执政理念指导下进行的。执政理念是政府的价值目标和价值取向的集中体现,也是政府执政活动的动力所在。为保证政府在经济建设中重视生态环境保护和资源节约,除通过制定相关的法律法规、确立对政府的环境责任约束机制外,还必须确立对政府的绿色价值观的影响机制,通过政府执政理念的转变,形成政府主体发展循环经济的动力源泉。
三、构建循环经济动力机制的措施
(一)运用经济措施构建循环经济的利益诱导机制。运用经济措施保证企业和消费者从循环经济的发展中得到实际的经济利益是构建其动力机制的关键所在。其内容主要包括:第一,建立环境资源的有偿使用制度,使生态环境和基本资源作为生产要素进入市场,明确其产权关系,规定其交易和补偿机制,以促进环境成本的内部化,使企业产生珍惜环境和资源的内在动力,从而推动企业致力于资源能源的减量化和再循环。第二,制定支持和鼓励企业发展循环经济的政策。包括制定税收政策,对浪费资源、损害环境的企业征收环境税,对实行资源节约和循环利用、有利于改善环境的企业给予税收优惠。制订财政政策,政府投资兴建大型资源循环利用的公益性项目,强化政府主体对循环经济的投入力度。对有利于资源节约和循环利用的技术研发和生产项目给予财政补贴或从排污收费建立的生态环境基金中给予支持。实施政府的绿色采购政策,要求政府必须优先采购节能、环保的绿色产品。制订金融政策,对有利于资源节约和环境保护的资源循环利用项目,通过银行的优惠贷款或运用证券和债券等融资手段给以支持。第三,制订鼓励消费者参与废弃物回收利用等节约资源保护、环境的政策措施。包括建立押金返还制度,鼓励消费者回收饮料容器、电池等可再利用和危害环境的物品,形成良好的环境意识;建立生活垃圾排放收费制度,促使消费者避免过度的饮食消费,减少生活垃圾排放;建立罚金制度,推动消费者重视节约资源和保护环境。