基于配液水的液压支架用高含水液压液选用方法

摘要

本发明公开了一种基于配液水的液压支架用高含水液压液选用方法，首先测试所用配液水的水质硬度，选择拟用的高含水液压液的原液型号，按照MT76标准要求配置标准配液水，并配制标准浓度的高含水液压液a；测试缸筒材料在a中的动电位极化曲线，得出点蚀电位Ea；使用煤矿实际配液水，按照拟用浓度配制高含水液压液b；测试缸筒材料在b中的动电位极化曲线，得出点蚀电位Eb；比较Ea和Eb的大小：如果Eb≥Ea，则使用拟用浓度可行；如果Eb＜Ea，则提高拟用高含水液压液的浓度，直至Eb≥Ea，确定该浓度即为高含水液压液的最低使用浓度。本发明的优点在于可以方便、快捷地根据具体水质选择高含水液压液的浓度。

说明书

技术领域

本发明涉及液压支架用液压液，尤其是涉及一种基于配液水的液压支架用高含水液压液选用方法。

背景技术

 液压支架是煤矿综采机械的重要组成。立柱、千斤顶是液压支架的重要部件，立柱、千斤顶的各项功能是通过作为其传动介质的高含水液压液实现的。《MT76-2011 液压支架乳化油、浓缩油及其高含水液压液》（替代MT 76-2002）规范了高含水液压液的各种性能要求。由于配液水含量占高含水液压液量的90%以上，高含水液压液的耐蚀性能很大程度上取决于使用浓度和配液水的水质。实际使用中，因高含水液压液使用不当导致的立柱、千斤顶缸筒内壁腐蚀现象经常发生，影响了煤炭综采机械的正常使用。

    目前高含水液压液耐腐蚀性能的试验依据主要是MT 76和ISO 4404-1.MT 76规范的耐腐蚀性测试方法（浸泡法），配液水采用溶度为0.05mol/L的NaCl溶液。该测试方法无法体现Cl^-、SO₄^2-和硬度等具体指标对其耐腐蚀性能的影响，也无法反应具体配液水质对高含水液压液耐腐蚀性能的影响。ISO4404-1耐腐蚀性能测试方法也为浸泡法，试验时间为28天，配液水质仅有4种。MT76和ISO4404-1两种测试方法中所用的配液水均无法覆盖煤矿实际应用的配液用水。

    我国地域广阔，煤矿地质条件和自然环境的多样性导致煤矿地下水质多种多样。MT 76对高含水液压液配液水的Cl^-、SO₄^2-和硬度做了明确规范，但在具体的水质中，除Cl^-、SO₄^2-和硬度外，还包含其他影响耐蚀性能的成分。对配液用水进行各种处理使之符合MT76的要求需要巨大的经济投入，所以国内大部分煤矿是对地下水进行就地简单过滤后直接作为配液水使用。如何根据具体配液水质，方便快捷地选择高含水液压液的型号和浓度，保证立柱、千斤顶等部件的耐蚀性能，具有重要的实际意义。

发明内容

鉴于上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于配液水的液压支架用高含水液压液选用方法，该方法可保证高含水液压液的耐蚀性能，同时保证立柱、千斤顶的缸筒内壁在正常使用情况下不发生腐蚀。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的基于配液水的液压支架用高含水液压液选用方法，它包括下述步骤：

第一步，测试所用配液水的水质硬度，根据水质硬度选择拟用的高含水液压液的原液型号；

第二步，根据选用的上述液压液的原液型号，按照MT76标准要求配置标准配液水，并使用该标准配液水配制标准浓度的高含水液压液a；测试缸筒材料在所述高含水液压液a中的动电位极化曲线，得出点蚀电位Ea；

第三步，使用煤矿实际配液水，按照拟用浓度配制高含水液压液b；测试缸筒材料在所述高含水液压液b中的动电位极化曲线，得出点蚀电位Eb；

第四步，比较Ea和Eb的大小：如果Eb≥Ea，则在煤矿实际配液水的情况下使用拟用浓度是可行的；如果Eb＜Ea，则提高拟用高含水液压液的浓度，直至在某浓度下Eb≥Ea，确定该浓度为此高含水液压液的最低使用浓度。

所述高含水液压液的使用浓度为0.5~10%。

所述高含水液压液的原液为符合MT76标准的乳化油或浓缩液。

所述缸筒材料为调质钢，C含量为0.05~0.45%。

本发明的优点在于解决了现有高含水液压液耐蚀性能试验方法不能覆盖具体水质的缺点，可以方便、快捷地根据具体水质选择高含水液压液的浓度。

附图说明

图1是缸筒材料在使用A矿水和标准水配制的高含水液压液的动电位极化曲线。

具体实施方式

以A矿为例，A矿拟将煤矿井下地下水过滤后用作高含水液压液配液水，其高含水液压液的选用方法包括下述步骤：

第一步，测试配液用水的水质硬度，根据硬度选择拟用的高含水液压液型号：经测试，该水硬度和主要离子含量见下表

。

该水质硬度为360 mg/L，按照MT76标准，应选择对应硬度等级10级（即500mg /L）的高含水液压液原液。同时，该水质SO₄^2-含量超标，不符合MT 76配液水质的要求。根据该矿水质，选用型号为MS10-5的浓缩液，即适用水质硬度为500mg /L、使用浓度5%。

第二步，根据所选用的高含水液压液的原液型号MS10-5，按照MT76规范要求，使用去离子水（电阻率小于3μS/cm）配制标准配液水，其硬度和主要离子含量见下表

。

使用该标准配液水配制浓度5%的高含水液压液a；使用电化学工作站测试千斤顶缸筒材料在该高含水液压液a中的动电位极化曲线（见附图1中曲线（1）），得出点蚀电位Ea（图1中的Ea为682mV）；

具体测试步骤为：本实施例使用的缸筒材料为30CrMnSi，将试样切成10mm×10mm的正方形小块，背面用铜导线焊接，采用环氧树脂密封。在试样表面的边缘采用硅橡胶将微小缝隙密封，防止在电化学过程中发生缝隙腐蚀，放置24h待硅胶干后使用。动电位极化曲线试验采用美国PAR公司生产的VMP3多通道电化学工作站进行测试，测试采用三电极系统，以铂片为辅助电极，饱和甘汞电极（SCE）为参比电极。待试样置于溶液中的自腐蚀电位稳定后进行极化曲线测试。动电位极化曲线的扫描范围从（vs. OCP）-250mV到阳极方向，扫描速率为0.5 mV/s。以阳极极化曲线上电流密度为0.01mA/cm²的电位中最正的电位值表示点蚀电位；

第三步，使用A矿过滤后待用的实际配液水，分别配制浓度3%、5%、7%的高含水液压液；分别测试缸筒材料在3%、5%、7%的高含水液压液中的动电位极化曲线（见附图1中曲线（2）、（3）、（4）），得出相应的点蚀电位Eb，见下表

。

第四步，比较缸筒材料在使用A矿实际配液水配制的不同浓度的高含水液压液中的点蚀电位Eb与使用标准水及标准浓度高含水液压液中的点蚀电位Ea可知：当浓度为3%、5%时，Eb＜Ea；当浓度为7%时，Eb＞Ea；即使用A矿实际配液水，浓度7%即可以满足使用要求。

A矿曾经用过2套同种型号的液压支架，均使用A矿井下水作为实际配液水，使用MS10-5浓缩液。第一套液压支架高含水液压液使用浓度为5%，该套支架使用17个月升井后发现立柱、千斤顶缸筒内孔存在严重的点蚀现象，点蚀坑深度在1-5mm之间，无法继续使用。第二套液压支架高含水液压液的使用浓度为7%，该套支架使用24个月，升井拆解后立柱、千斤顶缸筒内孔完好、无点蚀现象，可以继续使用。

本实施例使用的缸筒材料为30CrMnSi，实际使用的其他调质钢（C含量在0.05%-0.45%）的缸筒材料均可适用。

本发明实施例中所用的高含水液压液的原液为型号MS10-5的浓缩液，其他符合MT76标准要求的乳化油或浓缩液均可适用，如ME（S）10-5，ME（S）15-5， HFAE（HFAS）10-1，HFAE（HFAS）10-5等。