快速接头选型和使用过程中的误区

快速接头是一款特殊的快速连接阀件,其内部包括阀套、阀杆、动/静密封件、弹簧等部件。与其他液压零部件比较,其最大的特点是——对接面需要经常在开放的环境(断开状态)和密封的系统里(对接状态)切换。没有哪一种零部件有类似的工况(液压零部件维修时有类似工况),这也是对快速接头最大的挑战。因此,快速接头成为了一个封闭液压系统的“开口”,正确的选型和使用不仅仅可以提高快速接头的使用寿命,也为整个液压系统正常运行提供了保障。
这里列出几种快速接头选型和使用过程中常见的误区,可以帮助您选出最适合您系统的产品,指导您正确的使用快速接头。

对接状态的工作压力&断开状态的工作压力

一般工况下快速接头建议对接后使用,对接状态的工作压力几乎是所有人员都考虑到的压力,一般不会出现问题。

这里必须强调的是断开状态的工作压力,也是大部分选型阶段不考虑的问题。一般不建议快速接头当堵头使用,特别是新机调试、测试阶段,主要因为:

① 有些快速接头对接状态和断开状态的最大工作压力不同(两种状态承压部位不同),选型阶段必须核实断开状态和对接状态的工作压力。

② 锥面阀或者平面阀结构的母接头,其密封原理是O型圈压在两个金属锥面上,这种密封结构长时间承受高压或者有液压脉冲时,密封圈有压溃的风险。快速接头必须充当堵头工况时,建议使用平面阀结构的公接头(断开状态阀芯密封为径向密封)。

③ 新机调试阶段不建议快速接头当堵头使用。此时快速接头成为了系统的“终端”,而不是循环系统,整个系统可能产生的任何“污染物”会被冲刷到“终端”的快速接头部位,造成快速接头内部密封损坏。另外,因为不是循环系统,“终端”的快速接头无法充满液压油,高压及混合的空气可能引发“气蚀”,损坏快速接头。

残存压力

所谓残存压力是指设备停机后,管路里仍残存的压力。快速接头所指的带压操作均指残存压力。

残存压力的形成一般包括两个方面:一是系统设计上无法泄掉(或快速泄掉)的压力,比如O型阀芯机能等;另一种是封闭的系统在温度变化时造成的压力上升,研究表明封闭的、无空气混入的系统,温度升高1℃,压力升高约8bar。

这里必须强调的是温度造成的压力变化,特别是对接状态无残压,但是断开状态有一端是封闭回路的工况。比如:某种设备的阀芯设计为H型机能,理论上停机后管路里没有残压,断开操作是无压操作。断开后设备端的快速接头得益于H型阀芯机能,一直为无压状态。另一端断开后成了封闭系统,温度变化会引起压力变化,此时如果对接快速接头就成了带残压操作。

带残压操作

强烈建议带残压操作工况时仅使用支持带残压操作的产品。

带残压操作必须分成带残压断开、单侧带残压对接、双重带残压对接三种工况讨论。

① 带残压断开:理论上任何钢珠锁紧(包括平面和锥面所有产品)的产品都不支持带着压力断开,这和其锁紧机构有关,带压工况下,锁紧钢珠被压迫在母头阀体、护套、公头沟槽间,理论上很难推动护套实现断开操作(禁止使用工具敲击护套来断开快速接头,可能损坏快速接头或者人员受伤)。该工况只能寻求泄压,或者使用螺纹锁紧 、组合板等支持带压断开的产品。

② 单侧带残压对接:要实现带残压对接必须解决两个问题:一是必须克服内部压力作用在阀芯上的力;二是阀芯打开的瞬间介质流速很高,必须保证阀芯密封不被冲走或者损坏(不是所有的螺纹锁紧的产品都支持带残压操作,螺纹仅仅是解决了力的问题,不能解决密封损坏的风险)。市面上仅支持单侧带残压对接的产品一般要求另一侧通回油,支持双侧带残压的产品也可用在此工况。

③ 双侧带残压对接:对操作力(力矩)和密封件都是最严格的考验。某些不支持双侧带残压操作的产品若使用在该工况,对接过程可能没有问题,但是断开后可能会出现漏油,就是因为对接过程中阀芯密封已经被冲坏了。

布氏效应

“布氏效应”主要出现在钢珠锁紧的产品上。在高脉冲工况下,锁紧钢珠就像测布氏硬度一样,不停的挤压公接头的锁紧沟槽,经过一段时间后可能会出现钢珠“嵌”在公接头阀体上的情况,造成无法断开。针对高脉冲的工况,建议选择螺纹锁紧的产品。

通流面积(通径)和连接油口

快速接头的实际通径和连接油口的尺寸不一定一致,比如12.5mm通径的快速接头,可以配G1/2、G3/4等连接油口。选型阶段建议以压损为参考值选择快速接头的通径,兼顾效率和价格。最常见的错误就是以快速接头连接螺纹大小作为参考,造成选型错误。

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