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海防工程技术应用

航母等海上装备液压系统局部破损电刷镀修复的可行性

发布时间:2020-07-24 17:29:58    来源:费敬银原创


航母等海上装备液压系统局部破损电刷镀修复的可行性

费敬银

西北工业大学 710072

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摘要:液压助力系统在航空母舰、远洋货轮、军用舰船、潜艇,以及远洋开发利用工程,石油钻井平台等海上装备起着重要作用。由于海上装备没有稳定的固定基础,且环境腐蚀性强,难免会对液压杆造成意外损伤。现场修复、或在不拆卸油缸条件下修复破损的液压杆一直是维修工作者最希望解决的问题。近20年来,业内人士一直在利用FJY系列铬面刷镀技术解决了进口印刷机(如海德堡等)镀铬滚筒、于挖掘机镀铬油缸、矿井镀铬支柱、船舶油缸、码头装载机油缸、 造纸机烘缸、塑料吹膜机烘缸、大型水压机柱塞等的修复问题。实际使用效果表明,修复部位的使用性能与原件一致。可以认为,采用FJY系列铬面电刷镀技术修复海防军备、远洋装备的液压油缸是可行的。

 

一、液压系统与液压杆

1. 液压系统

液压系统具有传递和放大力的作用。因此,其在机械制造、动力传输、自动控制中有着广泛的应用。

2. 液压杆

液压系统的核心部件是油缸。构成油缸的关键部件是液压杆、缸筒以及可更换附件。液压杆与缸筒之间密封性能的好坏,是决定油缸可否正常使用的要件。

液压杆的材质、热处理状态及表面加工方式:液压杆通常采用中碳钢、合金钢经调质热处理后机加出所需尺寸及表面光洁度。再经表面镀铬、抛光而成零备件。

标准的表面镀层结构为三层,分别包含镀铜、镀镍和镀铬。每一种镀层都赋予液压杆以特有的功能,最终确保液压杆具有耐磨、减摩和防腐特性。

3. 液压杆破坏形式

在液压助力系统中,液压杆是一个时常进行往复运动的外露件。正常使用情况下,液压杆几乎不会发生磨损破坏(因为液压杆之间有滑动接触的是软质密封环)。其破坏形式分为两大类:局部机械破损;局部腐蚀破损。

导致机械破损的主要原因为:1.润滑介质中意外地引入了硬质颗粒而划伤;2.其它偶发意外导致局部破坏包括:磕碰伤、电击伤、刮伤、压坑等。

导致腐蚀破损的主要原因为:表面镀层存在离散的局部缺陷(如针孔、鼓泡等)而露底。在潮湿、含盐的有水环境,缺陷部位与镀铬层之间形成大阴极、小阳极的腐蚀微电池,腐蚀微电池长期作用的结果,导致镀铬层出现大面积的层下腐蚀或片状剥落。在海洋性环境、潮湿井下使用的经常会出现局部锈蚀破坏。

因此,修复在海洋性环境下工作的液压杆,既需要恢复其表面的圆度、平整度、光滑度,还需要恢复其表面电化学的一致性(裸露面不宜有异质金属材料共存)

 

二、破损液压杆修复方法

根据待修液压杆数量的不同,破损液压杆的修复方式包括离线和在线修复两种方式。

1.      离线修复:

当液压杆表面存在大面积拉伤或离散的腐蚀脱层,一般采用离线修复法。离线修复就如同再造一根合格液压杆。成熟的修复方法电镀加工。工艺流程包括:1.低温镀铁(或焊修补肉);2.机加方复形位公差;3.镀铬、抛光。

也有采用表面喷涂(焊)的修复方法,但其使用性能、寿命均不如电镀修复法。

2.      在线修复:

当液压杆表面出现突发性、小范围的意外损伤时,在线修复是最好的修复方法。如果是磕碰伤或电击伤,可以在机修复,而无需拆卸油缸。

在线修复方法主要包括补焊(各种形式的补焊)、胶粘和电刷镀。因为补焊、胶粘无法同时满足液压杆表面的耐磨、密封和防腐要求,只能将其当作一种临时的应急处理方法。

电刷镀作为一种常用的冷态修复方法在维修领域有着广泛的应用。但是,常用的刷镀技术很难在破损的液压杆刷镀出结合力、平滑度、耐蚀性均符合使用要求的修复层。

西北工业大学研制成功的镀铬件局部破损FJY电刷镀修复技术已经在不同的工业领域应用了近20年多年,修复后的使用效果与新件相当,该技术已被专业人士编入液压系统维修工具书。

3.      液压杆破损FJY电刷镀修复工艺:

主要工艺流程包括:机加整形(用电动磨头将缺陷处拓展至适合镀笔良好接触)→电净→去氧化膜、游离碳(或碳化物)→铬面活化处理→铬面底镍→硬铜合金(或镍基合金)填平破损区域→机械修磨成形(满足直线度、圆度、平滑度、以及修复区与完好区之间的平滑过渡)→罩面层(获得耐磨、平滑、耐蚀的表层,硬镍合金或刷镀铬)→表面抛光→检验。

 

三、FJY电刷镀技术修复镀铬件局部破损应用实例(部分)

液压助力系统在航空母舰、远洋货轮、军用舰船、潜艇,以及远洋开发利用工程,石油钻井平台等海上装备起着重要作用。由于海上装备没有稳定的固定基础,且环境腐蚀性强,难免会对液压杆造成意外损伤。现场修复、或在不拆卸油缸条件下修复破损的液压杆一直是维修工作者最希望解决的问题。作者借论证某航母液压杆拉伤修复方案之际,提出了采用FJY系列铬面电刷镀技术修复远洋装备的可行性。其实,早在20多年前,业内人士就已经利用该技术解决了进口印刷机(如海德堡等)镀铬滚筒、于挖掘机镀铬油缸、矿井镀铬支柱、船舶油缸、码头装载机油缸、 造纸机烘缸、塑料吹膜机烘缸、大型水压机柱塞等的修复问题。实际使用效果表明,修复部位的使用性能与原件一致。

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海防装备油缸修复(技术交流)(刷镀网,20-07-24)1.jpg

1.      印刷机镀铬滚筒修复

 

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2.      挖掘机镀铬油缸修复

 

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3.      矿井镀铬支柱修复

 

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4.      船舶镀铬油缸修复

 

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5.      码头装载机镀铬液压杆修复

 

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6.      造纸机镀铬烘缸局部压伤修复

 

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7.      塑料吹膜机镀铬烘缸修复

 

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8.      压力机(水压机)镀铬柱塞修复

 

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