液压支架乳化油HFAE15-3与HFAE40-5的对比分析研究

陈洪杰

摘  要： 作为液压支架工作的“血液”，液压支架乳化油是采煤行业中液压支架工作的主要介质。本文通过对比液压支架乳化油HFAE15-3与 HFAE40-5两种乳化油的部分配方以及性能， 力求分析二者的主要差异， 从而确定二者的应用范围， 这对我国采煤行业液压支架工作对于液压支架乳化 油的选择具有重要指导意义。

关键词： 液压支架乳化油;性能分析;防锈性;润滑剂

1 液压支架乳化油 HFAE15-3 与 HFAE40-5 的研究基础对比

通过对前学者的研究分析得出液压支架乳化油HFAE15-3是基于乳化型 产品容易在高温下发生析油析皂现象的特点得出的，并且由于MT76-2011标 准对高含水液压液的高低稳定性具有严格要求，所以此乳化油研究者重点 对乳化剂和抗硬水剂进行考察和选择。而HFAE40-5则是基于我国的煤矿开 发需求。由于我国河南、内蒙等地的部分地区地下水水质矿化程度高，使 用一般规格液压支架液产品无法满足并适应这种水质矿化程度高的情况。 基于此，研究者研制出了HFAE40-5，适用于水质硬度最高等级的产品。由 此得出，两种乳化油的研究基础与重点是“大相径庭”的。所以，液压支 架乳化油HFAE15-3与HFAE40-5不能同时应用于同一地方或者相同水质。

2 液压支架乳化油 HFAE15-3 与 HFAE40-5 的部分配方比较

2.1  润滑剂的选择

液压支架用乳化油为含油配方，因此配方中含一定基础的油，为了确 保支护设备内壁润滑，满足产品指标一定的润滑要求，还要补充加入油性 润滑剂。因此， HFAE40-5的研究者针对高抗硬水液压支架液，避免了使用 对硬水适应范围小的油脂类，并且尽可能地减少高硬度下油皂的析出，减 少油皂分散剂等功能添加剂的负担。除此而外，其也在一定程度上避免采 用倾点过高的油性润滑剂，从而减少对产品低温稳定性的负面影响。因此 研究者得出，油脂的选用应从硬水适应性好、低温性佳着手。

而HFAE15-3的研究者对于润滑剂的选择则采用了更详尽的数据分析， 从而分析获得此乳化油适用的润滑剂。在我国的各标准中，液压支架液要 求必须具备一定的润滑性，技术指标规定用PB 来衡量润滑性能，要求为不 小于392N，所以研究者以此作为依据来筛选润滑剂。如表， 研究者主要考 察了四组润滑剂组分在不同加量下的PB值。从表中可看出，四种润滑剂在 加量为1.5%时均未满足要求，在加量为2.0%与3.0%时，四种润滑剂是均满 足要求的。但是由于脂肪酸的价格较低，因此优先选用2.0%的润滑剂， 以 满足经济实惠的市场基本需求。

在润滑剂的选择上，液压支架乳化油HFAE15-3与与HFAE40-5的研 究者选用了不同程度的研究方式。但就研究结果而言，液压支架乳化油 HFAE15-3的研究结果更为细致缜密， HFAE40-5的研究者在其论述中并未给 出详细数据。因此，本文认为液压支架乳化油HFAE40-5的润滑剂在不同加 量下的PB值还有待考究。

2.2  防锈防腐剂的选择

而液压支架乳化油HFAE40-5研究者经过长期监测，发现河南等部分矿 区作业面水质氯离子含量超过 500 mg/L，而淮南矿区的大部分综采工作面 水质不符合配液标准。氯离子含量高，会大大增加支架内钢件和铜材部件 的锈蚀风险， 致使钢材发生点蚀、铜材变色腐蚀等问题， 而进一步腐蚀设 备，会降低设备使用寿命。最明显的是设备操作阀锈蚀卡死，往往液压支 架液对水质离子变化适应差，自身防锈性不理想或水中稳定性差导致防锈 性下降，操作阀因锈蚀需更换的频率都会增加，提升了检修频次和耗材损 耗。因此，液压支架乳化油HFAE40-5研究者得出液压支架液需具有较好的水質适应性，特别是一些高矿化程度、水质较硬的地区。由此得出，液压 支架乳化油HFAE15-3与HFAE40-5在产品的防锈防腐研究时采用了不同的 研究方法，以适应不同的研究基础。并且在防锈研究中，液压支架乳化油 HFAE15-3的研究者研制了十几种不同防锈剂复配后的防锈性能。而对比之 下，液压支架乳化油HFAE40-5的研究较为宏观，未从数据分析对比着手。 因此，其研究结果的准确性还尚需进一步证实。

3 液压支架乳化油 HFAE15-3 与 HFAE40-5 性能对比

液压支架乳化油HFAE40-5在性能分析中研究者给出了实验室评价与 工业应用评价两种指标评价。在实验室评价中，实验者通过实验给出了以 下结果：在5% 试验浓度下，用2 000 mg/L人工硬水稀释所研制的 HFAE40- 5 产品。此结果中的性能数据完全符合MT/T 76—2011 的产品规格要求。 而在工业应用评价里，实验者前期采用配方1产品在河南等现场水质硬度 2000mg/L的煤矿进行了工业考察。而考察的实际应用结果显示，产品对水 质的适应性良好，因此能有效解决原用液压支架乳化油堵塞滤芯、过滤阀 卡死等问题。而液压支架乳化油HFAE15-3经过性能分析，确定产品通过了 权威检测机构质检，并且样品所有性能全部符合MT76-2011 《液压支架用 乳化油、浓缩液及其高含水液压液》的要求。其部分性能分析如下表：

液压支架乳化油HFAE15-3与液压支架乳化油40-5两种乳化油的性能检 测均符合我国MT76-2011的指标要求。因此，其均可以应用于我国煤矿开 采工作机器中。

结束语： 随着煤炭行业的发展和采煤机械化程度的提高，作为煤矿 井下液压支架传动介质的液压支架用乳化油或浓缩液配制的高含水液压液 的需求量越来越大，具有良好的市场前景。本文通过对比液压支架乳化油 HFAE15-3与HFAE40-5的部分研究配方与性能，得出HFAE15-3的研究数据 比HFAE40-5的数据更为详尽，具有良好的参考价值。在性能对比上，虽然 二者均符合我国MT76-2011的指标要求，但二者适用范围与场景有微小差 异。液压支架乳化油HFAE15-3具有良好的高低温稳定性、防锈防腐性以及 润滑性，满足15号硬水条件下液压支架对工作介质的性能要求。而液压支 架乳化油HFAE40-5具有良好的热稳定性能、低温以及防锈防腐性能，并且 其水质水质适应性比较好。其主要满足河南、内蒙等地高硬度水质地区的液压支架用液需要。

参考文献：

[1]陈志忠，尤龙刚，火鹏飞，等.液压支架用乳化油HFAE15-3的研究[J].润滑油， 2018，33（2）：7-10.

[2]黄莉云， 李谨. 高抗硬水液压支架用乳化油的研制[J].石油商技，2020， 38（3）：14-19.

2548501705345