广州某钢管有限公司于2000年从美国引进二手UOE直缝焊管生产线。由于设备旧、闲置时间长等原因，几乎所有的油、气、液缸均存在问题。尤其是密封结构落后，磨损、泄漏严重。UOE生产流程包括：板探(翻板)、刨边、U成形、O成形、焊接预焊、内焊、外焊、水压扩径、修端、超声波检测。
该生产线的油、气、液缸数量很多，工作形式复杂，卧、立、斜缸均有，压力＜36MPa，使用介质有液压油、水-乙二醇、气等，往复速度＜5m/s，行程10-1500mm，往复频率不高。其中O机主、辅缸、U机主、辅缸，水压扩径动力缸是该生产线的关键部分。
一、O机主缸
该油缸是O成型工序钢板的压下缸，工作介质原为水-乙二醇，现为46#液压油，缸径φ1663.7mm，杆径φ1606.55mm，行程约1.1m，工作压力28MPa，最大压力35MPa。原密封件采用V形夹布组合圈，现场检测发现原安装的密封件置呈180°扭转，已失去唇口密封的意义。油缸本身磨损严重，部分拉伤痕迹深达1.5mm。因缸体庞大无法采用镗缸修复，经补焊、打磨后，油缸内表面质量有较大改善，但仍未恢复到理想的状况，而V型夹织物组合密封的结构形式除了有抗高压、密封可靠的优点外，对配摩面的要求不像其他密封形式那么苛刻，决定仍采用原来的V形夹织物橡胶组合密封。但在具体结构形式及材料方面有针对性地作了改进。
1.原件整套密封为5件/套，单件产品高度60mm，而且由于夹织物橡胶材料相对较硬，易造成装配上的困难。决定在保证其原密封组件安装沟槽不变的前提下，将单件高度改小，增加组件数量，由原5件/套增至11 件/套。随着整套组合密封件数增加，密封唇口也相应增多，加强了密封效果，同时由于结构轻巧，装配质量改善，彻底杜绝了安装扭转现象。
2.原件中密封环材料全为夹织物橡胶材料，特点是耐高压，但油缸返程时低压密封效果不理想。经测算并考虑系统压力变化等因素，决定采用以夹织物橡胶材料密封环与纯胶材料密封环交替装配的密封形式(图1)，从而保证高、低压工况下密封效果良好。
图1
二、O机辅缸
该油缸主要起平衡及辅助加压作用，共两个，立式，基本工况同$机主缸。现场检测发现缸内表面及活塞杆均存在严重拉伤，最深处达1-2mm。从原厂家反馈的信息是O机辅缸存在着严重外漏和内泄。经分析，造成泄漏的原因是原密封系统结构及材料选择不合理，润滑不良等。经补焊修复后，对密封系统进行改进。
图2
1.O机辅缸密封结构改进
活塞缸径为546.1mm，原采用多道铸铁活塞环，在润滑不佳或偏心的情况下极易拉伤油缸表面，在不改动原密封沟槽尺寸的同时，采用组合滑环密封结构，如图2。滑环采用填充改性聚四氟乙烯材料，具有自润滑性，可避免缸运行过程中的爬行现象，增强强度、耐磨性、导热性等机械性能。弹性体采用耐油橡胶，根据工况条件确定了恰当的压缩量，用于提供预紧力，在滑环磨损时依靠其弹性起补偿作用。导向环采用增强型工程塑料，具有很好的耐磨性和抗挤出性。
2.活塞杆密封
活塞杆径501.65mm，原采用V形夹织物橡胶组合密封，现采用与图1 相同的结构，由夹织物橡胶与纯胶两种材料的V形密封环交替装配，以保证高低压密封性能均保持良好。另一方面，增加了有效导向长度，可减少油缸的偏心和偏磨情况。
3.法兰面密封
缸体与法兰面之间原采用O形圈密封，同样存在着泄漏问题。主要原因是压缩量偏小耐压不足，现改为O形圈与尼龙挡圈组合密封形式(图3)，同时提高橡胶硬度及O形圈压缩量。
图3
三、水压扩径动力缸
该液压缸用于检测焊管的焊接质量及消除焊接应力，卧式，常温工作，介质为乳化液，压力最大35MPa，行程2m，缸径＞1m。原密封采用铸铁活塞环，经检测缸体内表面严重拉伤需修复，且活塞沟槽底部加工质量粗糙，杆密封件已遗失，按其安装沟槽结构分析应为3 形夹织物橡胶组合密封圈。
改进时采用V形夹织物组合密封（图4），其优点是密封可靠并可补偿。考虑到该卧式缸缸径大、自重大、密封介质粘度低、自润滑差且工况恶劣，维护时拆卸工作量大、周期长。因此，密封系统必须具有可补偿调整的功能，而V形夹织物组合密封的形式恰有此功能。采用了宽大的铜质支承环，以适应其恶劣工况。
整个液压密封系统改进安装历时半年，系统运行至今近两年，密封效果良好。
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