海上平台柴油吊机溜钩分析.pdf

第11期
海上平台柴油吊机溜钩分析
贺启昌,王晗
(中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳518000)
[摘要]柴油吊机在海上平台的应用相当普遍,几乎所有平台都安装了柴油予机。由于液压系统的复杂性和海上环境的特
殊性,吊机溜钓现象时有发生,安全隐惠较大。通过对现场溜約情况的分析,找出了故障原因并加以排除,减低了昂装作
业中的风险
[关鍵词]海上平台;柴油吊机;溜钓;故障分析
1海上平台吊机的工作原理及特点
际使用时间超过700h,每月使用时间超过60h。按
海上平台吊机的液压系统由动力系统、液压照API关于海上吊机使用等级分类标准,该吊机使
分配系统、起升系统、变幅系统、回转系统及操用时间超过每月5h的繁忙使用等级标准。此外装
作系统等组成。为了适应南海的恶劣天气,吊机卸船时还受海浪的冲击载荷的影响,使该平台吊
的工作特点是响应快、工作范围广(大钩额定载机工作状况恶劣。
重30t,小钩额定载荷8t),其中小钩的最快起升2小钩溜钩故障现象
速度可以达到90m/min(0~3t时)。因海上的暗涌
2014年7月27日,在一次常规的吊装作业中,
较大,所以小钩一般都采用变量马达,由吊车司
吊车司机从拖轮往平台吊运集装箱(集装箱重
机根据海况来控制起升速度。柴油吊机的液压系
5.5t,满足载荷要求),小钩起升和回转过程一切
统主要由柴油机驱动三联泵提供高压液压油,再正常。但在下放过程中,当集装箱离地面还有5m
由分配系统根据驾驶员的操作分配给回转系统、
左右距离时,重物下放速度突然失去控制,吊机
起升系统或变幅系统。高压油经分配阀到小钩液
司机无法控制重物下降速度。集装箱以每秒2m的
压系统,根据吊车司机的操作来完成重物升降或
速度下降,最后重物在离管甲板还有10cm的位置
在空中停留等动作,要求液压系统具有速度平
停止。所幸甲板人员站位合理,没有造成人员伤
稳、变速方便、启动转矩大和瞬时制动等特点。
害和设备损坏事故。险情发生后,吊装人员第一
平台吊机是海上原油生产平台的核心设备,时间通知机械部门,机械部门第一时间对吊车液
是海上平台各层甲板之间物流和平台与外界物流压系统进行测试。测试发现吊车的回转、变幅及
的枢组。各类生产作业物资、生活物资以及部分大钩功能均正常(先空载,然后吊3t左右的集装
人员上下平台都必须通过平台吊机和供应船进行箱测试),小钩空载测试时的压力测试结果如表
吊装作业才能完成。每年作业时间超过300天,实
表1现场測得小钩动作时压力
序号
检査内容
测量数据
测量方法
检査说明
时间
测量人
控制油压力
4. 5mpa
现场测量
控制油压正常
2014,7
贺启昌
2「系统压力(空载上升)
6. 2MPA
现场测量
系统压力正常
贺启昌
3「系统压力(空載下放)
6. 2MPA
现场测量
系统压力正常
2014.7
贺启
液压油油温
40℃
现场温度计
温度正常
2014.7
贺启昌
刹车开启压力
4MPa左右
现场测量
剂车开启压力正常
2014.7
贺启昌
平衡开启压力
5MPA
现场测量平衡阀开启压力正常2014.7
贺启昌
作者简介:贺启昌(1988-),男,湖北天门人,长江大学机械设计制造及其自动化专业毕业,本科学历,机械中级/助理工程师,主要从
事海上石油平台设备管理工作。
石油和化工设备
38-■技术交流
2015年第18卷
3吊机小钩溜钩原因分析
经现场测试发现只有小钩动作时才出现
溜钩现象,对此可以排除动力系统く柴油机
1
和液压油泵)、液压分配系统和操作系统的
Z
故障。故障一定出现在小钩液压系统。对此
将小钩液压系统図单独分析,归纳可能导致
溜钩的故障点,并按发生概率的大小排列如
NC
下:(1)平衡阀阀芯故障或其开启压力设置
过低;(2)液压马达故障;(3)单向节流阀状
NC
NO
态不良;(4)机械刹车装置状态不良;(5)其
他原因。
9
3.1平衡阀阀芯故降或其开启压力设置过低(3
平衡阀在吊机起升系统中起着至关重
Shpo
要的作用,从小钩液压原理图中可以看出,
平衡阀主要有两个作用:(1)单向导通(小AT
钩上升时);(2)保压控制速度与刹车(小
钩下降时)。如果小钩平衡阀开启压力设置
AUX、 MNCH AO1
BR A02
过小,当小钩载重下放时若突然刹车,将会
产生较大的液压冲击而将平衡阀打开,造成
溜钩现象。测试时只有小钩下降时才出现溜1-变量马达:2一卷筒及刹车系统;3-梭阀;4一液控换向阀;
钩现象,说明在小钩下降时可能是平衡阀故
5-减压阀;6-平衡阀;7一单向节流阌;8一节流阀
障或者其开启压力过低,在较大液压冲击下
常开高压球阀;10-常闭高压球阀;11-单向节流阀
图1吊机小钧液压原理图
平衡阀开启从而导致溜钩。对此我们拆解并
清洗了平衡阀,没有发现阀芯有卡阻现象和任何(在系统压力一定的情况下),而马达的排量不
异物,将阀芯回装后,空载测试时小钩无任何异变,所以马达输出的扭矩变小,进而吊重能力下
常,但在载重测试时小钩溜钩现象仍存在。将平降,动作速度变慢。而现场发现只有小钩下放时
衡阀开启压力调至最大后故障依然存在。最后更オ出现溜钩状况,而小钩上升时载重未变,油泵
换新的平衡阀阀芯重新测试(平衡阀的开启压力故障的原因可以排除。
调到最大),故障现象依然存在。经查询得知,
3.3单向节流阀状态不良
平衡阀的导压比为10:1,测试发现,控制平衡阀开
上述液压原理图中有个单向节流阀,一个在
启压力为5MPa(即此时需要50MPa的压力,平衡
液压刹车缸进口处,另一个在平衡阀控制口处。
阀才能反向打开),而下放时的系统压力溢流压
力设置为8MPa,从而得知平衡阀不会自动打开。
3.3.1液压到车缸处单向平衡阀的作用
对此我们排除了平衡及其其压力的故障
滚筒动作时液压油可以快速进入刹车缸快速
3.2液压马达故障
打开猁车,而当刹车停止时液压油经过节流阀慢
速返回油箱,起延时作用。
根据液压马达输出扭矩计算公式
若此处单向节流阅节流能力过大,或者节流
被异物堵住,则液压缸刹车就一直处于打开状
2A
态,而起不到刹车作用,短时间内可能还可正常
式中:T-液压马达的输出扭矩,Nm;△P
工作,但随着时间推移会有比较严重的溜钩现象
液压马达进出口的压差,MPa:Q-液压马达的排
产生。若此处的单向节流阀节流能力过小(如节
量,mL/r
流阀全部打开),则在小钩准备停止时,造成刹
当液压马达过度磨损时,因为内部泄漏量变车抖动并发出连续刺耳的刹车声音。因为刹车活
大,会导致液压马达压力进出口的压差△P变小塞的行程极短(一般2~4mm),所以刹车时间可

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