井架背車液壓系統(tǒng)故障診斷與處理

彭代君

（中國(guó)石化勝利油田分公司孤東采油廠，山東東營(yíng) 257237）

井架背車是油田立、放、運(yùn)輸作業(yè)井架廣泛應(yīng)用的設(shè)備，井架背車液壓系統(tǒng)的作用是輔助該車進(jìn)行立、放井架作業(yè)，以確保立、放、運(yùn)井架能夠安全順利完成。井架背車液壓系統(tǒng)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)一些故障。在生產(chǎn)施工現(xiàn)場(chǎng)，由于受生產(chǎn)計(jì)劃和技術(shù)條件的制約，要求故障診斷人員準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便和高效地診斷出液壓設(shè)備的故障；要求維修人員利用現(xiàn)有信息和現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)條件，盡可能減少拆裝工作量，節(jié)省維修工時(shí)和費(fèi)用，用最簡(jiǎn)便的技術(shù)手段，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)，準(zhǔn)確地找出故障部位和發(fā)生故障的原因并加以修理，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，并力求不再發(fā)生同樣故障。基于此，本文歸納分析出井架背車常見液壓系統(tǒng)故障現(xiàn)場(chǎng)快速診斷方法。

1 井架背車液壓系統(tǒng)常見故障快速診斷方法

針對(duì)井架背車液壓系統(tǒng)常見故障，在現(xiàn)場(chǎng)診斷中要遵循兩個(gè)原則：一是要判明液壓系統(tǒng)的工作條件和外圍環(huán)境是否正常。需首先搞清楚是設(shè)備機(jī)械部分或電器控制部分故障，還是液壓系統(tǒng)本身的故障，同時(shí)檢查液壓系統(tǒng)的各種條件是否符合正常運(yùn)行的要求。二是在驗(yàn)證可能的故障原因時(shí)，一般從最易出現(xiàn)的故障原因或最易檢驗(yàn)的地方開始，這樣可減少裝拆工作量，提高診斷速度。在堅(jiān)持這兩個(gè)原則的前提下，下面重點(diǎn)介紹幾種故障診斷方法。

1.1 直觀檢查法

對(duì)于一些較為簡(jiǎn)單的故障，可以通過眼看、手摸、耳聽和嗅聞等直觀檢查法對(duì)零部件進(jìn)行檢查。通過視覺檢查能發(fā)現(xiàn)諸如破裂、漏油、松脫和變形等故障現(xiàn)象，從而可及時(shí)地維修或更換配件；用手握住油管（特別是膠管），當(dāng)有壓力油流過時(shí)會(huì)有振動(dòng)的感覺，而無油液流過或壓力過低時(shí)則沒有這種現(xiàn)象。另外，手摸還可以用于判斷帶有機(jī)械傳動(dòng)部件的液壓元件潤(rùn)滑情況是否良好，用手感覺一下元件殼體溫度的變化，若元件殼體過熱，則說明液壓油過熱；耳聽可以判斷機(jī)械零部件損壞造成的故障點(diǎn)和損壞程度，如液壓泵吸空、溢流閥開啟、元件發(fā)卡等故障都會(huì)發(fā)出如水的沖擊聲或“水錘聲”等異常聲；有些部件會(huì)由于過熱、潤(rùn)滑不良和氣蝕等原因而發(fā)出異味，通過嗅聞可以判斷出故障點(diǎn)。2009年6月，安裝隊(duì)有兩臺(tái)井架背車相繼出現(xiàn)空載大油門時(shí)起升井架液壓缸緩慢起升、重載時(shí)不動(dòng)作的故障現(xiàn)象。運(yùn)用直觀檢查法，檢查起升井架液壓缸的內(nèi)漏情況。最簡(jiǎn)單的方法是把起升井架液壓缸升起，看其是否有明顯的自由下降。結(jié)果下落明顯，于是拆卸油缸檢查，發(fā)現(xiàn)密封圈已磨損。更換密封圈后問題迅速得到解決。

1.2 對(duì)換診斷法

在維修現(xiàn)場(chǎng)缺乏診斷儀器或被查元件比較精密不宜拆開時(shí)，應(yīng)采用此法。先將懷疑出現(xiàn)故障的元件拆下，換上新件或其他機(jī)器上工作正常、同型號(hào)的元件進(jìn)行試驗(yàn)，若故障能夠排除即可做出診斷。2009年1月，在作業(yè)施工井場(chǎng)，一臺(tái)T815井架背車液壓系統(tǒng)工作壓力不夠，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)懷疑是主安全閥出了故障。但是如果直接拆卸安全閥后再解體檢查其狀況，對(duì)于井架背車操作人員來說，不僅缺乏必要的工具，而且故障處理時(shí)間至少需要2 h。針對(duì)此情況，運(yùn)用對(duì)換診斷法。將在附近現(xiàn)場(chǎng)同一型號(hào)的井架背車上的主安全閥與該安全閥進(jìn)行了對(duì)換，試機(jī)時(shí)工作正常，證實(shí)原來的判斷正確。解決此故障僅用了1 h。用對(duì)換診斷法檢查故障，盡管受到結(jié)構(gòu)、現(xiàn)場(chǎng)元件儲(chǔ)備或拆卸不便等因素的限制，操作起來也可能比較麻煩，但對(duì)于如平衡閥、溢流閥、單向閥之類的體積小、易拆裝的元件，采用此法還是較方便的。對(duì)換診斷法可以避免因盲目拆卸而導(dǎo)致液壓元件的性能降低。對(duì)上述故障如果不用對(duì)換法檢查，而直接拆下可疑的主安全閥并對(duì)其進(jìn)行拆解，裝復(fù)后則有可能會(huì)影響其性能。

1.3 原理推理法

工程機(jī)械液壓系統(tǒng)的基本原理都是利用不同的液壓元件、按照液壓系統(tǒng)回路組合匹配而成的。當(dāng)出現(xiàn)故障現(xiàn)象時(shí)可據(jù)此進(jìn)行分析推理，初步判斷出故障的部位和原因，采取相應(yīng)對(duì)策，迅速予以排除。2008年10月，一臺(tái)斯泰爾井架背車在作業(yè)井場(chǎng)出現(xiàn)故障：在沒有工作載荷時(shí)試驗(yàn)正常，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，但是井架背車在起升井架過程時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)冒黑煙、功率下降（應(yīng)視為泵負(fù)荷過大，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不足）。維修人員到現(xiàn)場(chǎng)后運(yùn)用原理推斷法解決該故障：根據(jù)無工作載荷時(shí)的情況，可排除發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的故障，同時(shí)只能在液壓系統(tǒng)中找原因。而根據(jù)正常工作載荷時(shí)的狀況，可初步判斷為發(fā)動(dòng)機(jī)處于超負(fù)荷工作狀態(tài)，這時(shí)就需要根據(jù)液壓泵的工作原理進(jìn)行分析。首先測(cè)量液壓泵的壓力。若壓力偏低，則進(jìn)行調(diào)整，加壓力仍調(diào)不上去，則說明液壓泵嚴(yán)重磨損。經(jīng)檢查測(cè)量液壓泵的壓力僅為7～9 MPa，明顯低于液壓系統(tǒng)的額定壓力。拆卸液壓泵后發(fā)現(xiàn)軸套已磨損，低壓區(qū)泵殼內(nèi)壁被齒輪嚴(yán)重“掃?！?，側(cè)壁也稍有磨損。由此可見，造成井架背車起升井架故障的主要原因?yàn)橐簤罕脟?yán)重磨損：在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泵內(nèi)泄漏嚴(yán)重；高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，泵壓力稍有提高，但由于泵的磨損及內(nèi)泄，容積效率顯著下降，很難達(dá)到額定壓力。液壓泵長(zhǎng)時(shí)間工作又加劇了磨損，油溫升高，由此造成液壓元件磨損及密封件的老化、損壞，喪失密封能力，液壓油變質(zhì)，最后導(dǎo)致故障發(fā)生。更換液壓泵，問題得到解決。

1.4 規(guī)律、常識(shí)判斷法

現(xiàn)場(chǎng)液壓系統(tǒng)故障診斷中，根據(jù)系統(tǒng)工作原理，要掌握一些規(guī)律或常識(shí)；一是分析故障過程是漸變還是突變。如果是漸變，一般是由于磨損導(dǎo)致原始尺寸與配合的改變而喪失原始功能；如果是突變，往往是零部件突然損壞所致，如彈簧折斷、密封件損壞、運(yùn)動(dòng)件卡死或污物堵塞等，或者是連接部件松脫等原因造成的故障。二是要區(qū)分是易損件還是非易損件，或是處于高頻重載下的運(yùn)動(dòng)件，或者為易發(fā)生故障的液壓元件，如齒輪、油封、泵體、液壓缸等。而處于低頻、輕載或基本相對(duì)靜止的元件，則不易發(fā)生故障，如換向閥、順向閥、滑閥等就不易發(fā)生故障。2007年10月在作業(yè)井場(chǎng)一次立井架施工中，井架背車右液壓千斤支腿在伸出后不能回位，但是活塞能夠進(jìn)行起升與收回動(dòng)作。應(yīng)用規(guī)律、常識(shí)判斷法，因?yàn)榇斯收犀F(xiàn)象屬于突變情況，分析為液壓缸固定連接處松動(dòng)脫落。經(jīng)過拆卸檢查，原因的確如此，最后經(jīng)過電焊焊接解決問題。

2 應(yīng)用效果

通過運(yùn)用上述檢測(cè)方法，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，井架背車液壓系統(tǒng)故障的排除更加快捷、準(zhǔn)確，不但為生產(chǎn)節(jié)約了時(shí)間，而且在維修上節(jié)約了大量的人力、物力。2010年與2009年同期對(duì)比，現(xiàn)場(chǎng)施工中井架背車因查找排除液壓系統(tǒng)故障所使用的時(shí)間相對(duì)節(jié)約了42%，而所消耗的配件資金也由35萬元降低到21萬元，節(jié)約了40%的配件資金消耗。

1安飛.液壓系統(tǒng)故障診斷的實(shí)用方法淺析[J].煤礦機(jī)械,2005,（8）

2 王選尚.工程機(jī)械液壓系統(tǒng)故障的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與診斷[J].工程機(jī)械與維修,2000,(3)