滾輪架故障分析與處理措施

撰文/佘彬

■518000 深圳市中裝建設(shè)集團股份有限公司 廣東 深圳

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滾輪架故障分析與處理措施

撰文/佘彬

■518000 深圳市中裝建設(shè)集團股份有限公司 廣東 深圳

我國是世界排名第二的能源消費國，原油進口依存度超過40%。為保障國家能源安全，海上油氣資源的開采是國家戰(zhàn)略的重要組成部分。而采用導(dǎo)管架上安裝鉆井平臺是淺海采海常見方式，滾輪架是導(dǎo)管架生產(chǎn)時關(guān)鍵瓶頸工序中的關(guān)鍵設(shè)備，為提高其完好率和維修速度，采取人、機、料、法等措施，保證導(dǎo)管架生產(chǎn)平順，極大提升產(chǎn)能。關(guān)鍵詞：滾輪架；故障分析；處理

公司主要產(chǎn)品是海上鉆井平臺的導(dǎo)管架，其生產(chǎn)流程是先根據(jù)設(shè)計圖紙，購置相應(yīng)鋼板，進場檢驗，把鋼板下料成相應(yīng)尺寸的，并根據(jù)焊縫要求倒角；然后卷制成管；再在縱縫車間焊接成管件；后在環(huán)縫車間把管件焊接接長；檢驗合格后，才能吊裝拼接成片，再把相應(yīng)的片拼裝成導(dǎo)管架。因為下料、卷管和縱縫焊接都可獨立進行的平行工作，然后匯合到環(huán)縫車間把其逐一拼接接長，相當于很多車道合并成一車道，很容易造成堵車，因此環(huán)縫焊接成了公司生產(chǎn)瓶頸，關(guān)鍵工作。

環(huán)縫的工作原理：先把滾輪架根據(jù)測量放線，擺放調(diào)整好，然后吊裝相應(yīng)管件到滾輪架上，再把焊接站的工作平臺通過旋轉(zhuǎn)或伸縮調(diào)整好位置，使其焊槍處于管件的正上方，這時需要滾輪架把管件緩慢轉(zhuǎn)動，配合焊絲走絲焊接環(huán)縫，以保證焊接時處于水平焊接。

滾輪架是一種焊接輔助設(shè)備，主動滾輪架包括底座、主動滾輪、被動滾輪、電機、減速箱、控制系統(tǒng)等，從動滾輪架只包括底座、主動滾輪、被動滾輪；主、從動滾輪架都是獨立的，根據(jù)管件的重量、尺寸和長度，可以一主多從任意組合。其工作原理是電機通過減速箱驅(qū)動主動滾輪，利用主動滾輪與鋼管之間摩擦力帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)變位，可實現(xiàn)工件內(nèi)外環(huán)縫的水平位置焊接，配套自動焊接設(shè)備可實現(xiàn)自動焊接，能大大提高焊縫質(zhì)量，減輕勞動強度，提高工作效率。

大部分環(huán)縫需要焊接焊絲好多道的，基本上環(huán)縫焊接生產(chǎn)24小時不眠不休地工作。因此，本來環(huán)縫焊接就是公司關(guān)鍵工作，而保證用于環(huán)縫生產(chǎn)的滾輪架完好，發(fā)生故障后能快速修復(fù) ，就更成為重中之重。

滾輪架發(fā)生故障及原因分析

a橡膠損壞：由于主動滾輪組與被動滾輪組不平行，成八字形，導(dǎo)致滾輪一端受力過大造成橡膠剝落；滾輪架沒有擺放在調(diào)整好的鋼軌上，滾輪受力不均、造成橡膠剝落；沒有測量放線，鋼管與滾輪架不平行，導(dǎo)致部分滾輪受力過大，加速橡膠剝落；受管件重壓和焊接熱影響老化損壞。

b傳動軸斷裂：超載運行；突然改變旋轉(zhuǎn)方向；兩滾輪組擺放成八字形擠壓受力一端；擺放基礎(chǔ)不平單個滾輪組超載。

c電機損壞：長時間使用；滾輪架超載運行。

d減速箱損壞：傳動軸斷裂，而滾輪被動繼續(xù)轉(zhuǎn)動，造成傳動軸斷面扭轉(zhuǎn)頂壞減速箱；突然改變旋轉(zhuǎn)方向，沒有經(jīng)過停止按鈕就直接按反方向按鈕，管件繼續(xù)朝原方向慣性轉(zhuǎn)動，而電機驅(qū)動減速箱反向轉(zhuǎn)動，易造成齒輪沖擊，損壞減速箱。

e定位螺栓損壞：管件重量大；兩滾輪組與管件的夾角太大，導(dǎo)致其水平方向分力過大。

f軸承損壞：其承載過大；疲勞損壞；把接地線焊接在滾輪架上，導(dǎo)致滾柱與內(nèi)外圈形成焊點損壞軸承。

為了保證公司的正常生產(chǎn)，提高滾輪架的完好率，加速修復(fù)的時效性，針對以上滾輪架發(fā)生的主要故障和原因，采取如下措施：

a加強培訓(xùn)和責(zé)任制管理：加強對操作手和維修工培訓(xùn)，特別是滾輪架的結(jié)構(gòu)，工作原理，安全操作規(guī)程和維修保養(yǎng)管理程序等，并且定人定區(qū)域管理滾輪架，增強責(zé)任人員的責(zé)任心，當設(shè)備發(fā)生故障時，有人報修，有人維修；人為操作不當，有人負責(zé)。

b編制詳細的安全操作規(guī)程：特別強調(diào)滾輪架擺放時要求測量放線找正，保證滾輪中心線的直線度和水平度小于2/10000mm；主動滾輪架組和被動滾輪架組對角線要相等（不得超過2mm）；擺放時滾輪架要錯開焊縫，離焊縫不得小于1米，有預(yù)熱要求的不得小于1.5米；編制螺栓孔位與管件直徑的角度對應(yīng)表，調(diào)整主動輪與被動的間距，保證焊件接定位角度80～110度；實際使用噸位一般只能在額定噸位1/3-1/2；焊接地線不能滾輪架上，以免損壞軸承；改變轉(zhuǎn)動方向一定要先停止，不能直接反轉(zhuǎn)。

c加強保養(yǎng)：編制保養(yǎng)制度，操作手做日常維修保養(yǎng)，設(shè)備區(qū)域清潔和開機前檢查，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備有異常，應(yīng)該及時報修；設(shè)備維修工嚴格作好月度保養(yǎng)，年度保養(yǎng)保養(yǎng)。

d巡查：維修工每天兩次設(shè)備巡查，并記錄，如發(fā)現(xiàn)操作手違規(guī)操作或野蠻作業(yè)，發(fā)出整改通知單，造成損失的，處罰相關(guān)責(zé)任人；發(fā)現(xiàn)設(shè)備有故障，不及時報修，造成其他設(shè)備的損失，處罰相關(guān)責(zé)任人，并通報部門。

e零配件庫存?zhèn)溆?/p>

對所有滾輪架發(fā)生的故障、原因等進行統(tǒng)計，對于易損壞的配件保持適當?shù)膸齑鎮(zhèn)溆?。根?jù)近一年的統(tǒng)計，備用螺栓100套；電機兩臺；傳動軸兩根；減速箱兩臺；滾輪的膠皮特別容易損壞，綜合考慮積壓資金、存放占地方，滾輪200個。

f維修方法和工具改進①小型故障如發(fā)生定位螺栓剪切，電線破損，電機故障等，不用拆除傳動軸的。加強維修工技能培訓(xùn)，增加其熟練程序，備用零配件，能及時維修。②大型維修方法和維修工具改進：大型維修如滾輪的傳動軸斷裂、膠皮脫落破損和減速箱損壞等，需把滾輪從傳動軸上拆卸。原維修方法是：先把滾輪

組支架的底座固定螺栓擰除，然后叉運到維修平臺，用拉馬拆除軸承，然后把滾輪平放到專用的拆卸平臺，用銅棒對準傳動軸，大力擊打銅棒，直到傳動軸拆出，再把損壞件更換，按相反步驟組裝。此方法存在的缺陷：由于單個滾輪重量都大于200Kg，要把一組滾輪平放到拆卸平臺都不容易；滾輪與傳動軸是通過鍵過盈配合聯(lián)接，拆卸組裝時，工作強度特別大，榔頭擊打不準易造成把住銅棒的工人受傷；工作效率特別低，兩個工人一上午都拆卸不了一組滾輪。為此專門設(shè)計制作一臺專用拆卸機器，該機器用電機帶動齒輪油泵，再通過換向閥來控制液壓缸伸出，用液壓缸把傳動軸壓出或壓入，替代以前工人用榔頭大力擊打傳動軸，此機器優(yōu)點是：滾輪組也不需要再平放，節(jié)省大量的時間；極大減輕工人勞動強度，減少工人受傷；極大地提高拆卸的速度；發(fā)現(xiàn)液壓壓力偏大，可輕敲擊滾輪，以解除拆除中摩擦自鎖，防止損壞軸孔。

采取這些措施后的前后效果對比

a采取這些措施以前：①操作人員在擺放滾輪架，不測量放線，憑感覺擺放；②擺放管件時，不考慮焊縫的位置，有時滾輪架距離焊縫不超過200mm，焊縫焊完，滾輪橡膠就報廢；③有時焊工把焊機接地線直焊在滾輪架上，特別容易造成滾輪架軸承的損壞；④沒有滾輪架與管的夾角表，同樣的重物容易造成滾輪架水平受力過大，超載運行，膠皮容易脫落，螺栓剪切，而且有時把鋼管放上去了后才發(fā)現(xiàn)夾角太大，又得把鋼管重新吊移，重新調(diào)整滾輪架的距離，很浪費人力物力。⑤滾輪架損壞，一方面無人及時報修，另一方面即使報修，維修工也不能及時修復(fù)，生產(chǎn)部門著急使用，沒有好的滾輪架，就用橡膠脫落的滾輪，造成各滾輪架受力不均，部分受力超載使用，更加容易造成原來是好的滾輪架加速損壞；甚至當焊接到一半時，由于帶病的滾輪架損壞，又得把鋼管吊移，更換滾輪架，嚴重浪費時間，耽誤生產(chǎn)，而且對焊縫的質(zhì)量也影響大；⑥維修員工4人負責(zé)滾輪架的維修，工作強度特別大，遇到損壞多的情況還要加班加點，工人疲于奔命。

b采取措施后：①加強培訓(xùn)，采取了責(zé)任制和巡查制后，如發(fā)現(xiàn)問題及時整改，操作員和維修工責(zé)任心加強，極大減少了因操作或使用不當而發(fā)生的設(shè)備故障。②庫存適當?shù)牧闩浼?，特別是制作滾輪拆裝機，維修員工減少至2名，而且其不僅要負責(zé)滾輪架維修，而且負責(zé)10多臺龍門吊的維修，極大節(jié)約了人工，減輕了維修人員的勞動強度，保證每一臺使用的滾輪架都處于完好狀態(tài)。

結(jié)束語

根據(jù)公司生產(chǎn)流程的關(guān)鍵工序，一方面采取兩個環(huán)縫生產(chǎn)車間，另一方面對影響其生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備滾輪架為保證其完好率和加快修復(fù)率，從人、機、料、法等方面采取一系列措施，節(jié)省了人力，改善了工作環(huán)境，極大減輕了工作強度，而且其保證環(huán)縫帶的正常生產(chǎn)，從此環(huán)縫生產(chǎn)不再成為公司生產(chǎn)的瓶頸，產(chǎn)生極大的生產(chǎn)效益。

參考：

［1］沈良梁 ，環(huán)焊縫用滾輪架的使用問題 《金屬加工：熱工》， 1984（2）

［2］常德興，滾輪架結(jié)構(gòu)、性能、特點比較 《China High Technology Enterprises》， 2007（9）

［3］李超，李明，鄧航，大型滾輪架控制系統(tǒng)故障分析與改造《科協(xié)論壇》2013（10）