空箱堆高機起升油缸內(nèi)壁腐蝕維修與預(yù)防

劉政剛

廣州港南沙港務(wù)有限公司（以下簡稱“南沙港務(wù)”）有5臺某品牌進口空箱堆高機。在使用5年多后，空箱堆高機起升油缸內(nèi)壁出現(xiàn)不同程度腐蝕，導(dǎo)致油封與油缸內(nèi)壁摩擦系數(shù)增大，進而造成油封損壞。在空箱堆高機起升油缸內(nèi)壁腐蝕的情況下，即使新油封的使用壽命也不足3個月，大大增加維修成本和維修人員工作強度，嚴重影響空箱堆高機出勤率。根據(jù)市場行情，單個空箱堆高機起升油缸總成的更換維修費用超過6萬元，供貨期超過3個月。在空箱堆高機作業(yè)任務(wù)繁重的情況下，若不能及時修復(fù)起升油缸，將嚴重影響碼頭生產(chǎn)作業(yè)。

1 空箱堆高機起升油缸內(nèi)壁腐蝕情況及原因

1.1 起升油缸內(nèi)壁腐蝕現(xiàn)象

如圖1所示：空箱堆高機起升油缸缸筒上端（長約1 500 mm）有少量水蒸氣積聚在表面，內(nèi)壁腐蝕嚴重。在起升油缸工作過程中，活塞主封經(jīng)過上端腐蝕部位時加速密封件磨損，導(dǎo)致密封件使用壽命縮短，進而造成起升油缸內(nèi)泄。起升油缸內(nèi)壁腐蝕主要為點蝕，腐蝕形態(tài)表現(xiàn)為金屬上產(chǎn)生的小孔。蝕孔直徑普遍比較小，洞口表面常有腐蝕產(chǎn)物遮蓋，加之油缸內(nèi)壁是相對封閉的空間，在檢查時很難發(fā)現(xiàn)。

1.2 起升油缸內(nèi)壁腐蝕原因

1.2.1 濕度的影響

空氣相對濕度越高，金屬表面水膜越厚。當相對濕度達到一定數(shù)值時，空氣中的氧透過水膜對金屬表面產(chǎn)生腐蝕的速度大幅上升，這個數(shù)值稱為臨界相對濕度。鋼的臨界相對濕度約為70%。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，廣州市年均相對濕度為78%;而起升油缸吸氣管路直接接入液壓油箱，其相對濕度比空氣相對濕度高10個百分點。

1.2.2 溫度的影響

環(huán)境溫度與相對濕度關(guān)聯(lián)：在干燥的環(huán)境下，即使溫度較高，金屬也不容易銹蝕;當相對濕度達到臨界值時，溫度的影響明顯加劇，溫度每增加10℃，銹蝕速度提高2倍。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，廣州市年均氣溫為21.5～22.2℃。由于起升油缸吸氣管路直接接入液壓油箱，設(shè)備運行一段時間后，液壓油溫升高，導(dǎo)致吸氣管路吸入的空氣較外圍空氣溫度高約30℃。

1.2.3 起升油缸內(nèi)壁吸氣設(shè)計缺陷

根據(jù)原起升油缸液壓系統(tǒng)設(shè)計，起升油缸吸氣管路直接接入液壓油箱，并在液壓油位上方（見圖2），導(dǎo)致吸氣管路直接暴露在大氣中;大氣中含有的鹽霧、二氧化硫、硫化氫和灰塵等會加速油缸內(nèi)壁腐蝕。若起升油缸內(nèi)泄，液壓油會進入油缸吸氣管路。為了防止液壓油外泄，廠家一般采用自然吸氣設(shè)計，并將吸氣管路直接接入液壓油箱。在作業(yè)過程中，液壓油箱內(nèi)部的濕度和溫度均較外部的濕度和溫度高，從而加速油缸內(nèi)壁腐蝕。

1.2.4 起升油缸內(nèi)壁上方液壓油浸泡和潤滑時間短

空箱堆高機最大起升高度為18 800 mm，吊具實際行程為16 450 mm，活塞行程與吊具行程比為1∶4，即：活塞運行1 mm，吊具運行4 mm;當?shù)蹙哌\行16 450.0 mm時，活塞實際運行4 112.5 mm。南沙港務(wù)堆場實際堆箱高度為5個超高箱，每個超高箱高約2 900 mm，即吊具實際起升高度為14 500 mm，扣除吊具自身高度，吊具實際行程為12 150 mm;對應(yīng)的油缸活塞行程為3 038 mm，而缸筒實際長度約為4 710 mm，扣除缸筒上蓋與活塞長度約200 mm，活塞較少在缸筒上方長約1 472 mm的部位運行，從而使該部位較易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，且越靠近缸蓋上方，腐蝕越嚴重。

2 空箱堆高機起升油缸內(nèi)壁腐蝕維修方案

2.1 維修方案

（1）方案一：更換缸筒總成。通過市場采購或向廠家定做的方式，為出現(xiàn)腐蝕問題的起升油缸更換同樣規(guī)格的缸筒總成。由于空箱堆高機為進口品牌，若從國外購置缸筒，周期較長且費用較高;若在國內(nèi)定做缸筒，由于缸筒長度約為，對加工要求較高，加之定做周期不定，能夠承接定做加工的廠家極少。相比之下，定做缸筒面臨的不確定因素更多且費用更高;因此，南沙港務(wù)選擇從國外購置缸筒總成的方案。

（2）方案二：用砂紙拋光腐蝕部位。采用金相砂紙拋光的方式，除去腐蝕部位氣蝕麻點和表面積垢，清洗干凈后重新安裝新油封。

（3）方案三：對腐蝕部位進行機械加工。此方案要求腐蝕程度不嚴重，且缸筒加工內(nèi)徑不得超過油封與缸筒配合極限。起升油缸缸筒內(nèi)徑為150.00 mm，結(jié)合孔采用YX型密封圈。對起升油缸內(nèi)壁腐蝕部位進行磨削處理，清除內(nèi)壁銹蝕，但內(nèi)壁磨削直徑不得超過孔用YX型密封圈極限偏差。在公稱直徑為150.00 mm的情況下，通過極限偏差反向計算可知，油缸內(nèi)壁加工直徑不得超過151.06 mm;一旦超出這個范圍，油缸只能報廢。磨削處理后，油缸內(nèi)壁表面光潔度不得低于未腐蝕部位。起升油缸內(nèi)壁腐蝕部位磨削加工分為2級：相對原缸體內(nèi)徑，2級加工增加的缸筒內(nèi)徑分別為 1和 2，且0< 1< 2<1.06 mm;根據(jù)腐蝕情況，確定加工缸筒長度（l1或l2），各加工臺階之間采用倒角或圓角過渡，防止刮傷油封（見圖3）。

2.2 維修方案比較

上述3種空箱堆高機起升油缸內(nèi)壁腐蝕維修方案優(yōu)缺點比較見表1，比較結(jié)果顯示方案三為最佳維修方案。南沙港務(wù)主要采用方案三對空箱堆高機起升油缸內(nèi)壁腐蝕進行維修。若僅更換單個起升油缸，可以選擇方案一。方案二一般為空箱堆高機出勤緊張情況下的應(yīng)急維修方案。

3 空箱堆高機起升油缸內(nèi)壁銹蝕預(yù)防措施

（1）改造起升油缸吸氣管路。將原起升油缸1條吸氣管路改造為2條支路，在一條支路中增加單向閥直通液壓油箱，在另一條支路中加裝單向閥外接空氣干燥過濾器回氣管路（見圖4）。空氣干燥過濾器選用凈化濕度低于35%的汽車空氣干燥過濾器。該改造方案能夠有效降低液壓吸氣管路的溫度，同時使進入缸筒的空氣得到過濾和干燥：改造前，吸氣管路吸入空氣溫度年均超過50℃，濕度年均超過88%;改造后，吸氣管路吸入空氣溫度年均為22℃，濕度年均低于35%。該改造方案能夠有效緩解起升油缸內(nèi)壁腐蝕問題，延長油缸密封件使用壽命。

（2）司機定期（每天）執(zhí)行將吊具起升至最大起升高度的操作，以便潤滑起升油缸缸筒上方。

（3）維修人員在對空箱堆高機實施周檢或月檢時，執(zhí)行將吊具起升至最大起升高度的操作，以達到潤滑起升油缸缸筒上方的效果。

（4）定期檢查加裝的空氣干燥過濾器的使用情況，必要時予以更換。

（5）選用合格的液壓油，保持液壓系統(tǒng)清潔，定期檢查液壓油的油質(zhì)、油位和油色。如果發(fā)現(xiàn)液壓油出現(xiàn)泡沫或變成乳白色，說明液壓油中已混入空氣，應(yīng)認真檢查空氣來源，并及時更換新油。

4 結(jié)束語

南沙港務(wù)自2016年1月開始對4臺空箱堆高機起升油缸內(nèi)壁進行維修，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施。經(jīng)維修后的空箱堆高機起升油缸油封較少出現(xiàn)內(nèi)泄問題，內(nèi)壁腐蝕明顯緩解，液壓油缸油封使用近2年未出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2019-02-13）