海洋平台电液吊机溜钩故障分析与处理

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海洋平台吊机主要用于海上石油平台装卸货物和吊运人员上下的平台装置，是海洋石油作业中重要的生产和安全设备之-，其安全可靠性、可维修性、可抗风性及耐腐蚀性要求很高。目前国内海洋石油平台上广泛使用的是电动液压吊车，它具有起重能力大，操纵方便，耐冲击，制动性能好，安全可靠等特点。

溜钩故障是吊机常见故障之-，-旦发生很可能给海上安全生产造成重大损失。笔者以 LIEBHERR利勃海尔 CBO型吊机为例如图 1所示，就 吊机溜钩问题中液压系统方面的原因进行了分析和总结，为解决同类型吊机的溜钩问题提供参考。

图 1 LIEBHERR海洋平台吊机2 吊机起升机构液压工作原理海洋平台吊机液压系统由泵站系统、换向阀系统、起升系统、变幅系统、回转系统及操作系统等组成。其中起升系统是吊机最主要的工作系统，其基本液压机构原理如图2所示 。

起升机构要求所吊重物可升降或在空中停留，要求速度平稳、变速方便、启动转矩和制动力要大，在起升回路中采用柱塞液压马达带动重物升降，换向通过操纵手动换向阀 1来实现，变速主要通过改变发动机的转速来调节。用液控单向节流式阀(平衡阀)2来限制重物自由下降。单作用液压缸4是制动缸。单向节流阀5：-是保证液压油先进人马达，使马达产生-定的转矩，再解除制动，以防止重物带动马达旋转而向下滑；二是保证吊物升降停止时，制动缸中的油马上与油箱相通，使马达迅速制动。

1.换向闷2.-1z衡阀3液压马达4.制动液联缸5单向节流阀图 2 起升机构液压图3 故障现象某海洋平台使用利勃海尔 CBO型吊机，使用近1年时间↑期吊机在吊起钻杆下放过程中，当操作手柄拉到中位，需停止下放时，常出现重物突然快速下降，但又会瞬间停止，不会-直做自由落体的现象，此过程并无异常声响。溜钩故障发生不很频繁，通常发生在寒冷天气及刚开始起吊作业阶段，使用-段时间后则很少发生。吊机在提升重物的过程中-切正常，在吊物悬停在空中时也无溜钩故障出现 J。

收稿Et期：2013-O1-lO作者简介：邓津林(1979-)，男，湖南衡阳人 ，工程师，主要从事海洋钻井平台物资装备管理工作。

· 103·经验交流 2013年第1期(第26卷，总第123期)·机械研究与应用 ·4 溜钩的液压系统故障原因分析及处理4.1 溜钩故障分析液压吊机溜钩主要分为三种情况，分别是电气问题、制动器问题与液压系统问题。根据吊机溜钩故障现象，吊物在空中静止时没有发生溜钩，可以排除制动器问题 3j。再由吊机在提升重物过程中无溜钩现象以及吊物下放过程中出现的短暂溜钩故障分析，基本可以排除马达的原因。因为如果马达回油路未能及时关闭，则马达进、回油路连通且都与油箱接通，吊物会自行下降。

排除了马达和制动器的原因后，基本可以推断为平衡阀问题。平衡阀是起升液压系统中非常重要的元件，常态下单向阀芯被弹簧压紧而处于关闭状态，可实现背压，并阻止油缸在反方向上的运动。

根据溜钩现象的分析，平衡阀的阀芯、阀座之间的磨损或者阀芯阻尼孔堵塞及异物卡住阀芯，都会导致平衡阀的失效。当平衡阀失效后，下放吊重过程中就会发生自由落体式溜钩，直至坠落甲板面或伴有剧烈的刹车声。笔者所描述的故障是吊重在瞬间下坠后又即刻停在空中且无刹车声，由此判断平衡阀在吊重过程中并没有失效，平衡阀本身没有机械故障 J。

该型吊机所用平衡阀为单向节流式，其结构原理图如图3所示。下面分析该阀组的作用导致故障的原因。

W X图3 单向截止型平衡阀原理结构图1.壳体 2.主阀芯 3.先导阀 4.控制活塞 5.阻尼活塞6.先导阻尼孔 7.负载侧 8.阀腔 9.阀腔在吊物下降过程中，液流方向由B到A。A口通过方向控制阀与回油接通。油缸活塞腔有与工况相应的流量。X口的控制压力与B IZl的负载压力比为1：20。在 X口打开由B到 A所需的先导压力，这与阀腔9中的弹簧有关。调节流量开口面积渐进增大，开口压力由阀套中的径向孔和主阀芯棱边开启时形· 104 ·成。由B到 A的控制压力、开启压力、压差确定了执行器的流量，这消除了执行器不可控制的失速。

由此可知问题的关键在于 x口的控制压力，在负载停止降落时，压缩弹簧的压力油经单向阀和 x口泄压。x的开 口太大，起不到阻尼作用，负载骤然停止会对吊车产生冲击；X开口太小泄压时间较长，即回油路关闭迟缓，就会产生上述的溜钩现象。液压油黏度越大，x的阻尼作用就越大，发生故障的可能性就越大，所以寒冷天气发生故障率越高。至此基本可以判定为平衡阀开启控制压力设定值不合适。

4.2 故障处理拆检此平衡阀，先慢慢拧松从平衡阀至油缸下腔管道的螺栓接头，让油从间隙中慢慢流出，使油缸受自重而慢慢缩回。然后拆下平衡阀，切不可直接拆卸平衡阀，油缸可能快速回缩造成危险。检查清洗控制油路进油小孑L，解体检修平衡阀，正如上述所判断，阀体内部阀芯、阻尼孔并无损伤及堵卡现象。

重新调节平衡阀开启控制压力值，x的开口量在出厂时已设定好，使用过程中-般不做调整，吊机使用手册中也无相关参数值设定说明～开口调的过大时溜钩故障消失，但是在落钩时有剧烈的冲击。通过做多次空钩实验进行调整后正常，故障排除。

5 结 语吊机溜钩故障多发生在液压系统，而其中平衡阀问题又是故障多发的主要原因之-。故障判断重在分析，根据现象弄清系统工作原理及各部件的实际作用，理清各工作子系统的功能，是分析判断故障的-种有效方法。同时不能教条的相信进口设备的出厂调试，在故障判断过程中应严格按照科学的思路方法逐步排查，以达到排除故障的目的。