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桁架式鹤管钢丝绳断裂原因分析与处理

作者： admin 编辑： admin 来源：admin 发布日期：2022-08-17 15:20

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摘要：本文通过对兰州石化油品储运厂161栈桥桁架式鹤管在使用过程中经常发生钢丝绳断裂原因进行分析，提出相应处理措施，进而降低设备故障率，提高设备运行周期，防止因钢丝绳

摘要：本文通过对兰州石化油品储运厂161栈桥桁架式鹤管在使用过程中经常发生钢丝绳断裂原因进行分析，提出相应处理措施，进而降低设备故障率，提高设备运行周期，防止因钢丝绳断裂造成不安全因素
关键词：桁架式鹤管钢丝绳原因分析处理措施
        2017年兰州石化公司油品储运厂开展针对厂区内161栈桥升级改造项目评审及施工，此次改造使用鹤管为液压桁架式鹤管，项目分为两期进行，8月初位于161栈桥东侧40套装车鹤管投入使用，截止2017年11月新装桁架鹤管仅钢丝绳断裂故障高达12起，钢丝绳断裂后鹤管直接落入罐车之内，不仅使班组劳动强度增大，而且使装车及故障处理的安全性带来很大威胁。
1造成钢丝绳断裂原因分析
        液压桁架式鹤管由液压油站、液压马达、减速器、小车、垂管及钢丝绳等部件组成，其垂管的伸缩是由主液压泵的液压油通过控制电磁阀进入液压马达，液压马达传动减速器带动卷筒及钢丝绳来拉动垂管，实现鹤管的伸缩。在鹤管上下动作时垂管卡死是造成钢丝绳断裂的主要原因。下面我们详细说明造成垂管卡死的主要原因。
1.1鹤管垂管
        如图（1）所示桁架式液压鹤管的垂管（分解示意图）主要由四节同心但不同直径的不锈钢管（1#、2#、3#、4#）组成，4节管直径分别为106mm、118mm、130mm、142mm，打开总长度为8米，最下端的一节垂管连接封油头直接升入槽车底部进行装油工作。为了更好的了解钢丝绳断裂产生的原因，我们首先了解鹤管上下动作到极限位置时垂管的连接方式，4#垂管上端与总成是法兰式连接，是整套垂管第一连接点也是固定点，4#垂管下端端部内壁为外环，由四层组成，由外到里依次为不锈钢环、防爆铜环、限位铜环、不锈钢环，每个环尺寸均为15mm宽、2mm厚并铆接在垂管端部，2#环上端为内环，同样也是由四层环组成，尺寸与1#外环相同，鹤管下降时1#垂管上端内环与2#垂管下端外环到达极限位置时进行固定，起到连接作用，以此类推第二节、第三节及第四节垂管均是此方式进行固定并连通，整套垂管依靠液压马达带动减速及钢丝绳达到上升、下降功能。

表（1）钢丝绳断裂数据统计表
        通过表（1）161故障数据统计来看，自安装运行以来，鹤管故障率较高。并且有1/3故障均发生在夜间装车作业之中，如此高的故障率不仅增加了班组维护强度，而且经常性的夜间作业也带来了极高的安全风险。
1.3鹤管垂管卡死原因、结果及危害
1.3.1垂管内外环铆接式连接导致垂管卡死钢丝绳断
        上文1.1我们详细介绍鹤管垂管每节之间连接方式，厂家开始提供的161栈桥鹤管垂管在外环和内环的制作之中采用的是铆接方式，由于鹤管上下频繁动作加之垂管本身重力因素，造成外环及内环常发生铆点脱落，内外环一旦在鹤管运行过称中铆点断开，脱落的内外环极易在内外壁之间卡死，此时如果是下降过程鹤管会直接卡死任何位置，下端垂管或已伸入槽车内无法上升，如果卡死在上升阶段，结果则是直接将钢丝绳拉断，下端垂管会直接掉入槽车或卡死在某一位置。
1.3.2垂管内外环点焊式连接导致垂管卡死钢丝绳断
        经过我们与厂家沟通，我们提出铆接式连接固定不牢靠，容易造成内外环脱落，此类垂管内外环需进行焊接，但是厂家经过加工后我们发现内外环是点焊式连接且焊点属人工打磨，由于打磨精度不高致使焊接部分凸起，同样造成内外环卡死故障频发。
        1.3.3 鹤管垂管内外环尺寸
        第一节内环与第二节外环连接、第二节内环与第三节外环连接、第三节内环与第四节外环连接。内环与外环连接连接共有三处尺寸见表（2），表内尺寸均是测量卡环四个均分点，单位为mm。

        　表（2）内外环配合尺寸表
        由表（2）我们可以得出，第一节外环与第二节内环最大间隙1.45，最小间隙1.275；第二节外环与第三节内环尺寸最大间隙：2.325，最小间隙：2.125；第三节外环与第四节外环最大间隙：2.265，最小间隙2.015。由以上数据表明升降筒圆度，卡环连接处存在较大尺寸误差。升降筒间隙太小，在鹤管升降过程中极易发生内外环卡死现象。
1.3.4垂管卡死危害
        现阶段班组针对鹤管卡死的故障处理方法是使用长钩，三到四人站在槽车罐口出向上拉动鹤管垂管或捞起已掉入槽车内的垂管，虽然人员全部使用安全带，但是危险隐患也是极高，而且罐口挥发出的油气也对人体造成极大危害，高故障率与高风险成为班组维护161栈桥鹤管的瓶颈。
2 针对钢丝绳断裂改进措施
        结合出现的故障及现场测量的数据我们可以得出，铆接式与点焊式连接均存在较大问题，而且通过与厂家的沟通改进后的设备运行效果不理想，所以通过对内外环、垂管及工艺的研究发现，每个内外环需进行满焊并在车床进行精加工处理，拿出一套故障鹤管进行以上方式改进后发现运行效果良好。具体的加工步骤为：第一将鹤管垂管全部进行解体；第二将垂管内外环进行打磨，保证其配合精度；第三步将内外环满焊在垂管端部及内壁之上并在车床上按照配合尺寸进行精加工处理，切削的地方主要为凸起的焊点且厚度不能大于0.5mm。
参考文献：
[1]李鄂民等.桁架鹤管简介[M].北京机械工业出版社2003.6
[2]张世芳、徐惠康.桁架鹤管分类及用途[M].化学工业出版社,2004.?
[3]张成贵、蒋世明.流体装卸臂的使用[M].化学工业出版社,2009.?