輸油臂外臂故障維修探析

楊大軍

（南京港股份有限公司，江蘇南京 210012）

0 引言

外臂是輸油臂的主要部分，輸油臂外臂發生故障會對整個機械系統產生直接的不良影響。要想設備正常運行，定期做好對輸油臂外臂關鍵部位的維修與保養起著至關重要的作用。本文在對輸油臂相關知識進行概述的基礎上，對其故障排查與原因分析做出具體闡述，并給出行之有效的解決措施與優化方案。

1 輸油臂概述

輸油臂系統是安裝或浮于碼頭之上，用于碼頭與槽船管道之間傳輸液相和氣相介質的專用設備。比如常見的船用輸油臂就是具有適應不同潮汐、干舷及船體運動的能力的且安裝在碼頭上用于液體介質裝卸作業的設備[1]。輸油臂的旋轉接頭是由合金鋼或不銹鋼材料制作而成，因其采用復式滾道，因而能夠承受苛酷的軸向、徑向及力矩載荷，并且具有轉動靈活、不泄漏的優勢特征。輸油臂在未與槽船對接時，呈現出在任意位置上均處于平衡狀態的特點，在對輸油臂設備進行維修時，其接頭的可拆式設計，不需要進一步分解外臂就能對密封圈進行檢查與更換，不僅可以不動用起吊設備，而且可以減少停機時間。

通常情況下，輸油臂由裝卸臂、緊急脫離裝置、電氣控制系統、液壓控制系統等部分構成，在具體使用過程中也可配備電液控制系統、超限報警系統、防靜電系統和潤滑劑集成加注系統等功能性模塊，從而促使輸油臂設備操作簡易和更加科學可靠地運行[2]。具體而言，裝卸臂由立柱、轉軸箱、支承箱、工藝管線、三維接頭、繩輪系統、驅動液壓缸等部分組成，在整個輸油臂體系中能發揮防止產生漂移電流并使船體與岸隔絕等功效；緊急脫離裝置裝配在裝卸臂三維接頭豎直位置，能夠在發生緊急狀況、需要進行緊急脫離時，快速實現臂與船的分離；電氣控制系統主要由電控柜和無線遙控器組成；而液壓控制系統則主要由液壓站、液壓分站構成。

2 故障排查

在了解輸油臂的主要組成部分的基礎上，有助于對輸油臂外臂的故障進行細化檢修。一般而言，在對輸油臂外臂的故障進行維修時，可以從液壓缸及鋼絲繩輪、液壓站、密封件、液壓控制這4 個方面進行排查。

2.1 液壓缸及鋼絲繩輪

液壓系統對輸油臂的運行起著關鍵的控制作用，如果輸油臂外臂出現不動作故障，則可以推測是液壓系統出現問題。在展開具體故障排查時，應該先對輸油臂的投產使用年限進行詳細了解，再對控制外臂的活塞式液壓缸運行正常與否進行檢查，如不能正常運轉，則可初步判定是其造成供壓故障。

此外，液壓缸通過活塞末端的鋼絲繩輪拉動鋼絲繩，在對輸油臂控制外臂的基礎上進行延伸和回收。在排查檢修時，要先看是否出現液壓缸加壓使鋼絲繩輪向外伸展時產生偏斜的情況。一般而言，鋼絲繩使用年限過長會出現拉長現象，將會加劇鋼絲繩在繩輪上出現張緊度不足的情況，從而致使松弛液壓缸充壓時，繩輪外張的前一段行程由于鋼絲繩松弛不受力而無法打開輸油臂外臂。在對輸油臂外臂進行排查時，可以使用人工手段將輸油臂外臂拉回到收臂狀態，然后對鋼絲繩端部的緊固螺栓進行進一步緊固，直至繩輪上的鋼絲繩達到一定的張緊度。值得注意的是，在這一過程中還要防止在進行繩輪動作時產生偏斜的境況，最后再將塑料墊塊安裝在液壓缸活塞末端的安裝繩輪部位[3]。

2.2 液壓站與液壓分站

完成對液壓缸及鋼絲繩輪的檢修后輸油臂外臂仍不動作，則需要對液壓站進行檢修。假如1 臺液壓總站控制著多臺輸油臂，在只有單臺或少量輸油臂出現故障，而剩余輸油臂都能正常運轉時，則可以判斷由液壓總站所供給的液壓屬于正常情況，這時就可以推測是輸油臂的液壓分站供壓不足。在應對這一情況時，應對液壓分站電磁閥進行拆檢，對溢流閥塊進行清洗，然后回裝試機觀察故障是否消除。如果仍未消除，則可以從同型號的輸油臂拆下同一控制線路的電磁閥組進行更換，然后查看試機狀況是否發生改變。

2.3 密封件

如果在試機過程中，出現了控制外臂的液壓缸在鋼絲繩輪外張到鋼絲繩拉緊時，無法繼續擴展鋼絲繩并打開外臂的情況，則可以判斷：輸油臂外臂不動作很可能是液壓缸內部活塞密封泄漏，加劇了液壓油竄缸，而出現活塞桿外張的液壓力不足所致。在面對這一情況時，只需要對液壓缸進行拆解，檢查內部密封件是否有磨損及老化現象。如若有，則需要對所有磨損老化密封件進行更換并回裝，試機時對輸油臂外臂的打開情況進行查看。

2.4 液壓控制

在對輸油臂外臂進行排查時，還可以對液壓控制進行診斷。首先查看內臂伸展、外臂伸展和水平轉向的控制液壓是否相同，然后將水平控制和外臂控制的液壓缸油管接頭進行拆卸，將從液壓總站過來的并且通過液壓分站的水平液壓管和外臂液壓缸油管接頭進行連接。如果在這一系列操作后，再試機時出現調換液壓管后的水平轉向仍然可以正常轉動，且調換液壓管后的外臂仍只是外臂向外小角度伸展后再無法打開的情況，則可以對輸油臂動力系統故障進行排查。如果試機時，在外臂微張狀態下可以聽到機械摩擦發出的聲音，則可以判斷故障位置是旋轉連接部位的機械結構[4]。圖1 所示為輸油臂回轉支承卡死。

圖1 回轉支承卡死

3 故障分析

3.1 現場調研，確保診斷結果的科學性

在對輸油臂外臂的故障進行原因分析時，為了保障結果的科學有效性，可以通過對設備進行現場調研的方法進行。如果調研得知操作人員定期注脂潤滑保養輸油臂的多個轉向節則可以對旋轉節部位故障進行排除。此外，還要向輸油臂設備生產廠家咨詢和外臂故障有關的部位以及細節，如果是控制外臂上、下的大鋼絲繩輪盤軸心回轉支撐滾珠，在下繩輪和整機的配重塊為同一軸心結構的情況下，可以對上、下繩輪進行拆卸。如果在維修時出現回轉支撐在輸油臂周圍被工藝管線阻擋的情況，則無法使用汽車吊作業，而這已經超出了人工維修能力，只能通過租賃船吊的方式，才能將上、下繩輪及配重塊卸下。

3.2 尋找故障位置，促進故障解決

在對輸油臂外臂故障進行原因分析時，如果依靠自身力量無法解決問題，則可以尋找具備維修能力的單位，并對整機的轉向節進行注脂保養。具體方式可以通過給最高位的輸油臂外臂與內臂之間的轉向節進行注脂，如果這一過程中無法注入，則可以拆卸轉向節螺塞，很有可能是槽內的潤滑脂已經固化，而固化的油脂會“抱緊”滾珠，從而導致滾珠失效，致使輸油臂外臂無法進行旋轉伸張[5]。

4 維修措施

4.1 通過油液分析，加強日常維護維修

經調查發現，輸油臂液壓系統故障很大程度上是油液污染所致，而油液污染也會影響輸油臂外臂的正常運行。為了有效解決這一問題，可以根據油液分析結果安排定期換油，在加強日常維護維修的基礎上，使輸油臂整體系統優質運行。具體而言，可以制定更換液壓油的周期，在穩定運行的前提下，通過采取油液檢測手段，對系統運行狀態進行跟蹤，及時更換劣化油液。

此外，由于油品性質的不同，操作手法的差異化也會導致檢測結果出現偏差，為此可以在使用過程中借助介電常數法油液分析儀，基于參考給定的“參數對照”，做好新油、舊油的參數比較，從而結合積累分析，科學安排換油。值得注意的是，監測工作需要以長期的數據積累做依據，才能滿足輸油臂外臂狀態維修的要求。在實際操作中，如果出現檢測數據表明油液品質存在惡化趨勢但可以正常使用的情況，往往也會安排換油。雖然在某種程度上造成了資源浪費，但在油液監測水平不高的情況下，這是保證輸油臂正常運行的可行方案。

4.2 借助科技手段，不斷完善維修體系架構

在對輸油臂外臂故障進行排查維修中，液壓系統故障診斷一直是工作重難點。如何快速確定輸油臂外臂的故障點，對故障原因進行科學判定，也是相關人員一直致力研究和探討的視域。隨著科學技術的發展，借助現代科技手段，不斷完善維修體系架構，促進設備系統的有效運轉。

為此，輸油臂外臂相關技術人員可以建立并推廣相關查詢軟件，在相關數據庫中輸入常規狀態下液壓元件的故障排除方法以及在實踐中積累的輸油臂常見故障和排除方法，有助于維修人員在維修時使用。另外，在將相關軟件作為典型元件故障診斷的同時，也要將實際工作中遇到的新案例和經驗總結及時輸入，從而對輸油臂外臂故障的維修體系和架構不斷進行擴充和完善，促進對外臂故障的有效解決[6]。

4.3 采取滲透清洗方法，促進設備系統有效運轉

由于輸油臂外臂高空位置的轉向節進行拆卸比較困難，因此可以采取滲透清洗的方法，促進設備系統有效運轉。首先可以經由轉向節上的螺塞孔向輸油臂外臂內灌注滲透清洗劑，滲透24 h 后向轉向節內加入機油并反復操作，直至外臂液壓缸活塞向正、反方向動作時外臂伸展角度越來越大，再用黃油槍向內、外臂轉向節內注入潤滑脂，直至外臂可伸展至最大展角狀態且無停頓、卡澀、異聲現象。

5 結束語

綜上所述，隨著時代的發展，僅靠經驗化操作已經難以滿足輸油臂外臂故障的分析與處理，需要借助現代化元素注入時代活力。文本在對輸油臂的組成部分、優勢特點、產品用途進行宏觀闡述后，又從微觀角度對輸油臂外臂的故障排查和原因分析進行闡述，最后從加強日常維修、借助科技化手段、采取科學有效方法3 個方面對故障的解決措施進行具體論述，旨在對輸油臂外臂的故障維修做出積極有益的探索。