滚轮架故障分析与处理措施

2016-02-04撰文佘彬

中国机械 2016年8期

关键词：故障分析处理

撰文/佘彬

■518000 深圳市中装建设集团股份有限公司广东深圳

滚轮架故障分析与处理措施

撰文/佘彬

■518000 深圳市中装建设集团股份有限公司广东深圳

我国是世界排名第二的能源消费国，原油进口依存度超过40%。为保障国家能源安全，海上油气资源的开采是国家战略的重要组成部分。而采用导管架上安装钻井平台是浅海采海常见方式，滚轮架是导管架生产时关键瓶颈工序中的关键设备，为提高其完好率和维修速度，采取人、机、料、法等措施，保证导管架生产平顺，极大提升产能。关键词：滚轮架；故障分析；处理

公司主要产品是海上钻井平台的导管架，其生产流程是先根据设计图纸，购置相应钢板，进场检验，把钢板下料成相应尺寸的，并根据焊缝要求倒角；然后卷制成管；再在纵缝车间焊接成管件；后在环缝车间把管件焊接接长；检验合格后，才能吊装拼接成片，再把相应的片拼装成导管架。因为下料、卷管和纵缝焊接都可独立进行的平行工作，然后汇合到环缝车间把其逐一拼接接长，相当于很多车道合并成一车道，很容易造成堵车，因此环缝焊接成了公司生产瓶颈，关键工作。

环缝的工作原理：先把滚轮架根据测量放线，摆放调整好，然后吊装相应管件到滚轮架上，再把焊接站的工作平台通过旋转或伸缩调整好位置，使其焊枪处于管件的正上方，这时需要滚轮架把管件缓慢转动，配合焊丝走丝焊接环缝，以保证焊接时处于水平焊接。

滚轮架是一种焊接辅助设备，主动滚轮架包括底座、主动滚轮、被动滚轮、电机、减速箱、控制系统等，从动滚轮架只包括底座、主动滚轮、被动滚轮；主、从动滚轮架都是独立的，根据管件的重量、尺寸和长度，可以一主多从任意组合。其工作原理是电机通过减速箱驱动主动滚轮，利用主动滚轮与钢管之间摩擦力带动工件旋转实现变位，可实现工件内外环缝的水平位置焊接，配套自动焊接设备可实现自动焊接，能大大提高焊缝质量，减轻劳动强度，提高工作效率。

大部分环缝需要焊接焊丝好多道的，基本上环缝焊接生产24小时不眠不休地工作。因此，本来环缝焊接就是公司关键工作，而保证用于环缝生产的滚轮架完好，发生故障后能快速修复，就更成为重中之重。

滚轮架发生故障及原因分析

a橡胶损坏：由于主动滚轮组与被动滚轮组不平行，成八字形，导致滚轮一端受力过大造成橡胶剥落；滚轮架没有摆放在调整好的钢轨上，滚轮受力不均、造成橡胶剥落；没有测量放线，钢管与滚轮架不平行，导致部分滚轮受力过大，加速橡胶剥落；受管件重压和焊接热影响老化损坏。

b传动轴断裂：超载运行；突然改变旋转方向；两滚轮组摆放成八字形挤压受力一端；摆放基础不平单个滚轮组超载。

c电机损坏：长时间使用；滚轮架超载运行。

d减速箱损坏：传动轴断裂，而滚轮被动继续转动，造成传动轴断面扭转顶坏减速箱；突然改变旋转方向，没有经过停止按钮就直接按反方向按钮，管件继续朝原方向惯性转动，而电机驱动减速箱反向转动，易造成齿轮冲击，损坏减速箱。

e定位螺栓损坏：管件重量大；两滚轮组与管件的夹角太大，导致其水平方向分力过大。

f轴承损坏：其承载过大；疲劳损坏；把接地线焊接在滚轮架上，导致滚柱与内外圈形成焊点损坏轴承。

为了保证公司的正常生产，提高滚轮架的完好率，加速修复的时效性，针对以上滚轮架发生的主要故障和原因，采取如下措施：

a加强培训和责任制管理：加强对操作手和维修工培训，特别是滚轮架的结构，工作原理，安全操作规程和维修保养管理程序等，并且定人定区域管理滚轮架，增强责任人员的责任心，当设备发生故障时，有人报修，有人维修；人为操作不当，有人负责。

b编制详细的安全操作规程：特别强调滚轮架摆放时要求测量放线找正，保证滚轮中心线的直线度和水平度小于2/10000mm；主动滚轮架组和被动滚轮架组对角线要相等（不得超过2mm）；摆放时滚轮架要错开焊缝，离焊缝不得小于1米，有预热要求的不得小于1.5米；编制螺栓孔位与管件直径的角度对应表，调整主动轮与被动的间距，保证焊件接定位角度80～110度；实际使用吨位一般只能在额定吨位1/3-1/2；焊接地线不能滚轮架上，以免损坏轴承；改变转动方向一定要先停止，不能直接反转。

c加强保养：编制保养制度，操作手做日常维修保养，设备区域清洁和开机前检查，如果发现设备有异常，应该及时报修；设备维修工严格作好月度保养，年度保养保养。

d巡查：维修工每天两次设备巡查，并记录，如发现操作手违规操作或野蛮作业，发出整改通知单，造成损失的，处罚相关责任人；发现设备有故障，不及时报修，造成其他设备的损失，处罚相关责任人，并通报部门。

e零配件库存备用

对所有滚轮架发生的故障、原因等进行统计，对于易损坏的配件保持适当的库存备用。根据近一年的统计，备用螺栓100套；电机两台；传动轴两根；减速箱两台；滚轮的胶皮特别容易损坏，综合考虑积压资金、存放占地方，滚轮200个。

f维修方法和工具改进①小型故障如发生定位螺栓剪切，电线破损，电机故障等，不用拆除传动轴的。加强维修工技能培训，增加其熟练程序，备用零配件，能及时维修。②大型维修方法和维修工具改进：大型维修如滚轮的传动轴断裂、胶皮脱落破损和减速箱损坏等，需把滚轮从传动轴上拆卸。原维修方法是：先把滚轮

组支架的底座固定螺栓拧除，然后叉运到维修平台，用拉马拆除轴承，然后把滚轮平放到专用的拆卸平台，用铜棒对准传动轴，大力击打铜棒，直到传动轴拆出，再把损坏件更换，按相反步骤组装。此方法存在的缺陷：由于单个滚轮重量都大于200Kg，要把一组滚轮平放到拆卸平台都不容易；滚轮与传动轴是通过键过盈配合联接，拆卸组装时，工作强度特别大，榔头击打不准易造成把住铜棒的工人受伤；工作效率特别低，两个工人一上午都拆卸不了一组滚轮。为此专门设计制作一台专用拆卸机器，该机器用电机带动齿轮油泵，再通过换向阀来控制液压缸伸出，用液压缸把传动轴压出或压入，替代以前工人用榔头大力击打传动轴，此机器优点是：滚轮组也不需要再平放，节省大量的时间；极大减轻工人劳动强度，减少工人受伤；极大地提高拆卸的速度；发现液压压力偏大，可轻敲击滚轮，以解除拆除中摩擦自锁，防止损坏轴孔。

采取这些措施后的前后效果对比

a采取这些措施以前：①操作人员在摆放滚轮架，不测量放线，凭感觉摆放；②摆放管件时，不考虑焊缝的位置，有时滚轮架距离焊缝不超过200mm，焊缝焊完，滚轮橡胶就报废；③有时焊工把焊机接地线直焊在滚轮架上，特别容易造成滚轮架轴承的损坏；④没有滚轮架与管的夹角表，同样的重物容易造成滚轮架水平受力过大，超载运行，胶皮容易脱落，螺栓剪切，而且有时把钢管放上去了后才发现夹角太大，又得把钢管重新吊移，重新调整滚轮架的距离，很浪费人力物力。⑤滚轮架损坏，一方面无人及时报修，另一方面即使报修，维修工也不能及时修复，生产部门着急使用，没有好的滚轮架，就用橡胶脱落的滚轮，造成各滚轮架受力不均，部分受力超载使用，更加容易造成原来是好的滚轮架加速损坏；甚至当焊接到一半时，由于带病的滚轮架损坏，又得把钢管吊移，更换滚轮架，严重浪费时间，耽误生产，而且对焊缝的质量也影响大；⑥维修员工4人负责滚轮架的维修，工作强度特别大，遇到损坏多的情况还要加班加点，工人疲于奔命。

b采取措施后：①加强培训，采取了责任制和巡查制后，如发现问题及时整改，操作员和维修工责任心加强，极大减少了因操作或使用不当而发生的设备故障。②库存适当的零配件，特别是制作滚轮拆装机，维修员工减少至2名，而且其不仅要负责滚轮架维修，而且负责10多台龙门吊的维修，极大节约了人工，减轻了维修人员的劳动强度，保证每一台使用的滚轮架都处于完好状态。