输油臂外臂故障维修探析

杨大军

（南京港股份有限公司，江苏南京 210012）

0 引言

外臂是输油臂的主要部分，输油臂外臂发生故障会对整个机械系统产生直接的不良影响。要想设备正常运行，定期做好对输油臂外臂关键部位的维修与保养起着至关重要的作用。本文在对输油臂相关知识进行概述的基础上，对其故障排查与原因分析做出具体阐述，并给出行之有效的解决措施与优化方案。

1 输油臂概述

输油臂系统是安装或浮于码头之上，用于码头与槽船管道之间传输液相和气相介质的专用设备。比如常见的船用输油臂就是具有适应不同潮汐、干舷及船体运动的能力的且安装在码头上用于液体介质装卸作业的设备[1]。输油臂的旋转接头是由合金钢或不锈钢材料制作而成，因其采用复式滚道，因而能够承受苛酷的轴向、径向及力矩载荷，并且具有转动灵活、不泄漏的优势特征。输油臂在未与槽船对接时，呈现出在任意位置上均处于平衡状态的特点，在对输油臂设备进行维修时，其接头的可拆式设计，不需要进一步分解外臂就能对密封圈进行检查与更换，不仅可以不动用起吊设备，而且可以减少停机时间。

通常情况下，输油臂由装卸臂、紧急脱离装置、电气控制系统、液压控制系统等部分构成，在具体使用过程中也可配备电液控制系统、超限报警系统、防静电系统和润滑剂集成加注系统等功能性模块，从而促使输油臂设备操作简易和更加科学可靠地运行[2]。具体而言，装卸臂由立柱、转轴箱、支承箱、工艺管线、三维接头、绳轮系统、驱动液压缸等部分组成，在整个输油臂体系中能发挥防止产生漂移电流并使船体与岸隔绝等功效；紧急脱离装置装配在装卸臂三维接头竖直位置，能够在发生紧急状况、需要进行紧急脱离时，快速实现臂与船的分离；电气控制系统主要由电控柜和无线遥控器组成；而液压控制系统则主要由液压站、液压分站构成。

2 故障排查

在了解输油臂的主要组成部分的基础上，有助于对输油臂外臂的故障进行细化检修。一般而言，在对输油臂外臂的故障进行维修时，可以从液压缸及钢丝绳轮、液压站、密封件、液压控制这4 个方面进行排查。

2.1 液压缸及钢丝绳轮

液压系统对输油臂的运行起着关键的控制作用，如果输油臂外臂出现不动作故障，则可以推测是液压系统出现问题。在展开具体故障排查时，应该先对输油臂的投产使用年限进行详细了解，再对控制外臂的活塞式液压缸运行正常与否进行检查，如不能正常运转，则可初步判定是其造成供压故障。

此外，液压缸通过活塞末端的钢丝绳轮拉动钢丝绳，在对输油臂控制外臂的基础上进行延伸和回收。在排查检修时，要先看是否出现液压缸加压使钢丝绳轮向外伸展时产生偏斜的情况。一般而言，钢丝绳使用年限过长会出现拉长现象，将会加剧钢丝绳在绳轮上出现张紧度不足的情况，从而致使松弛液压缸充压时，绳轮外张的前一段行程由于钢丝绳松弛不受力而无法打开输油臂外臂。在对输油臂外臂进行排查时，可以使用人工手段将输油臂外臂拉回到收臂状态，然后对钢丝绳端部的紧固螺栓进行进一步紧固，直至绳轮上的钢丝绳达到一定的张紧度。值得注意的是，在这一过程中还要防止在进行绳轮动作时产生偏斜的境况，最后再将塑料垫块安装在液压缸活塞末端的安装绳轮部位[3]。

2.2 液压站与液压分站

完成对液压缸及钢丝绳轮的检修后输油臂外臂仍不动作，则需要对液压站进行检修。假如1 台液压总站控制着多台输油臂，在只有单台或少量输油臂出现故障，而剩余输油臂都能正常运转时，则可以判断由液压总站所供给的液压属于正常情况，这时就可以推测是输油臂的液压分站供压不足。在应对这一情况时，应对液压分站电磁阀进行拆检，对溢流阀块进行清洗，然后回装试机观察故障是否消除。如果仍未消除，则可以从同型号的输油臂拆下同一控制线路的电磁阀组进行更换，然后查看试机状况是否发生改变。

2.3 密封件

如果在试机过程中，出现了控制外臂的液压缸在钢丝绳轮外张到钢丝绳拉紧时，无法继续扩展钢丝绳并打开外臂的情况，则可以判断：输油臂外臂不动作很可能是液压缸内部活塞密封泄漏，加剧了液压油窜缸，而出现活塞杆外张的液压力不足所致。在面对这一情况时，只需要对液压缸进行拆解，检查内部密封件是否有磨损及老化现象。如若有，则需要对所有磨损老化密封件进行更换并回装，试机时对输油臂外臂的打开情况进行查看。

2.4 液压控制

在对输油臂外臂进行排查时，还可以对液压控制进行诊断。首先查看内臂伸展、外臂伸展和水平转向的控制液压是否相同，然后将水平控制和外臂控制的液压缸油管接头进行拆卸，将从液压总站过来的并且通过液压分站的水平液压管和外臂液压缸油管接头进行连接。如果在这一系列操作后，再试机时出现调换液压管后的水平转向仍然可以正常转动，且调换液压管后的外臂仍只是外臂向外小角度伸展后再无法打开的情况，则可以对输油臂动力系统故障进行排查。如果试机时，在外臂微张状态下可以听到机械摩擦发出的声音，则可以判断故障位置是旋转连接部位的机械结构[4]。图1 所示为输油臂回转支承卡死。

图1 回转支承卡死

3 故障分析

3.1 现场调研，确保诊断结果的科学性

在对输油臂外臂的故障进行原因分析时，为了保障结果的科学有效性，可以通过对设备进行现场调研的方法进行。如果调研得知操作人员定期注脂润滑保养输油臂的多个转向节则可以对旋转节部位故障进行排除。此外，还要向输油臂设备生产厂家咨询和外臂故障有关的部位以及细节，如果是控制外臂上、下的大钢丝绳轮盘轴心回转支撑滚珠，在下绳轮和整机的配重块为同一轴心结构的情况下，可以对上、下绳轮进行拆卸。如果在维修时出现回转支撑在输油臂周围被工艺管线阻挡的情况，则无法使用汽车吊作业，而这已经超出了人工维修能力，只能通过租赁船吊的方式，才能将上、下绳轮及配重块卸下。

3.2 寻找故障位置，促进故障解决

在对输油臂外臂故障进行原因分析时，如果依靠自身力量无法解决问题，则可以寻找具备维修能力的单位，并对整机的转向节进行注脂保养。具体方式可以通过给最高位的输油臂外臂与内臂之间的转向节进行注脂，如果这一过程中无法注入，则可以拆卸转向节螺塞，很有可能是槽内的润滑脂已经固化，而固化的油脂会“抱紧”滚珠，从而导致滚珠失效，致使输油臂外臂无法进行旋转伸张[5]。

4 维修措施

4.1 通过油液分析，加强日常维护维修

经调查发现，输油臂液压系统故障很大程度上是油液污染所致，而油液污染也会影响输油臂外臂的正常运行。为了有效解决这一问题，可以根据油液分析结果安排定期换油，在加强日常维护维修的基础上，使输油臂整体系统优质运行。具体而言，可以制定更换液压油的周期，在稳定运行的前提下，通过采取油液检测手段，对系统运行状态进行跟踪，及时更换劣化油液。

此外，由于油品性质的不同，操作手法的差异化也会导致检测结果出现偏差，为此可以在使用过程中借助介电常数法油液分析仪，基于参考给定的“参数对照”，做好新油、旧油的参数比较，从而结合积累分析，科学安排换油。值得注意的是，监测工作需要以长期的数据积累做依据，才能满足输油臂外臂状态维修的要求。在实际操作中，如果出现检测数据表明油液品质存在恶化趋势但可以正常使用的情况，往往也会安排换油。虽然在某种程度上造成了资源浪费，但在油液监测水平不高的情况下，这是保证输油臂正常运行的可行方案。

4.2 借助科技手段，不断完善维修体系架构

在对输油臂外臂故障进行排查维修中，液压系统故障诊断一直是工作重难点。如何快速确定输油臂外臂的故障点，对故障原因进行科学判定，也是相关人员一直致力研究和探讨的视域。随着科学技术的发展，借助现代科技手段，不断完善维修体系架构，促进设备系统的有效运转。

为此，输油臂外臂相关技术人员可以建立并推广相关查询软件，在相关数据库中输入常规状态下液压元件的故障排除方法以及在实践中积累的输油臂常见故障和排除方法，有助于维修人员在维修时使用。另外，在将相关软件作为典型元件故障诊断的同时，也要将实际工作中遇到的新案例和经验总结及时输入，从而对输油臂外臂故障的维修体系和架构不断进行扩充和完善，促进对外臂故障的有效解决[6]。

4.3 采取渗透清洗方法，促进设备系统有效运转

由于输油臂外臂高空位置的转向节进行拆卸比较困难，因此可以采取渗透清洗的方法，促进设备系统有效运转。首先可以经由转向节上的螺塞孔向输油臂外臂内灌注渗透清洗剂，渗透24 h 后向转向节内加入机油并反复操作，直至外臂液压缸活塞向正、反方向动作时外臂伸展角度越来越大，再用黄油枪向内、外臂转向节内注入润滑脂，直至外臂可伸展至最大展角状态且无停顿、卡涩、异声现象。

5 结束语

综上所述，随着时代的发展，仅靠经验化操作已经难以满足输油臂外臂故障的分析与处理，需要借助现代化元素注入时代活力。文本在对输油臂的组成部分、优势特点、产品用途进行宏观阐述后，又从微观角度对输油臂外臂的故障排查和原因分析进行阐述，最后从加强日常维修、借助科技化手段、采取科学有效方法3 个方面对故障的解决措施进行具体论述，旨在对输油臂外臂的故障维修做出积极有益的探索。