井架背车液压系统故障诊断与处理

彭代君

（中国石化胜利油田分公司孤东采油厂，山东东营 257237）

井架背车是油田立、放、运输作业井架广泛应用的设备，井架背车液压系统的作用是辅助该车进行立、放井架作业，以确保立、放、运井架能够安全顺利完成。井架背车液压系统时常会出现一些故障。在生产施工现场，由于受生产计划和技术条件的制约，要求故障诊断人员准确、简便和高效地诊断出液压设备的故障；要求维修人员利用现有信息和现场的技术条件，尽可能减少拆装工作量，节省维修工时和费用，用最简便的技术手段，在尽可能短的时间内，准确地找出故障部位和发生故障的原因并加以修理，使系统恢复正常运行，并力求不再发生同样故障。基于此，本文归纳分析出井架背车常见液压系统故障现场快速诊断方法。

1 井架背车液压系统常见故障快速诊断方法

针对井架背车液压系统常见故障，在现场诊断中要遵循两个原则：一是要判明液压系统的工作条件和外围环境是否正常。需首先搞清楚是设备机械部分或电器控制部分故障，还是液压系统本身的故障，同时检查液压系统的各种条件是否符合正常运行的要求。二是在验证可能的故障原因时，一般从最易出现的故障原因或最易检验的地方开始，这样可减少装拆工作量，提高诊断速度。在坚持这两个原则的前提下，下面重点介绍几种故障诊断方法。

1.1 直观检查法

对于一些较为简单的故障，可以通过眼看、手摸、耳听和嗅闻等直观检查法对零部件进行检查。通过视觉检查能发现诸如破裂、漏油、松脱和变形等故障现象，从而可及时地维修或更换配件；用手握住油管（特别是胶管），当有压力油流过时会有振动的感觉，而无油液流过或压力过低时则没有这种现象。另外，手摸还可以用于判断带有机械传动部件的液压元件润滑情况是否良好，用手感觉一下元件壳体温度的变化，若元件壳体过热，则说明液压油过热；耳听可以判断机械零部件损坏造成的故障点和损坏程度，如液压泵吸空、溢流阀开启、元件发卡等故障都会发出如水的冲击声或“水锤声”等异常声；有些部件会由于过热、润滑不良和气蚀等原因而发出异味，通过嗅闻可以判断出故障点。2009年6月，安装队有两台井架背车相继出现空载大油门时起升井架液压缸缓慢起升、重载时不动作的故障现象。运用直观检查法，检查起升井架液压缸的内漏情况。最简单的方法是把起升井架液压缸升起，看其是否有明显的自由下降。结果下落明显，于是拆卸油缸检查，发现密封圈已磨损。更换密封圈后问题迅速得到解决。

1.2 对换诊断法

在维修现场缺乏诊断仪器或被查元件比较精密不宜拆开时，应采用此法。先将怀疑出现故障的元件拆下，换上新件或其他机器上工作正常、同型号的元件进行试验，若故障能够排除即可做出诊断。2009年1月，在作业施工井场，一台T815井架背车液压系统工作压力不够，根据经验怀疑是主安全阀出了故障。但是如果直接拆卸安全阀后再解体检查其状况，对于井架背车操作人员来说，不仅缺乏必要的工具，而且故障处理时间至少需要2 h。针对此情况，运用对换诊断法。将在附近现场同一型号的井架背车上的主安全阀与该安全阀进行了对换，试机时工作正常，证实原来的判断正确。解决此故障仅用了1 h。用对换诊断法检查故障，尽管受到结构、现场元件储备或拆卸不便等因素的限制，操作起来也可能比较麻烦，但对于如平衡阀、溢流阀、单向阀之类的体积小、易拆装的元件，采用此法还是较方便的。对换诊断法可以避免因盲目拆卸而导致液压元件的性能降低。对上述故障如果不用对换法检查，而直接拆下可疑的主安全阀并对其进行拆解，装复后则有可能会影响其性能。

1.3 原理推理法

工程机械液压系统的基本原理都是利用不同的液压元件、按照液压系统回路组合匹配而成的。当出现故障现象时可据此进行分析推理，初步判断出故障的部位和原因，采取相应对策，迅速予以排除。2008年10月，一台斯泰尔井架背车在作业井场出现故障：在没有工作载荷时试验正常，运转平稳，但是井架背车在起升井架过程时，发动机冒黑烟、功率下降（应视为泵负荷过大，发动机转速不足）。维修人员到现场后运用原理推断法解决该故障：根据无工作载荷时的情况，可排除发动机动力不足的故障，同时只能在液压系统中找原因。而根据正常工作载荷时的状况，可初步判断为发动机处于超负荷工作状态，这时就需要根据液压泵的工作原理进行分析。首先测量液压泵的压力。若压力偏低，则进行调整，加压力仍调不上去，则说明液压泵严重磨损。经检查测量液压泵的压力仅为7～9 MPa，明显低于液压系统的额定压力。拆卸液压泵后发现轴套已磨损，低压区泵壳内壁被齿轮严重“扫模”，侧壁也稍有磨损。由此可见，造成井架背车起升井架故障的主要原因为液压泵严重磨损：在低速运转时泵内泄漏严重；高速运转时，泵压力稍有提高，但由于泵的磨损及内泄，容积效率显著下降，很难达到额定压力。液压泵长时间工作又加剧了磨损，油温升高，由此造成液压元件磨损及密封件的老化、损坏，丧失密封能力，液压油变质，最后导致故障发生。更换液压泵，问题得到解决。

1.4 规律、常识判断法

现场液压系统故障诊断中，根据系统工作原理，要掌握一些规律或常识；一是分析故障过程是渐变还是突变。如果是渐变，一般是由于磨损导致原始尺寸与配合的改变而丧失原始功能；如果是突变，往往是零部件突然损坏所致，如弹簧折断、密封件损坏、运动件卡死或污物堵塞等，或者是连接部件松脱等原因造成的故障。二是要区分是易损件还是非易损件，或是处于高频重载下的运动件，或者为易发生故障的液压元件，如齿轮、油封、泵体、液压缸等。而处于低频、轻载或基本相对静止的元件，则不易发生故障，如换向阀、顺向阀、滑阀等就不易发生故障。2007年10月在作业井场一次立井架施工中，井架背车右液压千斤支腿在伸出后不能回位，但是活塞能够进行起升与收回动作。应用规律、常识判断法，因为此故障现象属于突变情况，分析为液压缸固定连接处松动脱落。经过拆卸检查，原因的确如此，最后经过电焊焊接解决问题。

2 应用效果

通过运用上述检测方法，在现场施工中，井架背车液压系统故障的排除更加快捷、准确，不但为生产节约了时间，而且在维修上节约了大量的人力、物力。2010年与2009年同期对比，现场施工中井架背车因查找排除液压系统故障所使用的时间相对节约了42%，而所消耗的配件资金也由35万元降低到21万元，节约了40%的配件资金消耗。

1安飞.液压系统故障诊断的实用方法浅析[J].煤矿机械,2005,（8）

2 王选尚.工程机械液压系统故障的现场检测与诊断[J].工程机械与维修,2000,(3)