張明揚(yáng)

（大慶油田建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，黑龍江 大慶 163000）

1 立項(xiàng)依據(jù)及重要性

大慶油田建設(shè)集團(tuán)現(xiàn)有1臺GY70履帶式吊管機(jī)，投產(chǎn)于2009年。GY70型吊管機(jī)操作控制系統(tǒng)通過電控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，電控系統(tǒng)核心為微控制器，微控制器接收電比例控制手柄、設(shè)定開關(guān)、傳感器的各種信號，經(jīng)內(nèi)部程序計(jì)算處理后，輸出控制信號至電比例閥、電磁換向閥、信號裝置，對液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制和監(jiān)測。與傳統(tǒng)吊管機(jī)配置單獨(dú)的力矩限制器不同，該機(jī)將力矩限制器的功能集成到整個電控系統(tǒng)中。

經(jīng)現(xiàn)場使用后反饋，由于該機(jī)器本身采用的是電磁閥控制行走、變幅、起升及配重。電控設(shè)計(jì)、技術(shù)成熟度不夠，故障率較高，吊管機(jī)工作在高溫+50℃、極寒-35℃以及風(fēng)沙、雨淋的野外工作環(huán)境，電控的裝置怕潮濕，無法完全滿足實(shí)際施工需求。

2 國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

目前，國內(nèi)長輸管線建設(shè)正在加緊進(jìn)行，長輸管線干支線里程也在日益增長。

未來天然氣管道設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中，擴(kuò)大管徑、提高壓力和提升鋼級成為進(jìn)一步提高天然氣管道輸送能力的發(fā)展趨勢。從陜京一線管徑660mm、設(shè)計(jì)壓力6.4MPa、管材X60，到西一線管徑1016mm、設(shè)計(jì)壓力10MPa、管材X70，再到西二線、西三線管徑1219mm、設(shè)計(jì)壓力12MPa、管材X80，管徑尺寸越來越大，壓力越來越高，在建的中俄東線天然氣管道更是采用了管徑1422mm、壓力12MPa的工藝方案。這就對大噸位的管道施工機(jī)械提出了更高的要求。目前，70噸、90噸吊管機(jī)是管線施工的主力裝備，發(fā)揮了很大的作用。就管道公司而言，充分利用現(xiàn)有設(shè)備，完善自有設(shè)備施工能力是現(xiàn)在管道公司最經(jīng)濟(jì)的方式。

根據(jù)目前設(shè)備的狀況，我們提出在原基礎(chǔ)上對設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級改造，擬在有限的資金狀況下，提高設(shè)備的性能，達(dá)到正常的使用效果。通過技術(shù)改造，可有效延長設(shè)備使用壽命，避免重復(fù)進(jìn)行設(shè)備采購，達(dá)到即節(jié)約成本、又充分發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備施工能力的目的。

3 主要研究內(nèi)容、技術(shù)指標(biāo)、進(jìn)度安排

3.1 主要研究內(nèi)容

電子監(jiān)控系統(tǒng)、安全控制系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、行走轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)、吊機(jī)液壓系統(tǒng)等項(xiàng)目升級改造。

3.2 技術(shù)指標(biāo)

吊管機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T10136-1999、GB/T22352-2008。

3.3 項(xiàng)目依托工程及落實(shí)情況

中俄東線天然氣管道工程是我國建設(shè)的首條具有1422mm超大口徑、X80高鋼級、12kMp高壓力等級，具有世界級水平的天然氣管道工程。中段工程起自吉林長嶺縣，止于河北永清縣，新建管道1110公里，該工程地勢復(fù)雜、特殊，施工難度大，目前，公司的其余70、90噸級已經(jīng)全部上線，數(shù)量仍然無法達(dá)到作業(yè)要求，尤其隨著工程量的全面開展，因此，設(shè)備升級改造尤為重要。

4 升級改造具體內(nèi)容

對目前現(xiàn)有的吊管機(jī)進(jìn)行設(shè)備技術(shù)升級改造，使其在改造后符合國家標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到70噸級吊管機(jī)的技術(shù)性能。

4.1 電子監(jiān)控系統(tǒng)

電子監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對吊管機(jī)的發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及整機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)控,并自動判斷相應(yīng)部位被測量出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象,采用不同方式進(jìn)行報警。

（1）安裝和發(fā)動機(jī)配套的電子監(jiān)控系統(tǒng)。

（2）監(jiān)控裝置選用新型電子配套，滿足運(yùn)輸過程中拆除駕駛室時電器檢測儀直接暴露在外面時受淋受潮不損壞的能力。

（3）安裝VDO傳感器，性能可靠使用簡便故障率低。

4.2 安全控制系統(tǒng)

（1）安裝吊鉤高度限位裝置：高度限位裝置保護(hù)滑輪組和鋼絲繩不受損壞，避免機(jī)械事故的發(fā)生。

（2）安裝吊臂限位裝置：保護(hù)吊臂由于操作手失誤造成拉彎，避免機(jī)械事故的發(fā)生。吊管機(jī)未安裝緩沖器裝置的需重新安裝，吊臂到限位位置時通過緩沖器再接觸行程開關(guān)來控制液壓系統(tǒng)。吊臂限位系統(tǒng)增加緩沖器裝置，吊臂到限位位置時，通過緩沖器再接觸行程開關(guān)來控制液壓系統(tǒng)。

（3）安裝新式力矩限制器裝置：力矩限制器可以對吊鉤起吊重量和吊臂擺動幅度在駕駛室內(nèi)進(jìn)行顯示，并自動計(jì)算傾翻力矩的大小，根據(jù)傾翻力矩和穩(wěn)定力矩的比值進(jìn)行報警和限制。①力矩限制器裝置改造為最新型的配套產(chǎn)品，顯示器和主機(jī)集成到一塊，減少空間、操作方便。②安全控制線纜隱藏于吊臂內(nèi)側(cè)，有防護(hù)裝置防護(hù)，不暴露在外面。③拉力傳感器使用銷軸式結(jié)構(gòu)，有防護(hù)罩防護(hù)，避免配件損壞，使用壽命長。④角度傳感器及接線盒隱藏吊臂內(nèi)部不容易損壞。方便管線現(xiàn)場轉(zhuǎn)場，提高效率。

4.3 增加散熱系統(tǒng)

全液壓吊管機(jī)底盤行走采用變量泵、液壓馬達(dá)組成的閉式回路，由于液壓元件磨損和高壓泄漏等原因很容易造成液壓油溫度高。安裝液壓系統(tǒng)強(qiáng)制散熱系統(tǒng)，減緩液壓油問題升高，提高吊管機(jī)工作效率。

4.4 行走轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)

變量主泵、液壓馬達(dá)和控制系統(tǒng)等主要液壓原件采用進(jìn)口件，液壓管路重新布管。改造后行走、轉(zhuǎn)向操作靈活，集成化程度高。

4.5 吊機(jī)液壓系統(tǒng)升級改造

手動操作的液壓系統(tǒng)改為先導(dǎo)的操作系統(tǒng)，主閥、先導(dǎo)手柄、平衡閥等主要液壓原件采用進(jìn)口件，其他件采用國內(nèi)名牌產(chǎn)品，液壓管路重新布管。改造后，操作手的勞動強(qiáng)度大大降低，而且操作靈活，集成化程度高。

4.6 安裝上車工作泵及其附件

液壓泵采用德國力士樂產(chǎn)品，效率高且工作可靠。

4.7 安裝上車控制閥件

采用我公司成熟的技術(shù)，液壓先導(dǎo)手柄控制液壓換向大流量閥。使吊管機(jī)的行走、變幅、起升及配重四種動作都按比例控制。也就是手柄離開中位的位移大小與流量大小始終成比例增大，最大位移回中位始終成比例減小。重新安裝緩沖器裝置，吊臂到限位位置時，通過緩沖器再接觸行程開關(guān)來控制液壓系統(tǒng)。吊臂限位系統(tǒng)增加緩沖器裝置，吊臂到限位位置時通過緩沖器再接觸行程開關(guān)來控制液壓系統(tǒng)。

4.8 安裝液控多路換向閥及其附件

安裝大流量液控?fù)Q向閥，壓力損失小，精確控制密封好。改造部分的高壓膠管總成，都是我公司設(shè)生產(chǎn)制造的。其爆破壓力達(dá)120MPa,實(shí)際工作壓力28MPa，安全系數(shù)達(dá)4.3倍。

4.9 覆蓋件部分

由于操縱后移，左右翼板、地板等件更換，增加電瓶箱和儀表箱。改造后設(shè)備具備操作簡單，使用方便，方便于現(xiàn)場施工觀測的能力。第一，油料、性能試驗(yàn)調(diào)試。第二，更換全車潤滑油。

（1）改造要經(jīng)過吊重試驗(yàn)、爬坡試驗(yàn)、帶載行走試驗(yàn)、漆膜檢測、儀表電氣檢測、整機(jī)外觀檢測項(xiàng)目等每臺車出廠試驗(yàn)必試項(xiàng)目，嚴(yán)格保證整機(jī)的性能要求及安全要求。

（2）對整車進(jìn)行拆解，檢查，清理，結(jié)構(gòu)件拋丸，重新噴底層防銹漆，中層漆，最后噴面漆。

5 技術(shù)改造的市場前景和經(jīng)濟(jì)效益分析

經(jīng)過以上技術(shù)升級改造后，可保證吊管機(jī)正常運(yùn)行10年以上（期間需進(jìn)行常規(guī)性的維護(hù)保養(yǎng)等），在管道施工工程上起到重要的作用，提高該型設(shè)備完好率、利用率，強(qiáng)化我公司在管道建設(shè)上的施工能力。