賈付澤

（中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司，廣東深圳 518000）

0 引言

平臺(tái)吊車屬于海上采油平臺(tái)的重要設(shè)備，其運(yùn)行正常與否關(guān)系到平臺(tái)的方方面面，如正常生產(chǎn)物資的轉(zhuǎn)運(yùn)、平臺(tái)人員的生活物資的保障。一旦出現(xiàn)問(wèn)題，輕則影響生產(chǎn)作業(yè)進(jìn)度，重則導(dǎo)致生產(chǎn)安全事故，因此吊車設(shè)備是海上維修人員的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象。平臺(tái)吊車出現(xiàn)故障或失靈的情況也是多種多樣的，需要根據(jù)故障類別和原因區(qū)別對(duì)待，并采用不同的方法進(jìn)行處理、應(yīng)對(duì)，才能盡快恢復(fù)吊車的正常運(yùn)行。

1 平臺(tái)吊車應(yīng)用現(xiàn)狀

某海上采油平臺(tái)采用中國(guó)華南船舶機(jī)械廠（SCM）生產(chǎn)的平臺(tái)吊機(jī)，型號(hào)為YOHG2500-30t-45ft（8t-108ft），由一臺(tái)卡特彼勒柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，基座式可變幅吊機(jī)，最大工作半徑33 m，最大吊重貨物30 t。其主要結(jié)構(gòu)部件有吊車基座、吊臂、A 字架、柴油機(jī)、液壓泵、液壓馬達(dá)、控制閥、滾筒及鋼絲繩等，工作原理是：柴油機(jī)做為原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵生產(chǎn)能液壓能，利用液壓油做為傳動(dòng)介質(zhì)，通過(guò)各路控制閥門后驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)，將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闈L筒旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能，通過(guò)滾筒上鋼絲繩的回收與釋放實(shí)現(xiàn)吊裝貨品的提升或下放。

本吊車的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為開(kāi)式回路系統(tǒng)，吊臂與旋轉(zhuǎn)、大鉤與小鉤分別使用一套柱塞式液壓泵提供的液壓油，通過(guò)液壓閥件的換向來(lái)控制各個(gè)滾筒的旋轉(zhuǎn)方向，再利用液壓比例閥，通過(guò)手柄操作幅度的大小來(lái)控制各滾筒的旋轉(zhuǎn)速度（圖1）。

圖1 平臺(tái)吊車

2 吊車無(wú)法啟動(dòng)的故障分析及處理方案

在海上平臺(tái)，吊車最常見(jiàn)的故障就是無(wú)法啟動(dòng)，按原因可分為吊車系統(tǒng)故障和原動(dòng)機(jī)故障兩大類。

2.1 吊車系統(tǒng)故障

在吊車系統(tǒng)中，柴油機(jī)是一個(gè)原動(dòng)機(jī)的角色，并不是一個(gè)單獨(dú)的存在，所以吊車的柴油機(jī)無(wú)法啟動(dòng)故障不可能只是其本身的問(wèn)題，也可能是由其他系統(tǒng)故障導(dǎo)致的。

2.1.1 控制電路故障

吊車電路有480 V 的總電路電源和24 V 的控制電源兩種，電源有問(wèn)題將導(dǎo)致電磁閥無(wú)法動(dòng)作、吊車無(wú)法從駕駛室正常啟動(dòng)，可以從以下5 個(gè)方面進(jìn)行逐一排查或維修。

（1）首先檢查駕駛室的故障指示燈，確認(rèn)總電源是否正常，再根據(jù)故障指示燈的檢查結(jié)果初步確認(rèn)故障點(diǎn)位置。

（2）通過(guò)通/斷駕駛室內(nèi)的24 V 電源開(kāi)關(guān)，觀察駕駛室內(nèi)下方的24 V 電磁閥送電后相關(guān)電磁閥控制的二位四通閥是否動(dòng)作，以判斷電磁閥本體是否故障。

（3）啟動(dòng)氣路的電磁閥線圈故障，會(huì)導(dǎo)致啟動(dòng)柴油機(jī)的氣動(dòng)馬達(dá)的先導(dǎo)氣路無(wú)法正常打開(kāi)，啟動(dòng)馬達(dá)則無(wú)法正常動(dòng)作?？梢詫⑾嚓P(guān)電磁閥的接頭拆出，用多用表測(cè)試接頭處的輸入電壓是否為24 V，如果輸入電壓正常，則再測(cè)量電磁閥線圈電阻的阻值（正常阻值約20～35 Ω）；如果電阻偏大或無(wú)窮大，則應(yīng)更換電磁閥的線圈或整體。

（4）檢查接線箱內(nèi)電纜是否牢固，可以手動(dòng)檢查每一根接線或利用線紅外熱成相儀檢查出溫度異常的電纜，并對(duì)其進(jìn)行檢查。

（5）檢查確認(rèn)柴油機(jī)熄火按鈕是否卡住或彈簧斷裂，導(dǎo)致一直有關(guān)斷信息輸出、從而使柴油機(jī)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)失效。該原因?qū)е碌墓收?，只要將按鈕修復(fù)或更換則可以恢復(fù)啟動(dòng)功能。

2.1.2 柴油機(jī)導(dǎo)致的液壓泵故障

柴油機(jī)帶動(dòng)液壓泵為吊車提供壓力源，如果液壓泵故障，則內(nèi)部摩擦增大、甚至卡死，會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)啟動(dòng)阻力變大，甚至啟動(dòng)馬達(dá)無(wú)法帶動(dòng)柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，最終啟動(dòng)失敗?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)柴油機(jī)的手動(dòng)盤車或機(jī)泵脫離，確認(rèn)是否由于液壓泵故障導(dǎo)致柴油機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。如果為液壓泵的故障，可以通過(guò)維修液壓泵或更換解決。

2.1.3 空氣罐內(nèi)壓力不足或電池電壓不足

該柴油機(jī)型號(hào)為卡特彼勒3406，有氣馬達(dá)啟動(dòng)和電馬達(dá)啟動(dòng)兩種方式。如果系統(tǒng)空氣罐內(nèi)壓力太低（小于120 psi）或電池電壓不足（小于24 V），則無(wú)法保證正常驅(qū)動(dòng)柴油機(jī)的啟動(dòng)馬達(dá)，以至于柴油機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)速太低、不能使柴油機(jī)內(nèi)部燃?xì)獗粔喝己筮M(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)?？梢圆扇〉拇胧┯校簷z查空氣罐和管線是否泄漏，生產(chǎn)共用氣系統(tǒng)是否正常；檢查電池電解液位，并對(duì)電池進(jìn)行充電或更換。

2.2 柴油機(jī)自身故障

首先，需要了解卡特比勒3406 柴油機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程：按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，24 V 電打開(kāi)氣路電磁閥，控制氣源通過(guò)電磁閥進(jìn)入氣啟動(dòng)馬達(dá)，將氣啟動(dòng)馬達(dá)的嚙齒向前推動(dòng)后，再打開(kāi)主氣源的先導(dǎo)閥，使主氣源可以驅(qū)動(dòng)氣啟動(dòng)馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)柴油機(jī)開(kāi)始低速轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)使柴油機(jī)的6 個(gè)氣缸活塞動(dòng)作，向下運(yùn)動(dòng)的活塞開(kāi)始第一個(gè)行程——吸入空氣，空氣通過(guò)分配器分別進(jìn)入到各缸；曲軸上飛輪的驅(qū)動(dòng)使活塞向上運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行第二個(gè)行程——壓縮空氣，同時(shí)產(chǎn)生高溫；在活塞在即將到達(dá)壓縮上止點(diǎn)的前10°～35°時(shí)，高壓柴油通過(guò)噴油嘴噴入缸體，并與高溫空氣充分混合，當(dāng)缸內(nèi)溫度達(dá)到柴油的自燃溫度（600 K，即326.85 ℃）時(shí)，缸內(nèi)混合氣爆燃，高壓高溫的燃燒氣體推動(dòng)活塞向下，并開(kāi)始第三個(gè)行程——對(duì)活塞做功；當(dāng)活塞再次到達(dá)下止點(diǎn)后，活塞向上完成第四個(gè)行程——排氣，并準(zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。由于氣缸內(nèi)不斷的燃燒、做功，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速上升，最終脫離啟動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)、完成啟動(dòng)過(guò)程。

顯然，柴油是啟動(dòng)柴油機(jī)的關(guān)鍵。下面將分為無(wú)柴油進(jìn)入氣缸和有柴油進(jìn)入氣缸兩種情況，來(lái)分析啟動(dòng)失敗故障。

2.2.1 無(wú)柴油進(jìn)入氣缸

（1）柴油機(jī)燃油管線有漏氣、氣堵、臟堵或油管破裂現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，漏氣常發(fā)生在密封面上?？梢詢?yōu)先檢查密封點(diǎn)，排除柴油管線空氣、清洗堵塞油管、更換油過(guò)濾器、油水過(guò)濾器和更換破裂油管解決由這類問(wèn)題引起的啟動(dòng)故障。

（2）油路開(kāi)關(guān)未打開(kāi)、熄火閥門未自動(dòng)復(fù)位或油箱柴油太少，導(dǎo)致的啟動(dòng)失敗。由于柴油機(jī)油斷路閥是由電磁閥控制油路關(guān)斷，從外觀上不容易確認(rèn)它是否在打開(kāi)的位置，可以通過(guò)檢查電磁閥電阻或使用手泵按壓確認(rèn)油路的是否通暢，如果油斷路閥故障則進(jìn)行更換或維修。通過(guò)檢查油路上所有閥門開(kāi)關(guān)狀態(tài)，確保油路閥門處于打開(kāi)狀態(tài)，檢查柴油箱液位，確保柴油液位正常。

（3）燃油中含水較高，導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。實(shí)際使用過(guò)程中，柴油中有水滲入可能是由于柴油箱的密封失效，或柴油運(yùn)輸過(guò)程導(dǎo)致的質(zhì)量問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)觀察油箱底部排出液體的含水量來(lái)判斷柴油是否被水污染，也可以觀察啟動(dòng)時(shí)排煙是否為大量白煙來(lái)判斷。如果油箱內(nèi)水污染較輕，則可以排除油箱底部污水解決問(wèn)題，但如果油水混合較明顯，則必需通過(guò)更換燃油、更換油水分離器，并全面清洗燃油管線以及全面檢查柴油密封，以確保此類故障不再發(fā)生。

（4）柴油輸送泵（低壓油泵）故障。柴油機(jī)的輸送泵由內(nèi)部凸輪頂起柱塞，再利用出入口兩個(gè)單向閥，使得柴油往一個(gè)方向輸送。輸送泵故障會(huì)使高壓柱塞泵入口柴油流量不足，導(dǎo)致無(wú)法正常工作?？梢酝ㄟ^(guò)柴油機(jī)自帶的柴油壓力表進(jìn)行檢查，柴油輸送泵正常出口工作壓力為45～60 psi，如果壓力值很低，在排除前端過(guò)濾器因素后，則很可能柴油輸送泵的單向閥故障，可以維修輸送泵的單向閥或更換輸送泵解決故障。

（5）高壓油泵故障導(dǎo)致的啟動(dòng)失敗。檢查高壓油泵與調(diào)速器的供油桿是否脫落，同時(shí)也可以將某一缸的高壓油管脫開(kāi)，檢查盤車時(shí)高壓油管是否有柴油噴出，以此確認(rèn)高壓油泵是否工作正常。

2.2.2 有柴油進(jìn)入氣缸及其他原因?qū)е聠?dòng)失敗

有柴油進(jìn)入氣缸時(shí)的柴油機(jī)啟動(dòng)失敗，基本上是由于其他原因?qū)е碌摹＞唧w原因及相應(yīng)解決措施如下：

（1）環(huán)境溫度太低，或使用了錯(cuò)誤牌號(hào)的柴油。低溫這種情況在南海比較少，華南船機(jī)設(shè)計(jì)的工作溫度為7～36.1 ℃，如果現(xiàn)場(chǎng)溫度比設(shè)計(jì)溫度低得不是太多，可以采用延長(zhǎng)啟動(dòng)盤車時(shí)間或多次啟動(dòng)來(lái)解決。如果是使用錯(cuò)誤牌號(hào)的柴油，可能會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)火困難，這時(shí)可以通過(guò)更換正確牌號(hào)的柴油來(lái)解決，現(xiàn)場(chǎng)多使用0#柴油就可以滿足使用要求。

（2）啟動(dòng)馬達(dá)故障。平臺(tái)吊車柴油機(jī)的啟動(dòng)馬達(dá)有氣馬達(dá)與電馬達(dá)兩種，只是動(dòng)力源不同，但都是通過(guò)啟動(dòng)馬達(dá)的齒輪與柴油機(jī)的飛輪齒咬合，將不同能量的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為柴油機(jī)的動(dòng)能，最終使柴油機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到120 r/min 以上，柴油機(jī)氣缸內(nèi)的柴油實(shí)現(xiàn)壓燃。檢查過(guò)程中可以通過(guò)觀察柴油機(jī)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和傾聽(tīng)馬達(dá)轉(zhuǎn)運(yùn)的聲音判斷是否馬達(dá)故障。有兩種啟動(dòng)方式的吊車柴油機(jī)，當(dāng)一種方式啟動(dòng)失敗后，可以采用另一種啟動(dòng)方式啟動(dòng)柴油機(jī)，待吊車使用完畢后，對(duì)有故障的啟動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行維修或更換解決問(wèn)題。一般氣啟動(dòng)馬達(dá)為軸承故障和內(nèi)部卡阻故障較為常見(jiàn)，可以拆解后清潔或更換相關(guān)軸承修復(fù)。

（3）外界空氣進(jìn)入柴油機(jī)氣缸導(dǎo)致氣路不暢。柴油機(jī)的進(jìn)氣流程是：空氣經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾器→通過(guò)進(jìn)氣應(yīng)急關(guān)斷閥，然后被渦輪增加器增壓→增壓后的高溫空氣通過(guò)中冷器冷卻后、被送入氣缸，與柴油燃?xì)饣旌虾笕紵鞴蟆ㄟ^(guò)排氣管驅(qū)動(dòng)渦輪后排向大氣。解決故障的具體措施有：優(yōu)先檢查更換空氣過(guò)濾器，確認(rèn)應(yīng)急關(guān)斷閥是否為打開(kāi)狀態(tài)，如果故障仍未解除則需要進(jìn)一步清潔中冷器、檢查氣缸氣門是否能正常打開(kāi)。

（4）排煙管堵塞。檢查排煙管的蓋板是否活動(dòng)正常，清潔排煙消聲器，確認(rèn)排煙管通暢，必要時(shí)檢查排氣門能否正常打開(kāi)。

（5）柴油供油提前角偏差太大或壓力不足?？梢詸z查高壓油泵連接是否正常，脫開(kāi)6 根高壓油管，手動(dòng)盤車，觀察活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)各缸的出油狀態(tài)判斷噴油順序，更換高壓油泵可以快速解決高壓不足的問(wèn)題。

（6）柴油機(jī)氣缸故障。這種情況下應(yīng)檢查氣缸套與氣缸環(huán)是否發(fā)生磨損，氣缸蓋、氣門的密封是否正常。

3 結(jié)束語(yǔ)

海上平臺(tái)上柴油機(jī)型的吊車應(yīng)用比較多，多年的實(shí)踐也證明，柴油機(jī)型吊車是最可靠的設(shè)備之一。當(dāng)然，其前提是要做到勤保養(yǎng)，有小故障時(shí)及時(shí)修復(fù)，防范于未然，只有這樣才能提高吊車的使用率，使其在生產(chǎn)中發(fā)揮更大的效益。