裝載機儲氣罐炸裂故障分析.doc

裝載機儲氣罐炸裂故障分析去年冬季,某施工單位使用的同一公司生產(chǎn)的幾臺ZL50裝載機,連續(xù)發(fā)生三起儲氣罐炸裂故障，其中一起是在生產(chǎn)廠商進行了儲氣罐更換后再次發(fā)生的。筆者有幸被邀請和生產(chǎn)廠商技術(shù)人員一起對儲氣罐炸裂原因進行了分析，排除了故障，并對裝載機生產(chǎn)廠提供了整改建議。實踐證明當(dāng)時的分析和建議是合理的，在此簡述以供同行參考。1、故障現(xiàn)象描述出現(xiàn)儲氣罐炸裂現(xiàn)象的裝載機，其行車制動系統(tǒng)采用的是一般工程機械常用的氣頂油式鉗盤式制動系統(tǒng)，經(jīng)現(xiàn)場詢問駕駛員，儲氣罐炸裂現(xiàn)象均是在早晨裝載機啟動后不久發(fā)生的，被破壞的儲氣罐有炸裂的、有焊縫處開裂的。施工現(xiàn)場3臺同一型號的裝載機，其中2臺發(fā)生此故障，而另一臺只是發(fā)動機不一樣，卻沒有出現(xiàn)儲氣罐炸裂故障。2故障原因分析2、1制動系統(tǒng)簡述系統(tǒng)原理如圖1所示，腳制動系統(tǒng)由空氣壓縮機1、油水分離器組合閥2、雙通單向閥3、儲氣罐4、梭閥5、腳制動閥6、加力泵13、盤式制動器12等部件組成。發(fā)動機驅(qū)動空氣壓縮機時，壓縮空氣從空氣壓縮機1進入油水分離器組合閥2，過濾掉空氣中的水分及部分雜質(zhì)，同時保持系統(tǒng)壓力為0.68-0.7MPa，氣體通過雙通單向閥3進入儲氣罐4。正常行駛及作業(yè)時，使用左制動踏板，當(dāng)踩下左制動踏板時，左、右儲氣罐中的空氣分別進入前后加力泵，推動剎車油沿著管道進入前后驅(qū)動橋的盤式制動器12，推動活塞、摩擦片壓向制動盤；當(dāng)放松制動踏板時，加力泵中的壓縮空氣從制動閥的放氣孔排入大氣，制動狀態(tài)解除。2、2故障可能發(fā)生的原因（1）儲氣罐的質(zhì)量太差，承受不了組合閥安全保護所規(guī)定的壓力而炸裂。經(jīng)了解組合閥安全保護所規(guī)定的壓力0.9MPA。根據(jù)QC/T200-95標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，儲氣罐的耐壓性要求壓力應(yīng)為額定使用壓力的5倍，即應(yīng)該承受3.92MPa（0.78MPa*5）的壓力，不得有裂紋等缺陷。（2）油水分離器組合閥的原因。組合閥有兩種主要功能；一是排氣、油水分離的工輕盈，即當(dāng)氣體壓力超過0.78MPa時，排氣閥自動打開，同時過濾網(wǎng)下的油、水等雜質(zhì)自動排出；二是安全保護功能，即當(dāng)氣壓超過0.85-0.9MPa時安全閥打開，起到安全保護的作用。兩種作用失效，儲氣罐因得不到保護而損壞。（3）組合閥的設(shè)計與發(fā)動機空氣壓縮機的排量不匹配，若排氣閥出問題，安全閥即使打開，也存在繼續(xù)向儲氣罐充氣的可能。2.3故障可能發(fā)生的原因分析2.3.1儲氣缸的質(zhì)量太差儲氣罐的質(zhì)量太差主要是焊接問題，如果達不到國家規(guī)定的壓力窗口的焊接標(biāo)準(zhǔn)、試驗標(biāo)準(zhǔn)，儲氣罐必然會出現(xiàn)潛在的質(zhì)量隱患。2.3.2組合閥的故障組合閥的結(jié)構(gòu)如圖2所示，只有組合閥的兩個安全閥失效時，壓力的升高才會導(dǎo)致儲氣罐炸裂。border=0hspace=0onload=javascript:resizepic(this)onmousewheel=returnbbimg(this)src=/UploadFiles/Tech/20113/201103062355030257.gif/a）氣閥內(nèi)含有水分。從現(xiàn)場拆開組合閥來看，閥內(nèi)也確實含有水分，如果發(fā)動機停止工作后，寒冷的天氣使水結(jié)冰，排氣閥不能打開。進入排氣閥的水分有兩條途徑：一是從空壓機打出的氣體未充分冷凝空氣中的水分，這樣排氣閥不能有效排出空氣中的水分。組合閥安裝時要求從空壓機到組合閥的管道長度漢有小于2m，孔徑不小于12mm，才能使空氣充分凝凝析出其中的水分，實際上這臺裝載機的管長只有1.2m。某些廠家也有為使管路加長而纏繞了幾圈的。二是外界水分通過排氣閥的呼氣孔進入排氣閥。排氣閥的呼氣布置在錐體的表面上，如果呼氣孔處有水分，排氣閥不斷地打開和關(guān)閉會造成呼氣孔處的水分吸處排閥內(nèi)。而此發(fā)動機消音器上的流水正滴到油水分離器上。b）建立排氣閥打開壓力的小孔，由于濾網(wǎng)被雜物堵死，使排氣閥不能安全打開。c）儲氣罐布置在車頭內(nèi)，由于位置太高也不利于空氣中的水分排出（2）造成安全閥失效的原因：a）現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)安全閥的出廠時沒有用膠封口（有的安全閥出廠后進行了封口），未封口的安全閥如果松動而用戶又進行擰緊且超過設(shè)定的壓力，儲氣缸得不到應(yīng)有的保護而損壞。b）排氣閥未將空氣中的水分徹底分離而進入安全閥中，發(fā)動機停止工作后，寒冷的天氣使水結(jié)冰，再次工作時安全閥不能打開。2.3.3組合閥與發(fā)動機空氣壓縮機的排量不匹配該車使用的發(fā)動機，經(jīng)詢問其空氣壓縮機的排量大，而恰恰損壞的就是與此發(fā)動機配套的儲氣罐，排量的增大會造成兩種影響，一是進入排氣閥的水分增加；二是排氣閥損壞，安全閥即使打開，仍排不出大量氣體，存在向儲氣罐充氣的可能。總結(jié)以上分析，儲氣罐炸裂原因為：發(fā)動機空氣壓縮機的排量大，組合閥油水分離不徹底，致使組合閥內(nèi)存在相對較多的水分，同時制動系統(tǒng)管路水分也比其它機型增多，裝載機使用過程中不存在問題。一旦停車，管路水分冷卻匯流，從管路布置看，均流向油水分離組合閥，在寒冷的冬季，致使油水分離組合閥內(nèi)部存在結(jié)冰現(xiàn)象，勢必影響閥的安全壓力保護作用。在下次啟動時，短時間內(nèi)排氣閥及其安全閥均不起作用，空壓機一直處于向儲氣罐充氣狀態(tài)，在此期間，儲氣罐超過其承受壓力便會炸裂。若儲氣罐的承壓能力強一些，經(jīng)過一段時間以后，油水分離組合閥的排氣閥或安全閥就會因空壓機排氣熱量的增加使冰融化而起作用，工作趨于正常狀態(tài)。3解決措施從以上分析看，儲氣罐的故障原因是一個綜合性的因素，為此提出如下整改建議。3.1現(xiàn)場車整改措施由于受現(xiàn)場條件的制約，對系統(tǒng)整改相當(dāng)困難但必須解決故障問題，為些在儲氣罐上增設(shè)了安全閥，避免了儲氣罐壓力的升高，使故障現(xiàn)象得到了控制。3.2對生產(chǎn)廠商的建議針對儲氣罐本身可能存在的質(zhì)量問題，儲氣罐的制作應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求，并進行相應(yīng)的試驗。（1）針對排氣閥內(nèi)含水的問題采取如下措施：a）組合閥位置在管路上后移，一方面，增加空壓機組合閥的管道長度，使空氣充分冷凝以便析出空氣中的水分；另一方面，防止發(fā)動機消音器上的流水滴到油水分離器上，避免水從外界進入。b）將儲氣罐布置在組合閥下方以利于空氣中水分的排出，經(jīng)了解絕大部分廠家罐放置在后車架下方。c）對組合閥改造，排氣閥尾部改為漏斗形的結(jié)構(gòu)，在進氣口處設(shè)有立筋結(jié)構(gòu)以便有效地排除進氣中的水分。d）與發(fā)動機生產(chǎn)廠家聯(lián)系是否可降低空壓機的排量（2）針對安全閥的失效采取如下措施：a）在儲氣罐上增加安全閥以增加三級