裝載機(jī)儲(chǔ)氣罐炸裂故障分析.doc

裝載機(jī)儲(chǔ)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(tái)ZL50裝載機(jī),連續(xù)發(fā)生三起儲(chǔ)氣罐炸裂故障，其中一起是在生產(chǎn)廠商進(jìn)行了儲(chǔ)氣罐更換后再次發(fā)生的。筆者有幸被邀請(qǐng)和生產(chǎn)廠商技術(shù)人員一起對(duì)儲(chǔ)氣罐炸裂原因進(jìn)行了分析，排除了故障，并對(duì)裝載機(jī)生產(chǎn)廠提供了整改建議。實(shí)踐證明當(dāng)時(shí)的分析和建議是合理的，在此簡(jiǎn)述以供同行參考。1、故障現(xiàn)象描述出現(xiàn)儲(chǔ)氣罐炸裂現(xiàn)象的裝載機(jī)，其行車制動(dòng)系統(tǒng)采用的是一般工程機(jī)械常用的氣頂油式鉗盤式制動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)詢問(wèn)駕駛員，儲(chǔ)氣罐炸裂現(xiàn)象均是在早晨裝載機(jī)啟動(dòng)后不久發(fā)生的，被破壞的儲(chǔ)氣罐有炸裂的、有焊縫處開裂的。施工現(xiàn)場(chǎng)3臺(tái)同一型號(hào)的裝載機(jī)，其中2臺(tái)發(fā)生此故障，而另一臺(tái)只是發(fā)動(dòng)機(jī)不一樣，卻沒有出現(xiàn)儲(chǔ)氣罐炸裂故障。2故障原因分析2、1制動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)述系統(tǒng)原理如圖1所示，腳制動(dòng)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)1、油水分離器組合閥2、雙通單向閥3、儲(chǔ)氣罐4、梭閥5、腳制動(dòng)閥6、加力泵13、盤式制動(dòng)器12等部件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)時(shí)，壓縮空氣從空氣壓縮機(jī)1進(jìn)入油水分離器組合閥2，過(guò)濾掉空氣中的水分及部分雜質(zhì)，同時(shí)保持系統(tǒng)壓力為0.68-0.7MPa，氣體通過(guò)雙通單向閥3進(jìn)入儲(chǔ)氣罐4。正常行駛及作業(yè)時(shí)，使用左制動(dòng)踏板，當(dāng)踩下左制動(dòng)踏板時(shí)，左、右儲(chǔ)氣罐中的空氣分別進(jìn)入前后加力泵，推動(dòng)剎車油沿著管道進(jìn)入前后驅(qū)動(dòng)橋的盤式制動(dòng)器12，推動(dòng)活塞、摩擦片壓向制動(dòng)盤；當(dāng)放松制動(dòng)踏板時(shí)，加力泵中的壓縮空氣從制動(dòng)閥的放氣孔排入大氣，制動(dòng)狀態(tài)解除。2、2故障可能發(fā)生的原因（1）儲(chǔ)氣罐的質(zhì)量太差，承受不了組合閥安全保護(hù)所規(guī)定的壓力而炸裂。經(jīng)了解組合閥安全保護(hù)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(chǔ)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(guò)0.78MPa時(shí)，排氣閥自動(dòng)打開，同時(shí)過(guò)濾網(wǎng)下的油、水等雜質(zhì)自動(dòng)排出；二是安全保護(hù)功能，即當(dāng)氣壓超過(guò)0.85-0.9MPa時(shí)安全閥打開，起到安全保護(hù)的作用。兩種作用失效，儲(chǔ)氣罐因得不到保護(hù)而損壞。（3）組合閥的設(shè)計(jì)與發(fā)動(dòng)機(jī)空氣壓縮機(jī)的排量不匹配，若排氣閥出問(wèn)題，安全閥即使打開，也存在繼續(xù)向儲(chǔ)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(chǔ)氣缸的質(zhì)量太差儲(chǔ)氣罐的質(zhì)量太差主要是焊接問(wèn)題，如果達(dá)不到國(guó)家規(guī)定的壓力窗口的焊接標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，儲(chǔ)氣罐必然會(huì)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(gè)安全閥失效時(shí)，壓力的升高才會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)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(chǎng)拆開組合閥來(lái)看，閥內(nèi)也確實(shí)含有水分，如果發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作后，寒冷的天氣使水結(jié)冰，排氣閥不能打開。進(jìn)入排氣閥的水分有兩條途徑：一是從空壓機(jī)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(shí)要求從空壓機(jī)到組合閥的管道長(zhǎng)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(shí)際上這臺(tái)裝載機(jī)的管長(zhǎng)只有1.2m。某些廠家也有為使管路加長(zhǎng)而纏繞了幾圈的。二是外界水分通過(guò)排氣閥的呼氣孔進(jìn)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(huì)造成呼氣孔處的水分吸處排閥內(nèi)。而此發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǔ)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(chǎng)發(fā)現(xiàn)安全閥的出廠時(shí)沒有用膠封口（有的安全閥出廠后進(jìn)行了封口），未封口的安全閥如果松動(dòng)而用戶又進(jìn)行擰緊且超過(guò)設(shè)定的壓力，儲(chǔ)氣缸得不到應(yīng)有的保護(hù)而損壞。b）排氣閥未將空氣中的水分徹底分離而進(jìn)入安全閥中，發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作后，寒冷的天氣使水結(jié)冰，再次工作時(shí)安全閥不能打開。2.3.3組合閥與發(fā)動(dòng)機(jī)空氣壓縮機(jī)的排量不匹配該車使用的發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)詢問(wèn)其空氣壓縮機(jī)的排量大，而恰恰損壞的就是與此發(fā)動(dòng)機(jī)配套的儲(chǔ)氣罐，排量的增大會(huì)造成兩種影響，一是進(jìn)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(chǔ)氣罐充氣的可能?？偨Y(jié)以上分析，儲(chǔ)氣罐炸裂原因?yàn)椋喊l(fā)動(dòng)機(jī)空氣壓縮機(jī)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(duì)較多的水分，同時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)管路水分也比其它機(jī)型增多，裝載機(jī)使用過(guò)程中不存在問(wèn)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(shì)必影響閥的安全壓力保護(hù)作用。在下次啟動(dòng)時(shí)，短時(shí)間內(nèi)排氣閥及其安全閥均不起作用，空壓機(jī)一直處于向儲(chǔ)氣罐充氣狀態(tài)，在此期間，儲(chǔ)氣罐超過(guò)其承受壓力便會(huì)炸裂。若儲(chǔ)氣罐的承壓能力強(qiáng)一些，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，油水分離組合閥的排氣閥或安全閥就會(huì)因空壓機(jī)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(chǔ)氣罐的故障原因是一個(gè)綜合性的因素，為此提出如下整改建議。3.1現(xiàn)場(chǎng)車整改措施由于受現(xiàn)場(chǎng)條件的制約，對(duì)系統(tǒng)整改相當(dāng)困難但必須解決故障問(wèn)題，為些在儲(chǔ)氣罐上增設(shè)了安全閥，避免了儲(chǔ)氣罐壓力的升高，使故障現(xiàn)象得到了控制。3.2對(duì)生產(chǎn)廠商的建議針對(duì)儲(chǔ)氣罐本身可能存在的質(zhì)量問(wèn)題，儲(chǔ)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(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。（1）針對(duì)排氣閥內(nèi)含水的問(wèn)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(jī)組合閥的管道長(zhǎng)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(dòng)機(jī)消音器上的流水滴到油水分離器上，避免水從外界進(jìn)入。b）將儲(chǔ)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(duì)組合閥改造，排氣閥尾部改為漏斗形的結(jié)構(gòu)，在進(jìn)氣口處設(shè)有立筋結(jié)構(gòu)以便有效地排除進(jìn)氣中的水分。d）與發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家聯(lián)系是否可降低空壓機(jī)的排量（2）針對(duì)安全閥的失效采取如下措施：a）在儲(chǔ)氣罐上增加安全閥以增加三級(jí)