50％的平衡千斤頂缸筒存在脹缸現象？按照此法趕緊檢測一下

平衡千斤頂在服役過程中缸口存在漏液情況，經試壓和拆檢測量發現近50%數量存在不同程度的脹缸。通過力學性能、光譜分析和金相組織等綜合分析，判斷是否由於材料問題導致脹缸。此外，還對安全閥進行壓力試驗，判定安全閥設定壓力是否高於正常開啟壓力導致脹缸。

1. 背景概述

某礦掩護式液壓支架采高約5m，泵站壓力為37.5MPa，該工作面累計推進8m，過煤量2萬t，乳化液為極索型濃縮液。在使用過程中發現平衡千斤頂缸口存在漏液問題，服務人員井下排查缸口靜密封漏液情況，共計25根缸口漏液（12根缸口滲液），具體架號漏液（滲液）統計如表1所示。

表1 架號漏液（滲液）統計

2. 試壓和拆檢測量

針對以上存在的漏液（滲液）情況，現對12根平衡千斤頂拆檢分析情況如表2所示（重新編號），具體測量位置如圖1所示。

圖1 測量位置

表2 試壓和脹缸測量

經現場拆檢，確認平衡千斤頂上腔脹缸導致竄、漏液。

3. 試驗目的

通過拉伸、衝擊和硬度等力學性能測試，化學成分分析，並結合金相分析綜合手段測試缸筒30CrMnSi的材質性能和熱處理性能，判斷是否由於材料問題導致漲缸。此外，對安全閥進行壓力試驗，判定安全閥設定壓力是否高於正常開啟壓力導致脹缸。

4. 試驗內容

隨機取2件脹缸尺寸相對較小缸筒（2#和8#）作為對比組進行試驗，目的是為了避免漲缸引起材料屈服和材料硬化，而不能真實反映材料的力學性能。

通過力學性能如表3所示，化學成分如表4所示，並結合金相分析等綜合手段測試缸筒30CrMnSi性能，判斷是否由於材料問題導致漲缸。此外，對安全閥進行壓力試驗，判定安全閥設定壓力是否高於正常開啟壓力導致脹缸。

（1）力學性能。為使試樣更具代表性，選取試樣方式按GB/T2975—1998《鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣製備》，每種試件可取拉伸試樣5個，衝擊試樣3個，如表3所示。

表3 2#與8#力學性能對比

由表3可知，缸筒表面硬度、強度和衝擊韌性均符合調質狀態相關性能指標。

（2）化學成分（見表4）。化學成分：符合GB/T 3077—1988合金結構鋼要求。

表4 化學成分

（3）金相組織。雖然通過硬度試驗數據滿足了技術要求，但為了進一步驗證調質（淬火+高溫回火）是否存在異常，即分析基體組織淬火加熱至840℃、保溫100min過程中奧氏體化程度，在隨後水冷卻過程中，過冷奧氏體轉變為馬氏體量以及高溫回火轉變為回火索氏體的比例。

圖2

圖3

圖2所示為2#缸筒外表面，組織為回火索氏體+少量鐵素體，由於基體大部分是回火索氏體，少量是鐵素體，屬於比較好的調質組織；圖3所示為距2#缸筒外表面10mm，屬於缸筒壁厚中心，組織為回火索氏體 + 少量鐵素體，由於基體大部分是回火索氏體，少量是鐵素體，屬於較好的調質組織；圖4所示為8#缸筒外表面，組織為回火索氏體+網條形鐵素體，由於基體大部分是回火索氏體，少量是鐵素體，但較之於2#缸筒外表面組織稍差，仍屬於調質組織；圖5所示為距8#缸筒外表面10mm，屬於缸筒壁厚中心，組織為回火索氏體+網狀塊狀鐵素體，由於基體大部分是回火索氏體，少量是鐵素體，但較之於5#缸筒壁厚中心組織稍差，仍屬於調質組織。

圖4

圖5

組織性能：沿壁厚方向取樣，由於缸筒外表面加熱和冷卻條件較好，且缸筒內壁熱傳導和輻射條件較好，因而內外壁組織較好。壁厚中心加熱和冷卻條件較之於缸筒內外表面稍差，因而組織會出現少量鐵素體或少量網狀鐵素體，但基體組織還是回火索氏體，仍屬於調質組織。

（4）安全閥壓力。針對脹缸的12隻安全閥進行壓力試驗，判斷是否由於設定壓力過高未開啟導致脹缸原因。

試壓結果表明：安全開啟壓力為（40±1）MPa，均在額定開啟壓力範圍之內。

（5）脹缸壓力。在平衡千斤頂下腔供液37.5MPa額定壓力情況下（上腔壓力為66.6MPa），不足以使缸筒脹缸（按材料非比例強度Rp0.2以600MPa計算，得出缸筒脹缸壓力為85MPa），試驗力學性能數據符合材料基本性能指標。

5. 結語

（1）通過化學成份分析、力學性能測試以及金相組織分析，可以斷定非材料問題導致脹缸。（2）根據漏液（滲液）統計的異常質量信息和脹缸數據分析可得出：平衡千斤頂脹缸呈分散但相對較集中分布，可判斷是老頂上方突然來壓，安全閥來不及開啟卸荷導致脹缸。雖然安全閥的試驗開啟壓力均合格，但首次使用或長時間未開啟需再次開啟時，通常開啟壓力高於設定額定壓力（40±1）MPa。

-End-

來源：《金屬加工（冷加工）》2017年第8期第58頁 作者：鄭州煤礦機械集團股份有限公司蔡彥偉 白海明

本文編輯：清荷

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！