50%的平衡千斤顶缸筒存在胀缸现象?按照此法赶紧检测一下

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05-26 21:01 金属加工 (mw1950pub) 科技

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  平衡千斤顶在服役过程中缸口存在漏液情况,经试压和拆检测量发现近50%数量存在不同程度的胀缸。通过力学性能、光谱分析和金相组织等综合分析,判断是否由于材料问题导致缸。此外,还对安全阀进行压力试验,判定安全阀设定压力是否高于正常开启压力导致胀缸。


  1. 背景概述


  某矿掩护式液压支架采高约5m,泵站压力为37.5MPa,该工作面累计推进8m,过煤量2万t,乳化液为极索型浓缩液。在使用过程中发现平衡千斤顶缸口存在漏液问题,服务人员井下排查缸口静密封漏液情况,共计25根缸口漏液(12根缸口渗液),具体架号漏液(渗液)统计如表1所示。


表1 架号漏液(渗液)统计

  2. 试压和拆检测量


  针对以上存在的漏液(渗液)情况,现对12根平衡千斤顶拆检分析情况如表2所示(重新编号),具体测量位置如图1所示。

图1 测量位置


表2 试压和胀缸测量


  经现场拆检,确认平衡千斤顶上腔胀缸导致窜、漏液。


  3. 试验目的


  通过拉伸、冲击和硬度等力学性能测试,化学成分分析,并结合金相分析综合手段测试缸筒30CrMnSi的材质性能和热处理性能,判断是否由于材料问题导致涨缸。此外,对安全阀进行压力试验,判定安全阀设定压力是否高于正常开启压力导致胀缸。


  4. 试验内容


  随机取2件胀缸尺寸相对较小缸筒(2#和8#)作为对比组进行试验,目的是为了避免涨缸引起材料屈服和材料硬化,而不能真实反映材料的力学性能。


  通过力学性能如表3所示,化学成分如表4所示,并结合金相分析等综合手段测试缸筒30CrMnSi性能,判断是否由于材料问题导致涨缸。此外,对安全阀进行压力试验,判定安全阀设定压力是否高于正常开启压力导致胀缸。


  (1)力学性能。为使试样更具代表性,选取试样方式按GB/T2975-1998《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》,每种试件可取拉伸试样5个,冲击试样3个,如表3所示。


表3 2#与8#力学性能对比


  由表3可知,缸筒表面硬度、强度和冲击韧性均符合调质状态相关性能指标。


  (2)化学成分(见表4)。化学成分:符合GB/T 3077-1988合金结构钢要求。

表4 化学成分

  (3)金相组织。虽然通过硬度试验数据满足了技术要求,但为了进一步验证调质(淬火+高温回火)是否存在异常,即分析基体组织淬火加热至840℃、保温100min过程中奥氏体化程度,在随后水冷却过程中,过冷奥氏体转变为马氏体量以及高温回火转变为回火索氏体的比例。

图2

图3

  图2所示为2#缸筒外表面,组织为回火索氏体+少量铁素体,由于基体大部分是回火索氏体,少量是铁素体,属于比较好的调质组织;图3所示为距2#缸筒外表面10mm,属于缸筒壁厚中心,组织为回火索氏体 + 少量铁素体,由于基体大部分是回火索氏体,少量是铁素体,属于较好的调质组织;图4所示为8#缸筒外表面,组织为回火索氏体+网条形铁素体,由于基体大部分是回火索氏体,少量是铁素体,但较之于2#缸筒外表面组织稍差,仍属于调质组织;图5所示为距8#缸筒外表面10mm,属于缸筒壁厚中心,组织为回火索氏体+网状块状铁素体,由于基体大部分是回火索氏体,少量是铁素体,但较之于5#缸筒壁厚中心组织稍差,仍属于调质组织。

图4

图5


  组织性能:沿壁厚方向取样,由于缸筒外表面加热和冷却条件较好,且缸筒内壁热传导和辐射条件较好,因而内外壁组织较好。壁厚中心加热和冷却条件较之于缸筒内外表面稍差,因而组织会出现少量铁素体或少量网状铁素体,但基体组织还是回火索氏体,仍属于调质组织。


  (4)安全阀压力。针对胀缸的12只安全阀进行压力试验,判断是否由于设定压力过高未开启导致胀缸原因。


  试压结果表明:安全开启压力为(40±1)MPa,均在额定开启压力范围之内。


  (5)胀缸压力。在平衡千斤顶下腔供液37.5MPa额定压力情况下(上腔压力为66.6MPa),不足以使缸筒胀缸(按材料非比例强度Rp0.2以600MPa计算,得出缸筒胀缸压力为85MPa),试验力学性能数据符合材料基本性能指标。


  5. 结语


  (1)通过化学成份分析、力学性能测试以及金相组织分析,可以断定非材料问题导致胀缸。(2)根据漏液(渗液)统计的异常质量信息和胀缸数据分析可得出:①平衡千斤顶胀缸呈分散但相对较集中分布,可判断是老顶上方突然来压,安全阀来不及开启卸荷导致胀缸。②虽然安全阀的试验开启压力均合格,但首次使用或长时间未开启需再次开启时,通常开启压力高于设定额定压力(40±1)MPa。


-End-


☞来源:《金属加工(冷加工》2017年第8期第58页 作者:郑州煤矿机械集团股份有限公司蔡彦伟 白海明

本文编辑:清荷

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