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

　　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胀缸。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R_p0.2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。

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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