LNG 接收站卸料臂液压缸完整性管理方案研究

2022-08-28曾小川

设备管理与维修 2022年15期

曾小川

（中海福建天然气有限责任公司，福建莆田 351100）

0 引言

LNG 卸料臂（Unloading Arm）是LNG 船舶与储罐之间输送LNG 的连接装置，是LNG 接收站码头的关键设备。根据船位、流量、卸料臂口径可以分成DN150～DN500 等不同型号，目前国际上最大口径为DN500。一般情况，DN200 以下的卸料臂采用手动操作，DN200 以上采用电液控制。国内接收站通常以DN400 口径的卸料臂为主，采用电液控制方式，液压控制系统作为卸料臂的驱动系统，起着至关重要的作用。

LNG 卸料臂液压控制系统主要是由液压动力单元、蓄能器单元、选择阀组单元、液压执行单元（液压缸及液压管）组成。液压缸作为液压油系统的执行元件，通过液压杆的往复直线运动，实现卸料臂的前后、左右、上下运动。由于国内接收站LNG卸料臂大多安装在码头区域，常年处于高湿、高盐雾海洋环境下，暴露在恶劣环境中的液压系统常在运行时出现故障。

以卸料臂液压缸为研究对象，对液压缸运行情况进行现场调研，结合FMEA（Failure Mode and Effect Analysis，失效模式及后果分析）风险分析方法。分析总结常见故障，针对液压缸损伤，提出激光补焊后热喷涂工艺，经现场验证优于原产品性能，为液压缸完整性管理提供参考。

1 卸料臂液压缸现场运行情况

LNG 接收站卸料臂运行13 年时，完成卸料臂UA-0101A/B/C 及返气臂RGA-0101 的全面预防性大修工作。卸料臂液压油缸主要由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置、排气装置5 大部件组成。其中缸筒由缸体、法兰、缸底、衬套4部分组成。活塞杆由杆体、耳环、衬套3 部分等组成。缸体内部由活塞分成两个部分，分别是大腔和小腔；大腔指活塞杆完全伸出后，缸体内腔；小腔指活塞杆完全伸入后，缸体与杆体内腔。由于液压油的黏度比较高、压缩比很小，当缸底油口进油后，活塞将被推动使缸盖油口出油，活塞带动活塞杆做伸出或缩回运动，反之亦然。

2 卸料臂液压缸风险分析识别

2.1 风险分析识别方法

风险识别是针对设备在运营过程中客观存在的自然环境、操作水平、故障频度、疲劳、腐蚀等因素进行识别，并确定这些因素导致风险的等级，不同设备的风险因素存在着较大差别，这些因素的识别以及风险等级的确定，依据发生历史并参考同类设备进行识别。

FMEA 是一种适合机械和电子硬件系统的定性分析方法[1]。FMEA 技术通过识别每一个系统或制造流程的故障类型，确保采取适合的安全措施，改善设计和可靠性。参考业界相关的事故安全等级规定，对卸料臂失效的风险定义为高、中、低三级（表1）。

表1 卸料臂失效分析风险等级矩阵

2.2 卸料臂液压缸故障调研

对运行13 年以上的卸料臂液压缸进行外观检查、内部拆检、渗透及射线检测。结果如图1 所示。液压缸外观检查发现，液压缸拉杆及螺栓腐蚀严重、活塞端面出现渗油现象。液压缸内部拆检发现，活塞杆局部镀层腐蚀隆起、活塞杆及导向衬套轻微划痕、活塞密封圈老化等问题。通过对缸筒和缸盖、活塞和活塞杆等承压部件渗透及射线等无损检测，未发现裂纹等表面及内部缺陷。卸料臂液压缸常见故障见表2。