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讨论大型游乐设施液压系统检验检测中的常见问题及排查

作者

伍添翼

湖南省特种设备检验检测研究院 湖南长沙 410117

一、引言

近年来,我国文旅产业快速发展,大型游乐设施种类与数量持续增长,设备结构复杂程度与运行负荷不断提高。液压系统作为设备核心动力源之一,承担动力传递与动作控制等关键功能,其运行状态影响整机安全稳定。大型游乐设施液压系统长期处于高频启停、高负荷运转状态,受室外环境因素影响,易出现元件磨损、密封老化等问题,若未能通过及时、有效的检验检测发现并处理这些问题,可能引发设备故障,甚至导致安全事故,严重威胁公众生命安全。目前,行业虽已制定大型游乐设施液压系统检验检测的相关标准与规范,但在实际应用过程中,仍存在故障识别不精准、排查难度大、检验标准与新技术适配不够等问题。部分检验人员对复杂液压系统的故障机理认识不够深入,对新型检测设备的应用能力也有待加强,导致一些潜在安全隐患难以及时发现。基于此,本文结合大型游乐设施液压系统的工作特性与检验实践,分析常见故障类型,构建系统化的排查方法体系,并提出提升检测质量的具体对策,以期为行业安全管理提供技术支撑。

二、大型游乐设施液压系统检验检测的核心内容与技术要求

2.1 核心内容

大型游乐设施液压系统的检验检测应覆盖液压元件、管路、油液、系统参数及安全保护装置等方面,以实现全面安全隐患排查。液压元件检验以液压泵、液压马达、液压缸及各类阀的外观和功能为重点。泵与马达应无泄漏、无异响,输出压力与转速需符合设计要求;阀类应阀芯动作灵活、无卡滞、无泄漏;液压缸需重点关注缸筒与活塞杆状态,确保伸缩动作平稳、速度均匀。

液压管路与连接件检验是防止泄漏的重要环节。需检查管路走向是否合理、有无变形与磨损,连接件是否紧固可靠,密封件是否老化或破损,同时核对其材质与规格是否符合设计要求。

液压油性能直接影响系统稳定性。应检测其黏度、清洁度、水分含量及氧化程度,检查油箱液位是否处于正常范围。

系统压力与流量检验需在空载、偏载和满载等多种工况下进行。空载时,系统压力应稳定在额定值的80%–90%,流量波动不超过±5% ;偏载与满载时,压力与流量需满足最大负载需求,且无明显波动。此外,还需检查系统启停过程中压力过渡是否平稳。

安全保护装置检验重点包括溢流阀、压力继电器及紧急卸压装置。溢流阀应在系统超压 10%-15% 时及时卸压,压力继电器需在异常情况下准确发出报警或停机信号;紧急卸压装置应确保在紧急状态下能迅速卸除系统压力。

2.2 技术要求

大型游乐设施液压系统的检验工作应严格遵循国家及行业标准,以《大型游乐设施安全规范》(GB 8408)为核心依据,结合设备设计文件与制造厂家的技术要求。各项技术指标的判定须符合标准与设计规定,不得降低要求。

仪器设备的精度直接关系检验结果的可靠性。所有仪器须定期进行校准或检定,确保其在有效期内使用,并建立完整的使用与维护档案,避免因设备误差导致数据失真。

检验检测人员专业能力是保证质量关键。人员要具备专业知识、持有资质证书。检验前要了解设备状况、制定检验方案;检验时规范操作、准确记录测试数据;检验后须对数据进行分析,撰写报告并明确指出存在的问题与整改建议。

三、大型游乐设施液压系统检验检测中的常见问题

3.1 液压元件故障问题

作为液压系统的核心,液压元件一旦发生故障将导致系统性能下降甚至功能丧失。液压泵与马达的常见故障包括泵体泄漏、异响、输出压力不足,以及马达转速不稳、输出扭矩下降等。泄漏多因密封件老化或磨损所致;异响常源于齿轮或叶片磨损、吸油管路进气;输出压力不足则可能与配流盘磨损或变量机构失效有关。马达的转速与扭矩异常多因转子磨损、定子损伤或供油不足导致。

液压阀的常见故障表现为阀芯卡滞、内泄漏与外泄漏、调节功能失效等。阀芯卡滞通常因油液污染或阀体磨损;内泄漏多因阀座密封面磨损或阀芯变形;外泄漏常由密封件老化或安装不当引起;调节性能失效则与弹簧疲劳、电磁铁故障等因素相关。

液压缸故障会直接影响设备动作精度与运行平稳性,常见问题包括缸筒变形、活塞杆拉伤或腐蚀、密封件损坏导致泄漏,以及运行卡滞、速度不均等。缸筒变形多由径向载荷过大或安装同轴度偏差导致;活塞杆损伤常因防尘套破损或环境湿度高;密封件损坏可能与摩擦副配合、温度变化及材料耐油性有关;运行卡滞与速度不均则多与系统进气、供油不稳定或导向套磨损有关。

3.2 液压管路与连接件问题

液压管路与连接件承担油液输送任务,其故障易引发泄漏和压力损失。管路泄漏常见,源于焊接处开裂、软管老化破损、接头密封不良。焊接处开裂因工艺不当、振动;软管老化破损因阳光、油温、弯曲半径;接头密封不良因密封件、螺纹、安装问题;管路振动与异响也较为常见。振动通常因固定支架松动或管路走向不合理,长期振动会加剧接头与支承部位的磨损。

3.3 液压油相关问题

液压油性能异常是系统故障的重要诱因,常见问题包括油液污染、老化劣化及液位异常。油液污染主要指混入金属碎屑、粉尘与水分,会导致 损 剧、细小 或润滑性能破坏;油液老化劣化多因氧化反应、油温过高或添加剂消耗,表现为润滑能力下降、腐蚀性物质增多及滤芯堵塞;油液液位异常影响系统运行。液位过低会吸入空气、压力不足;液位过高则易引起散热不良、油液泡沫化,严重时会导致油液外溢。

.4 系统压力与流量异常问题

系统压力异常,包括压力不足与过高。压力不足会导致设备动作缓慢或无力,其原因包括液压泵密封磨损、溢流阀内泄漏、管路泄漏或油液黏度过低等;压力过高则易导致系统负荷增大、元件损坏,多因压力调节装置失效、负载异常或油路堵塞引起,若不及时处理可能引发严重故障;流量不稳定影响设备运行,波动原因有流量阀调节、油液黏度、泵输出、管路空气问题。

3.5 安全保护装置失效问题

安全保护装置失效会使系统失去防护,极易导致事故的发生。溢流阀未按设定动作,因弹簧疲劳、阀芯卡滞,开启压力异常会影响元件和设备;压力继电器响应不及时,因触点氧化、弹簧老化、传感器故障,会延误故障处理;紧急卸压装置故障后果严重,因阀芯卡滞、管路堵塞、控制电路问题,长期未用会因锈蚀等失效。

四、大型游乐设施液压系统常见问题的排查方法

4.1 直观检查法

直观检查法是基础常用的初步排查方法,适用于发现系统外部异常,具有操作简便、无需复杂设备的特点。视觉检查要求仔细观察系统各部件的状态:液压元件需检查泵、马达、液压缸及阀类是否存在泄漏、变形等;管路与连接件须查看有无弯曲变形、接头渗油及密封老化;油箱则应观察液位是否正常、油色是否透明、有无泡沫或杂质。触觉检查可辅助判断元件运行状态,检查连接件紧固程度和活塞杆表面情况。听觉检查可识别异常异响,系统运行时聆听泵、马达、阀门声音,根据不同声音判断故障可能原因,为后续排查提供方向。

4.2 仪器检测法

仪器检测法借助专业设备,适用于深入排查潜在故障。液压油检测用分析仪检测黏度、清洁度、水分含量及 pH 值,还可通过光谱分析检测金属元素含量推断元件磨损程度。压力与流量检测用校准的压力表和流量计,在关键测试点安装,记录不同工况压力和流量值,对比判断是否正常。元件性能检测用专用测试设备,液压缸用测试装置检测密封性能等。

4.3 故障树分析法

故障树分析法适用于排查复杂液压系统故障,通过构建逻辑模型梳理故障因果关系,提高排查精准度。以某故障现象为起点分解为中间和底事件,用逻辑门建立因果关系。如“系统压力不足”可分解为多个中间事件,中间事件再分解为底事件。构建故障树后结合数据和实际情况验证底事件,避免盲目排查。

4.4 替换试验法

替换试验法适用于怀疑元件故障但无法准确判断的情形,通过更换正常元件验证原部件是否失效,操作简单、故障定位快。应用时遵循“先易后难、先局部后整体”原则选替换元件。替换前确保元件型号规格一致,替换中关闭电源和压力源、排空油液,替换后应先进行空载运行再逐步加载测试。

4.5 温度监测法

温度监测法通过检测关键部件工作温度判断元件运行状态,是发现系统异常的有效辅助手段。温度异常升高意味着元件磨损等问题。用红外测温仪非接触式测温,记录不同工况温度变化趋势,对比判断是否正常。若温度异常升高,结合其他检查排查原因并及时整改。

五、提升大型游乐设施液压系统检验检测质量的对策建议

5.1 完善检验检测标准与流程

随着大型游乐设施液压系统向高参数、智能化方向发展,现有部分检验标准已难以全面覆盖其技术特性,亟需结合行业需求与技术发展进行修订完善。一方面,细化不同类型液压系统的检验检测项目与参数,明确新型元件(如电液比例阀、伺服阀)检测方法与判定标准;另一方面,将智能监测技术(如物联网状态监测、大数据分析)应用要求纳入标准体系,为新型检测技术推广提供依据。同时,制定标准化检验检测流程,规范各环节操作要求。检测前,明确对象、范围、目标,制定方案,检查设备校准与现场安全;检测中,按流程检测元件、管路等,记录数据与情况,描述异常现象;检测后,分析数据,对照标准判定结果,形成含问题、原因、建议的报告,确保工作规范一致。

5.2 加强检验检测设备升级与维护

先进、可靠的检测设备是提升检验质量的重要保障。针对当前部分设备存在的精度不足、功能单一等问题,应加大先进检测技术的引进与应用,如智能液压系统诊断仪、在线油液监测系统、超声波泄漏检测仪、红外热成像仪等。智能诊断仪可实时采集系统参数、分析运行状态、识别潜在故障;在线油液监测系统能实现对油液指标的连续监测与劣化预警;超声波检测仪可精准定位微小泄漏点;红外热成像仪则能快速检测温度分布,辅助故障诊断。

此外,须建立完善的设备维护与校准制度。定期对检测设备进行保养,包括清洁外观、检查线路与接口、更换老化部件等;按规定的校准周期将设备送有资质机构进行校准,确保其精度符合要求;还应建立设备管理档案,详细记录采购、使用、维修、校准等信息,实现全生命周期管理,避免因设备问题导致检测数据失真。

5.3 强化检验检测人员专业能力培养

检验检测人员专业素养影响检测工作质量与效率,需构建多维度人员培养体系提升其技术与职业素养。首先,加强专业知识培训,涵盖液压系统原理、游乐设施结构特性等内容,确保人员掌握扎实理论基础;其次,开展实操技能培训,通过现场模拟检测等方式,提升人员设备操作及故障识别排查能力,尤其加强新型检测设备与智能诊断技术实操培训,确保能运用先进技术检测。同时,鼓励人员参与行业交流与技术研讨,了解行业动态与经验,拓宽视野,提升专业能力。

5.4 推行预防性检验检测与定期维护

当前,大型游乐设施液压系统的检验检测多以定期检验为主,易出现“检验间隔内故障突发”的情况。需转变传统的“事后维修”模式,推行预防性检验检测机制,结合设备运行频率、使用年限、环境条件及历史故障记录,制定差异化的检测周期与检测方案。对于高频次运行、高负荷工况或环境恶劣(如高温、高湿、多粉尘)的设备,缩短检验周期,增加检测项目,重点关注易磨损元件与易老化部件的状态。

在预防性检验检测的基础上,需建立完善的定期维护制度。根据检测结果与设备运行状态,制定针对性的维护计划,及时开展液压油更换、密封件维护、元件保养等工作。例如,根据油液检测结果,定期更换老化或污染的液压油,同时清洗油箱与滤芯;根据元件磨损情况,及时更换磨损严重的密封件、轴承等部件;定期对液压阀进行拆解清洗,去除阀芯与阀孔内的杂质,确保阀芯动作灵活。通过预防性检测与定期维护的结合,可提前消除安全隐患,减少故障发生概率,延长设备使用寿命,保障大型游乐设施的安全稳定运行。

六、结语

大型游乐设施液压系统的检验 保障设 安全运行的关键环节,事关公众生命安全与行业健康发展。本文系统梳理了其检验检 液压元件故障、管路连接件问题、液压油异常、系统压力流量异常及安全保 括直观检查、仪器检测、故障树分析、替换试验与温度监测在内的故障排 提供实用指导。同时,从完善标准流程、升级检测设备、强化人员培养、推行预防性 维护 四个方面,提出提升检验检测质量的对策建议,对提高专业检测水平、防范安全事故具有参考价值。

随着技术进步,大型游乐设施液压系统正不断向复杂化、智能化方向发展,其检验检测工作也将面临新的挑战。未来,应进一步加强智能诊断技术的应用研究,积极探索基于物联网、大数据分析的状态监测与故障预测模型,推动检测模式从“定期检测”向“实时监测、精准预警”转变;此外,还应加强行业协作与技术交流,整合资源、共享成果,共同提升大型游乐设施液压系统检验检测的整体水平,为行业安全稳定运行提供更加有力的技术保障。

参考文献:

[1] 麦勇 . 大型游乐设施检验中常见安全隐患探究 [J]. 中国设备工程 , 2022, (22): 155-157.

[2] 敬东 . 液压电梯液压系统及现场检验方式解析 [J]. 锻压装备与制造技术 , 2019, 54 (04): 40-42.

[3] 陈星斌 , 汪有韬 . 大型游乐设施检验中常见安全隐患分析 [J]. 特种设备安全技术 , 2017, (06):45-47.

[4] 沈雄伟 , 曾良才 , 邓江洪 . 液压系统的常见问题及其对策 [J]. 机床与液压 , 2013, 41 (02):118+121.

作者简介:伍添翼(1998.3)男本科,汉族,助理工程师,从事特种设备检验工作