焊接作业接地不当引发的破碎机故障分析
作者：陆先满 李钧浩 审阅：张日成 刘华
由焊接作业的接地不当引发的故障往往被忽视甚至不能被发现，造成此类事故频繁出现，带来很大的经济损失。例如：轴承滚珠，轴套，液压油缸，仪器仪表等。本文就焊接作业的正确接地方法及接地不当引发的故障进行阐述。
我公司山东客户，多缸圆锥锁紧螺母反馈拆不掉，破碎机中更换最为频繁的肯定是衬板，衬板属于易损件、消耗品，在拆卸衬板前需要先拆卸锁母及切割环，客户在拆卸锁母时使用了拆卸锁母专用工具，并且使用了撞钟撞击的加力方式拆卸，动锥锁母仍未松动。根据了解客户此前已更换过一次衬板，锁母拆装时也并未有异常现象(拧不进或局部位置卡顿)，这次出现了锁母拆卸不掉的情况。
在得到消息的第一时间，公司多名技术人员展开讨论，客户也将动锥体发至魁伯恩工厂，技术人员对动锥体及锁母进行检测、探伤，根据经验分析锥体内部螺纹局部位置可能发生断裂。由于客户野蛮拆卸，用力过大，造成内部半圈螺纹都已损伤，已经无法用常规方法取出，经讨论，先用立车将锁母车掉，车掉后将动锥螺纹内部清理干净，来看一下动锥螺纹内部情况：
拆卸后我们发现，锥体约第五条螺纹位置发生严重损伤，由于再加上客户野蛮加力拆卸，相邻的上下两条螺纹也发生了变形及位移。若是拉回工厂后未经检测再次蛮力拆卸，必定会造成更大的损伤，现在螺纹也已损伤严重，无法继续使用，只能激光堆焊，重新加工螺纹。在这里也要告知各位，以后遇到锁母拆不下来的情况，一定不可野蛮用力。
由图也可以发现，此次螺纹损坏的地方位于中间处，锁母一共拧入约12扣螺纹，坏在了第5扣的位置，通常情况螺纹一般不会在中间位置出现问题，经过公司技术人员讨论后得出一个原因：客户在焊接切割环时可能是将焊机的负极搭在了动锥锁母上，电流由动锥锁母流向动锥体，在螺纹局部位置短路产生电弧，击穿、碳化、粘连，使得在拆卸时以点带面的形式，最后造成损伤严重的后果。
破碎机维修的工作环境比较恶劣，护板和频繁的施工中配件很容易造成疲劳而产生裂纹。如及时发现早期裂纹，进而实施切实的焊接修理可以避免裂纹的扩大，延长结构件的使用寿命。但是，往往有个别焊接人员在实施焊接的过程中没能掌握好焊接作业的正确接地方法，而引发机器其他部件的异常损坏，造成了不必要的损失。那么我们实施焊接作业时应该注意哪些事项呢？
焊接作业前要将电源断开，破碎机务必停车，以防止焊接期间电线短路；焊接作业过程中一定要防止破碎机启动；焊接前要确认周围有无易燃物；保护周围电线免受电焊火花的飞溅；用砂轮机打磨所有的焊道使其平坦光滑；焊接过程中注意不要产生咬边和其他焊接缺陷；焊接时注意安全，保持通风。焊接破碎机护板时应将搭铁线搭在被焊接部位；如焊接切割环时，请将搭铁线搭焊在切割换上。如果搭接在动锥体上，焊接部位将与搭铁部位形成一个回路，而这个回路流经螺纹间的润滑脂，焊接时产生的强烈电流将使局部相结合的螺纹间打火放电，产生烧蚀。因此，焊接时搭铁线的位置应尽量在同一焊接部位，以免焊接时回路产生的电流流经被打铁的附件或相连接的电气部件。
焊接作业引发的事件举不胜数，再和大家分享一个案例，破碎机油缸出现漏油现象，拆开油缸后发现活塞杆有一道直拉痕，根据以往的经验，服务人员更换了缸头油封及活塞杆。但修理后工作一段时间又发生了相同的故障，服务人员在反复更换几次缸头油封后均没有彻底解决故障，无奈只好更换整个油缸总成。在对产品解体检查时发现：油缸的缸头内侧衬套损坏，进而造成活塞杆在往复运动过程中产生拉痕。在调查机器的修理履历得知用户在油缸漏油故障前曾焊接修补过架体护板，并将搭铁线搭在油缸连接处。由此可知，油缸内衬套的损坏正是被焊接产生的电流所击伤。特别是搭铁时考虑“就近原则”，千万不要搭到其它处。否则造成电流回路流经油缸从而造成油缸部件电击损坏。
我公司单缸870破碎机润滑油站流量计，安装使用都有接地要求，而施工单位最初施工时的保护接地不规范，没有真正起到接地的作用，使得该表抗干扰能力下降；当电焊人员在附近施工时，随意地将电焊地线接到管路上，大电流的干扰信号引起了流量计的波动，从而导致联锁动作，流量显示不正确，切断主机。
单缸870破碎机位移传感器是德国进口，价值2万多。该传感器为航空插头，需要现场根据距离焊接端子。电焊人员在附近施工时，随意地将电焊地线接到主机上，造成焊接时产生的强烈电流将接线端子和壳体击穿放电，直接烧毁传感器。
（一）直接原因分析
焊接作业搭铁处理不好，未考虑搭铁时“就近原则”。
（二）间接原因分析
接地不达标
技术人员、维护人员巡检时未做到细心，存在遗漏，没有及时发现仪表接地隐患。
(三)经验教训
(1)安装流量计等传感器时，并未按照仪表接地规范进行接地安装，屏蔽层接地等，留下不易被发现的隐患。项目验收时的三查四定并未发现此类问题。
(2)仪表人员巡检时没有及时发现隐患并进行治理。
(3)外部施工单位人员施工时粗心大意，电焊地线随便乱接。
(四)防范措施
(1)仪表人员进一步加强巡检力度，以便能及时地将隐患杀死在萌芽中，保障装置的长周期运行。
(2)加强员工的仪表规范学习、培训，提高仪表维护和检修人员的技术水平，保证仪表的维护和检修质量。
(3)通过相关部门告知外部施工单位施工时，特别是电焊时联系仪表和工艺技术人员确认是否需要切除相关联锁。
(4)企业管理部门制定出相应的制度，进一步明确电焊作业接地点的规范要求；要求在设备附近进行电焊作业时，必须要得到仪表车间和工艺车间的认可。
接地安装、维护注意事项
仪表接地时一定要严格按照仪表接地规范接地，否则会影响仪表运行。仪表接地应注意以下几点：
1、I/O柜的电源地与UPS的电源地必须接至同一个地，保证等电位；
2、接地电缆必须符合厂商的要求，并连接到机柜内专用的接地螺丝上；
3、系统接地与屏蔽接地不能在机柜汇合，必须单独接入到接地网；
4、柜内接地不能用机柜并接螺栓代替，必须用接地线严格连接；
5、接地要牢固可靠，汇流连接板并要涂防腐漆；
6、接地电阻符合控制系统要求，并要进行严格的测定；
7、严格按照厂商接地要求接地，不为省事走捷径或不按接地线径要求接地；
8、电源在设计时应该考虑到初始电流的冲击，至少能承受10个周期；
9、控制系统AC接地应该建立在隔离变压器或UPS上；
10、控制系统工作站AC电源应该使用专门的插座；
11、当连接现场设备电源几个I/O接口转接器时，应该使用隔离栅条；
12、控制系统AC电源应该由隔离变压器或UPS供给；
13、当AC和DC输入连接到同样的接线排，接线排必以适当的警告标签标出；
14、AC接地线应该与载流线型号相当或大一号；
15、预留一根额外的线或使用一终端盒，以提供测试点；
16、接地系统的电阻必须进行测试，以保证接地能满足控制系统制造商的要求；
17、接地线必须同任何导线完全隔离及绝缘，且仅能接在建筑物的真正接地处；
18、接地线线径至少为 3.5 mm；
19、接地线不是电源零线，且必须与零线分开；
20、接地阻抗在电源插座零线与接地线之间测量时不得大于2 欧姆( 参考值 )；
21、在电源输出插座所测得的零线与地线间的电压不得大于 1.0 V， 同时无论设备是否开启，电压的变化量不得超过1.0 V；
22、不能用铁管代替接地线；
23、在接地线的接地端测得的接地电阻不大于 1 欧姆；
24、接地线是否折断、损伤或严重腐蚀；
25、接地线和接地干线的连接是否牢固；
26、接地土壤是否因外力的影响而松动；
27、重复接地线，接地体及连接处是否完整无损。
魁伯恩技术部
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刘华：189 1188 1833
