克令吊鋼絲繩的潤(rùn)滑研究

朱永俊

（南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 航海系，江蘇 南通 226010）

0 引言

2012年12月5日，巴拿馬籍船“敦維”輪在南通港錨地卸貨過程中，三號(hào)貨艙克令吊的吊貨鋼絲繩斷裂，導(dǎo)致卸貨抓斗連同其所裝貨物直接砸落至駁船貨艙艙底。所幸此次事故并未造成人員傷亡，駁船艙底被砸產(chǎn)生了一個(gè)直徑1米、深12厘米的凹陷變型，造成了因修理駁船以及更換新克令吊鋼絲的損失，還產(chǎn)生了更換克令吊吊貨鋼絲繩的近10小時(shí)退租費(fèi)用損失。在船舶港口卸貨過程中，克令吊吊貨鋼絲繩斷裂事故屢見不鮮。本文將針對(duì)事故原因進(jìn)行分析，并提出鋼絲繩潤(rùn)滑作用方法及相關(guān)建議。

1 吊貨鋼絲繩斷裂事故案例分析

鋼絲繩斷裂事故常見的主要原因包括：鋼絲繩超負(fù)荷工作或野蠻操作；過度疲勞使用導(dǎo)致磨損超過安全范圍；使用非標(biāo)準(zhǔn)器材、鋼絲或安裝鏈接不當(dāng)；維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)導(dǎo)致腐蝕過度。巴拿馬籍船“敦維”輪吊貨鋼絲繩斷裂事故原因分析如下。

“敦維”輪克令吊安全工作負(fù)荷為30噸。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)后表明，卸貨用抓斗自重約3噸，每一抓斗貨物最大重量約12噸，每吊最大總重量遠(yuǎn)小于吊桿的安全工作負(fù)荷。根據(jù)船公司相關(guān)規(guī)定，“敦維”輪克令吊吊貨鋼絲繩在更換3-5年或工作滿300天后應(yīng)當(dāng)換新。查閱“敦維”輪相關(guān)維修保養(yǎng)記錄后發(fā)現(xiàn)，此次斷裂的吊貨鋼絲繩上次更換時(shí)間為2011年11月26日，且累計(jì)在船使用時(shí)間遠(yuǎn)少于300天，據(jù)此可以排除此次事故不是因過度使用和磨損所致。查閱“敦維”輪相關(guān)資料得知，該吊貨鋼絲繩為直徑32毫米、長(zhǎng)233米的四股克令吊鋼絲繩。通過查閱“敦維”輪供貨物料清單、克令吊鋼絲繩證書和對(duì)鋼絲繩的現(xiàn)場(chǎng)勘察，鋼絲繩符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，因此事故原因非使用非標(biāo)準(zhǔn)器材、鋼絲繩或安裝鏈接不當(dāng)。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)對(duì)吊貨鋼絲繩的檢查，鋼絲繩斷裂處位于臂架頭部滑車組至塔身頂部固定裝置的中間部位。除鋼絲繩斷裂處外，鋼絲繩表面潤(rùn)滑油均勻，狀況良好，無明顯的扭曲變型，磨損或銹蝕的現(xiàn)象。而斷裂處前后約兩米的鋼絲繩表面滑油已完全干裂，無任何潤(rùn)滑效果，鋼絲繩內(nèi)外有大量積灰和銹粉，鋼絲銹蝕嚴(yán)重，表明已經(jīng)銹斷一段時(shí)間。

通過以上勘察與分析，由于對(duì)克令吊吊貨鋼絲繩維護(hù)保養(yǎng)不夠徹底全面，一段約2米長(zhǎng)的鋼絲繩因未涂抹潤(rùn)滑油導(dǎo)致腐蝕過度而使其強(qiáng)度減弱，所以克令吊吊貨鋼絲繩斷裂的原因是由于過度銹蝕而致。

2 潤(rùn)滑油對(duì)鋼絲繩的作用

（1）防止銹蝕腐爛。船舶在海上航行，克令吊鋼絲繩長(zhǎng)期暴露在甲板之上，經(jīng)常受到雨水和海浪侵蝕，極易導(dǎo)致鋼絲繩內(nèi)外產(chǎn)生銹蝕而斷絲。均勻的潤(rùn)滑油保護(hù)層能有效的阻止空氣與鋼絲繩直接接觸，減緩鋼絲繩的銹蝕。根據(jù)高夫（HJ．Gough）理論，經(jīng)常使用的鋼絲繩表面容易形成疲勞裂紋，如果潤(rùn)滑油脂充填其內(nèi)，從而防止疲勞裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展，延長(zhǎng)鋼絲繩使用壽命。

（2）提供潤(rùn)滑并減少摩擦。潤(rùn)滑油涂抹在鋼絲繩內(nèi)外，能有效地減小鋼絲繩與滑車滾輪、鋼絲繩之間以及鋼絲繩內(nèi)部絲、股之間的摩擦阻力與磨損，進(jìn)而減少斷絲、斷股，延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命。

（3）增加柔韌性。繞過滑車滾輪的鋼絲繩由于方向的改變，使鋼絲繩內(nèi)部絲股之間的受力不能均勻分布；鋼絲繩長(zhǎng)期處于這種狀態(tài)，極易產(chǎn)生疲勞，加大了磨損、斷絲的風(fēng)險(xiǎn)。涂抹了潤(rùn)滑油的鋼絲繩的柔韌性得到了增加，可使載荷在繩股之間分配均勻，減少彎曲疲勞。

3 克令吊鋼絲繩的分段與涂抹潤(rùn)滑油的方法

克令吊鋼絲分吊貨鋼絲和千斤鋼絲，鋼絲在克令吊上布置方式如圖1所示。左側(cè)為千斤鋼絲，控制吊臂的仰俯；右側(cè)為吊貨鋼絲，控制鉤頭的升降。鋼絲的一頭固定在克令吊的絞車滾筒上，中間往返穿過滑輪組的數(shù)個(gè)滑車與鉤頭（千斤鋼絲不經(jīng)過鉤頭），另一頭固定在塔身頂部的固定裝置上。此種連接方式，導(dǎo)致涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)時(shí)形成了一定的困難。

圖1 克令吊鋼絲布置圖

根據(jù)涂抹潤(rùn)滑油難易程度的不同可將一根克令吊吊貨鋼絲繩分為三段：第一段為克令吊絞車滾筒上以及至塔身頂部間的鋼絲繩、第二段為塔身頂部滑車組至臂架頭部滑車組以及吊貨鉤頭間的鋼絲繩、第三段為臂架頭部滑車組至塔身頂部固定裝置間的鋼絲繩。由于三段鋼絲繩所處位置的不同，涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)難度和對(duì)涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)人員的造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)也不同，采用的涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)方法也不相同，具體為：

第一段的涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)方法較為簡(jiǎn)單，通常作業(yè)人員站立在滾筒旁邊或站立在塔身頂部（有一定的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)按照安全操作規(guī)程采取相應(yīng)的安全措施），一邊松出或收進(jìn)鋼絲繩，一邊抹油。

第二段的涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)方法最為簡(jiǎn)單，風(fēng)險(xiǎn)也最小。通常是在船舶壓載/空載的狀況下進(jìn)行，將吊臂揚(yáng)起，并旋轉(zhuǎn)至艙口上方或船舷邊，盡可能全部送出鋼絲繩，在送出或收進(jìn)鋼絲繩的同時(shí)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行抹油。以上兩段在涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)過程中基本都能保持潤(rùn)滑油涂抹的均勻。

第三段涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)方法在涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)中難度和風(fēng)險(xiǎn)最大，船上一般采用以下幾種方法：將克令吊平放在支架上，從塔身頂部開始，作業(yè)人員腳踩鋼絲繩，一邊往下走一邊抹油；操作人員坐在跳板上由上往下抹油；操作人員在吊籃中，用另外一個(gè)吊桿吊起吊籃，操縱吊桿調(diào)整吊籃的位置對(duì)鋼絲繩進(jìn)行抹油；將固定在塔身頂部的鋼絲繩頭解開，平放到甲板上進(jìn)行抹油，抹油后再重新安裝固定。此種方法風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小，但工作量大，相當(dāng)于更換一次鋼絲繩，所以船員較少采用。

綜上所述，對(duì)于第三段鋼絲繩的涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)，船上現(xiàn)在通常所采用的方法都具有較大風(fēng)險(xiǎn)，稍有不慎就會(huì)造成操作人員跌落事故。因此，為避免風(fēng)險(xiǎn)，許多船員只進(jìn)行簡(jiǎn)單地涂抹，通常是在第一、第二段鋼絲繩涂抹潤(rùn)滑油的過程中在吊臂的兩頭，用長(zhǎng)柄加油漆刷對(duì)第三段鋼絲繩的兩端進(jìn)行簡(jiǎn)單而不全面地涂抹潤(rùn)滑油，導(dǎo)致第三段鋼絲繩涂抹的潤(rùn)滑油不均勻。一根克令吊吊貨鋼絲繩的強(qiáng)度是由其強(qiáng)度最弱的那部分決定的，因第三段鋼絲繩中間有數(shù)米沒有及時(shí)涂抹潤(rùn)滑油導(dǎo)致很快銹蝕，將造成整根鋼絲繩的強(qiáng)度急劇下降。

4 克令吊鋼絲繩潤(rùn)滑的注意事項(xiàng)

潤(rùn)滑質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到鋼絲繩的使用壽命和生產(chǎn)安全，而鋼絲繩在生產(chǎn)時(shí)的初次潤(rùn)滑并不能滿足其使用壽命期間的需要。因此，應(yīng)在使用過程中進(jìn)行補(bǔ)充，否則會(huì)顯著影響其使用壽命。鋼絲繩到船后的潤(rùn)滑分為存儲(chǔ)期間和安裝后使用期間兩段，具體要求如下。

（1）存儲(chǔ)期間的潤(rùn)滑。船上通常儲(chǔ)備所需型號(hào)的各類鋼絲繩至少一根，以保證一旦發(fā)生斷裂事故后能及時(shí)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行更換。備用鋼絲繩經(jīng)常會(huì)放置幾年，潤(rùn)滑油長(zhǎng)期暴露在空氣會(huì)慢慢風(fēng)干老化，降低了對(duì)鋼絲繩的保護(hù)作用。因此，對(duì)于存儲(chǔ)在庫房中的備用鋼絲繩應(yīng)當(dāng)定期檢查，維護(hù)保養(yǎng)，根據(jù)其潤(rùn)滑油風(fēng)干的情況，對(duì)其涂抹潤(rùn)滑油。

（2）使用過程中的潤(rùn)滑。在使用過程中應(yīng)注意按照船舶維修保養(yǎng)計(jì)劃定期或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查的實(shí)際情況對(duì)鋼絲繩進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)、涂抹油潤(rùn)滑。鋼絲繩表面黏附油脂不宜過多，避免出現(xiàn)滑落或龜裂。在抹油的過程中應(yīng)注意按照有關(guān)安全操作規(guī)程執(zhí)行，并盡量將油脂涂抹徹底和均勻。

（3）使用與鋼絲繩匹配的潤(rùn)滑油脂。船上涂抹的潤(rùn)滑油脂應(yīng)與鋼絲繩在生產(chǎn)時(shí)廠方涂抹的潤(rùn)滑油脂具有良好的兼容性，滲透性，確保油脂能充填到鋼絲繩內(nèi)部。若維護(hù)潤(rùn)滑油與廠方涂抹的潤(rùn)滑油脂不匹配，對(duì)延長(zhǎng)鋼絲繩使用壽命所起的作用甚小。[1]

（4）采用合理的補(bǔ)充潤(rùn)滑油方法。目前，船上多以“刷、抹”的方法進(jìn)行潤(rùn)滑油的補(bǔ)充。圖2、圖3所示分別為德國(guó)佩松公司（PYTHON）、美國(guó)鋼繩公司（WRCA)給出的潤(rùn)滑油脂的補(bǔ)充方法。無論哪種方法，如果不注意潤(rùn)滑油脂本身是否具有高的滲透性和當(dāng)時(shí)的涂油環(huán)境溫度，潤(rùn)滑油脂很難進(jìn)入到股繩內(nèi)部，維護(hù)潤(rùn)滑的效果將大打折扣。[2]

圖2 PYTHON維護(hù)潤(rùn)滑油脂補(bǔ)加方法

圖3 WRCA維護(hù)潤(rùn)滑油脂補(bǔ)加方法

5 結(jié)束語

涂抹油潤(rùn)滑對(duì)延長(zhǎng)克令吊鋼絲繩的使用壽命，裝卸貨物的安全操作起著舉足輕重的作用。目前已有多種型號(hào)的鋼絲繩自動(dòng)補(bǔ)油裝置問世與運(yùn)用，對(duì)操作人員的安全起到了很好的保護(hù)作用，同時(shí)也提高了涂抹潤(rùn)滑油作業(yè)的質(zhì)量。但由于補(bǔ)油裝置結(jié)構(gòu)的局限性，尚未能應(yīng)用到船舶上。因此，船舶相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行作業(yè)，并對(duì)克令吊鋼絲繩進(jìn)行持續(xù)潤(rùn)滑，以減少事故的發(fā)生。

[1]秦萬信,王強(qiáng).對(duì)鋼絲繩潤(rùn)滑問題的認(rèn)識(shí)[J].金屬制品,2009(5):1-4.

[2]秦萬信,岳磊.從鋼絲繩突然斷裂談潤(rùn)滑對(duì)其使用壽命的影響[J].金屬制品,2009(2):48-51.