華南吊機(jī)拆除波浪補(bǔ)償裝置的可行性分析

華南吊機(jī)拆除波浪補(bǔ)償裝置的可行性分析

羅如崗

(中海石油(中國(guó))有限公司 秦皇島32-6作業(yè)公司,天津 300450)

摘要：為增強(qiáng)吊車的安全性并減少鋼絲繩的磨損,對(duì)現(xiàn)有的華南吊車進(jìn)行改造，去除吊車上的補(bǔ)償裝置。并新增一組簡(jiǎn)單的導(dǎo)向滑輪組來(lái)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行重新導(dǎo)向。結(jié)果補(bǔ)償裝置被成功拆除，導(dǎo)向滑輪組被裝上后吊機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，無(wú)任何異常。

關(guān)鍵詞：華南吊車；補(bǔ)償裝置；拆除

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2015.05.029

中圖分類號(hào)：U667.5；P752

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1671-7953(2015)05-0106-03

收稿日期：2015-07-30

作者簡(jiǎn)介：第一羅如崗(1976-)，男,學(xué)士，工程師

Abstract:The existing SCM crane is renovated by dislodging the wave compensation device, so as to strengthen the crane's safety and reduce the rope's scrape. The compensation device is removed on the spot and a simple guide sheave block is mounted to guide the wire rope afresh. The result is the crane works smoothly and has not any problems. The site operation and test show that the redundant compensation device of the crane can be removed completely so as to promote the crane's function.

修回日期：2015-09-01

研究方向:海工機(jī)電一體化

E-mail:luorg@cnooc.com.cn

秦皇島32-6平臺(tái)吊車6個(gè)井口平臺(tái)的吊車副鉤，在出廠配置有波浪補(bǔ)償裝置[1]，主要部件是1套波浪補(bǔ)償裝置模塊，見(jiàn)圖1。

圖1　QHD32-6油田井口平臺(tái)吊車 波浪補(bǔ)償裝置模塊示意

該波浪補(bǔ)償裝置安裝在吊機(jī)的吊臂上，副鉤鋼絲繩從副鉤卷筒出來(lái)必須繞過(guò)波浪補(bǔ)償裝置模塊到達(dá)吊臂頭部，波浪補(bǔ)償裝置的模塊主要由油缸，導(dǎo)向滑輪，安裝架組成。從多年來(lái)平臺(tái)上實(shí)際使用情況來(lái)看，在不啟用波浪補(bǔ)償功能的情況下也可滿足海上吊裝作業(yè)的實(shí)際使用，故平臺(tái)吊機(jī)吊裝時(shí)很少使用波浪補(bǔ)償功能，但是作為波浪補(bǔ)償模塊作為吊臂上的重要組件，必須定期對(duì)該裝置進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。為了保證設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)減少設(shè)備維護(hù)人力物力，考慮對(duì)波浪補(bǔ)償裝置模塊進(jìn)行拆除。

1拆除波浪補(bǔ)償裝置的技術(shù)分析

拆除整套補(bǔ)償裝置模塊后，只保留波浪補(bǔ)償裝置的安裝基座，在原基座上安裝3套簡(jiǎn)單的導(dǎo)向滑輪，該方案不改變絞車卷筒與吊臂頭部導(dǎo)向滑輪的相對(duì)位置，更換后不會(huì)影響副絞車的排繩情況，同時(shí)在拆除補(bǔ)償裝置模塊后簡(jiǎn)化了副鉤鋼絲繩的繞繩結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)了鋼絲繩的使用壽命。

1.1拆除前、后的副鉤繞繩圖對(duì)比

拆除前、后繞繩示意見(jiàn)圖2。

圖2　副鉤繞組示意

由圖2可見(jiàn)，拆除前副鉤鋼絲繩總計(jì)需要經(jīng)過(guò)8個(gè)滑輪，拆除后副鉤鋼絲繩總計(jì)經(jīng)過(guò)6個(gè)滑輪，且這6個(gè)滑輪全部為導(dǎo)向滑輪，拆除波浪補(bǔ)償裝置后減少了鋼絲繩在滑輪上的摩擦和纏繞次數(shù)提高了鋼絲繩的使用壽命；拆除后增加的導(dǎo)向定滑輪總成與底座采用螺栓連接，不涉及熱工安裝，簡(jiǎn)單方面，滑輪選用標(biāo)準(zhǔn)滑輪廠家的產(chǎn)品，進(jìn)行技術(shù)詳細(xì)計(jì)算。

1.2導(dǎo)向滑輪組強(qiáng)度校核

1)先進(jìn)行導(dǎo)向滑輪銷軸強(qiáng)度校核[2]。

安裝圖見(jiàn)圖3，銷軸材料為42CrMo，直徑60 mm，σS≥690 MPa,σb≥900 MPa

銷軸截面系數(shù)：W=2.12×104mm3。

銷軸截面積：A=2 827 mm2。

吊機(jī)副鉤最大吊重為3 t，吊具重量0.5 t，穿繩效率0.91，故副鉤鋼絲繩受力為

取吊機(jī)動(dòng)態(tài)系數(shù)Cv=2.0，由圖2可見(jiàn),導(dǎo)向滑輪2受力最大，即N=28.8 kN。

該定滑輪銷軸所受彎矩M為

圖3　導(dǎo)向滑輪安裝位置示意

導(dǎo)向滑輪銷軸所受彎曲應(yīng)力：

銷軸所受剪切應(yīng)力：

合應(yīng)力：

安全系數(shù)[3]：

結(jié)論：安全系數(shù)滿足要求。

2)導(dǎo)向滑輪支撐板強(qiáng)度校核[3]。

支撐板材料：DH36，σS=355 MPa，

[σS]= 213 MPa

則，σC< [σS]=213 MPa。

結(jié)論：導(dǎo)向滑輪支撐板強(qiáng)度滿足要求。

3)連接螺栓強(qiáng)度校核[4]。

導(dǎo)向滑輪座與補(bǔ)償裝置底座連接螺栓規(guī)格為M24×100-GB6172-2000-8.8級(jí)。

抗拉強(qiáng)度σs=800 MPa，螺栓數(shù)量6個(gè)。

螺栓的應(yīng)力截面積：A=353 mm2。

計(jì)算強(qiáng)度：Pb=σs×A=282.4 kN。

由于4個(gè)螺栓主要受主鉤鋼絲繩拉力，每個(gè)螺栓實(shí)際受力：P=N/6=28.8/4=7.2 kN。

結(jié)論：P

通過(guò)以上計(jì)算可知，拆除波浪補(bǔ)償裝置模塊拆除后，增加的新的導(dǎo)向輪是符合規(guī)范要求的是安全的，相關(guān)圖紙和計(jì)算得到BV船級(jí)社認(rèn)可。

2波浪補(bǔ)償器拆除的施工以及驗(yàn)收方案

由于海上作業(yè)的井口平臺(tái)只有1臺(tái)吊車，需要保證吊車在滿足正常生產(chǎn)和生活的情況下進(jìn)行施工，因此施工方案需注意以下幾點(diǎn)。

1)新的導(dǎo)向輪總成需要在廠內(nèi)預(yù)制好，并且檢驗(yàn)合格后才能出廠。

2)新的導(dǎo)向輪基座與原波浪補(bǔ)償裝置基座連接不采用焊接方式，而采用直接螺栓安裝的形式，避免了熱工作業(yè)，可提高施工效率。

3)波浪補(bǔ)償裝置拆除后試重驗(yàn)收環(huán)節(jié)和吊車的年檢試重環(huán)節(jié)合二為一，既可節(jié)約費(fèi)用，又可減少吊機(jī)的停用時(shí)間，一舉兩得。

通過(guò)詳細(xì)的施工方案和驗(yàn)收方案來(lái)保證拆除波浪補(bǔ)償裝置工作的效率和一次性驗(yàn)收成功，保證達(dá)到預(yù)計(jì)效果。

3波浪補(bǔ)償拆除改造應(yīng)用效果

對(duì)文昌13-1/2油田WEN13-1/2平臺(tái)華南吊車進(jìn)行了波浪補(bǔ)償裝置的拆除，已經(jīng)安全運(yùn)行1.5年。

對(duì)奮進(jìn)號(hào)FPSO華南吊車進(jìn)行了波浪補(bǔ)償裝置的拆除，已經(jīng)安全運(yùn)行1.5年。

秦皇島32-6與渤中25-1油田使用華南吊車數(shù)量為21臺(tái)，其中大部分都安裝有波浪補(bǔ)償裝置。深入了解這些吊機(jī)的使用情況，根據(jù)吊車的實(shí)際使用情況和吊車日常維護(hù)點(diǎn)的對(duì)比，思考并且找出能夠減少維護(hù)量并且提高吊車安全性的新途徑。海上的設(shè)備維護(hù)人力和物力資源是有限和寶貴的，通過(guò)與廠家合作進(jìn)而對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的功能進(jìn)行一定的技術(shù)革新，既可以節(jié)約吊車日常維護(hù)的人力和物力，又能提高維修和生產(chǎn)作業(yè)的效率。

參考文獻(xiàn)

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Feasibility Analysis on the Removal of SCM Crane's Wave Compensator

LUO Ru-gang

(CNOOC China Limited QHD 32-6 Operating Company, Tianjin 300450, China)

Key words: SCM crane; compensator; remove