海洋平臺(tái)起重機(jī)鋼絲繩跳槽原因分析及處理措施

徐慶東

(中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司 天津 300457)

0 引言

某海上平臺(tái)起重機(jī)在卸船作業(yè)中用大鉤從供應(yīng)船吊裝重貨，起吊至上甲板時(shí)，吊車司機(jī)發(fā)現(xiàn)起吊困難，駕駛室外有異響。停車檢查發(fā)現(xiàn)大鉤鋼絲繩在吊臂鵝頭滑輪組處發(fā)生跳槽，卡在滑輪與滑輪軸套之間，隨即啟動(dòng)平臺(tái)應(yīng)急程序，把重物安全放到甲板上，緊急排除險(xiǎn)情后對(duì)起重機(jī)進(jìn)行了全面檢查。拆解跳槽滑輪組檢查結(jié)果：鋼絲繩擠扁變形報(bào)廢[1]；防跳桿護(hù)套表面有一處摩擦痕跡，整體狀況良好；定滑輪軸套變形損壞嚴(yán)重需更換；滑輪軸一處拉傷深度3mm需更換[2]。從拆檢結(jié)果分析可知，鋼絲繩跳槽后，滑輪軸套充當(dāng)了滑輪的作用，當(dāng)軸套磨透后鋼絲繩與滑輪軸直接摩擦，隨著摩擦力越來越大，異響也越來越大，最終滾筒運(yùn)轉(zhuǎn)困難。

1 跳槽原因分析

1.1 人為因素

鋼絲繩跳槽一般是指鋼絲繩在滑輪中的一部分或全部從繩槽中滑脫到滑輪的一側(cè)或輪緣與擋板之間。鋼絲繩發(fā)生脫槽一般是在鋼絲繩松弛，脫離了繩槽中央至輪緣附近，或鋼絲繩存在彈跳現(xiàn)象時(shí)快速操作起升或回轉(zhuǎn)引起的，形成了類似拆除皮帶輪上皮帶的效果。發(fā)生脫槽后，鋼絲繩會(huì)卡在滑輪與滑輪側(cè)板之間，給滑輪較大的側(cè)向力，繼續(xù)起升勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致滑輪、滑輪軸及鋼絲繩報(bào)廢，如不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)而繼續(xù)使用會(huì)導(dǎo)致滑輪損壞、鋼絲繩斷裂，引起嚴(yán)重后果。可能會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩脫槽發(fā)生的情況有：

①吊具降到位后仍繼續(xù)下落，導(dǎo)致鋼絲繩比較松弛，滑至輪緣或側(cè)板間時(shí)起鉤；

②貨物在涌浪低谷時(shí)下落到船甲板上突然又被頂起，鋼絲繩松弛回彈到滑輪邊緣時(shí)起鉤；

③貨物失重導(dǎo)致鋼絲繩產(chǎn)生張力，鋼絲繩回彈，在回彈中被吊物和吊鉤不在同一垂直線，而此時(shí)再歪拉(側(cè)拉)鋼絲繩就會(huì)跳出滑輪；

④鋼絲繩在彈跳時(shí)操作回轉(zhuǎn)和起升聯(lián)動(dòng)；

⑤被吊物左右嚴(yán)重?fù)u擺，引起鋼絲繩移動(dòng)到滑輪邊緣時(shí)仍操作起升動(dòng)作；

⑥吊具發(fā)生了偏斜，仍猛速提鉤；

⑦吊車起重臂快速地旋轉(zhuǎn)或提升中急停，吊鉤發(fā)生甩動(dòng)、彈跳；

⑧惡劣海況違章起重作業(yè)。

1.2 設(shè)備因素

根據(jù)起重機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范[3]，起重機(jī)滑輪應(yīng)安裝防止鋼絲繩脫出繩槽的裝置或結(jié)構(gòu)，即防脫裝置。發(fā)生鋼絲繩跳槽的主要原因是防脫裝置、滑輪及鋼絲繩存在以下問題：

①防脫裝置設(shè)計(jì)有缺陷，不能有效防止鋼絲繩 跳槽；

②防脫槽裝置安裝不規(guī)范，安裝間隙偏大；

③防脫裝置損壞；

④滑輪已老化，輪緣有損壞和缺陷；

⑤鋼絲繩扭曲變形、變扁或過度磨損等。

2 鋼絲繩跳槽的應(yīng)對(duì)措施及創(chuàng)新改進(jìn)

2.1 操作技巧方面

卸船作業(yè)處于動(dòng)態(tài)吊裝過程，吊車司機(jī)要根據(jù)自身的能力結(jié)合起重機(jī)的起升速度與實(shí)際海況去進(jìn)行工作[4]。因?yàn)楹Ｑ蟮鯔C(jī)的大鉤一般起升速度較慢，要盡量避免在船體上下起伏、船體顛簸較大的時(shí)候進(jìn)行吊裝。吊車司機(jī)作為使用者，應(yīng)該對(duì)廠家設(shè)置的防脫槽裝置進(jìn)行檢查，不符合規(guī)范要進(jìn)行改進(jìn)。操作人員在工作中一定要對(duì)此類問題引起足夠的重視，并提高操作技能，盡可能避免此類事故發(fā)生。

2.1.1 維修注意事項(xiàng)

當(dāng)維修吊具或滑輪組必須放松鋼絲繩時(shí)，在鋼絲繩拉緊時(shí)必須有專人在滑輪組附近查看，確保鋼絲繩位于輪槽內(nèi)。

2.1.2 隨時(shí)觀察鋼絲繩松緊度

吊具下落時(shí)，吊車司機(jī)及指揮員一定要觀察鋼絲繩的松緊度，鋼絲繩與滑輪槽保持在同一垂直線上，確保不歪拉斜吊。避免起升貨物時(shí)，貨物在供應(yīng)船上反復(fù)上下起伏引起貨物突然失重，導(dǎo)致的鋼絲繩彈跳，跳出或滑至滑輪輪緣上。

2.1.3 避免野蠻操作

操作中切忌起升過程中急停或急速旋轉(zhuǎn)甩動(dòng)吊具，若出現(xiàn)以上操作一定要檢查各滑輪組是否出現(xiàn)脫槽。發(fā)生異常立即停止操作，查明原因并及時(shí)處理。

2.1.4 穩(wěn)鉤

起重機(jī)穩(wěn)鉤的操作就是吊臂向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí)帶著吊鉤運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)醣弁Ｏ潞蟮蹉^會(huì)由于慣性沿運(yùn)動(dòng)軌跡越過吊臂垂直線繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，吊鉤在慣性力和鋼絲繩反向拉力作用下產(chǎn)生搖擺；如果此時(shí)操作人員使吊臂咀與吊鉤保持在同一垂直線上，則吊鉤就會(huì)靜止不動(dòng)，這就叫追鉤或穩(wěn)鉤。

2.2 卸貨追船技術(shù)要領(lǐng)

2.2.1 保證有效溝通

首先和船長(zhǎng)通過溝通，確定所吊貨物的順序和擺放位置。

2.2.2 確保找正后起吊

確定要吊的貨物后，把吊鉤放到貨物的前方1m左右，吊鉤的高度與所吊貨物的吊環(huán)持水平位置方便水手掛鉤。待水手離開后，吊鉤帶起索具后如果船體受風(fēng)浪影響發(fā)生移動(dòng)，吊臂、吊鉤就要跟隨所吊貨物的方向移動(dòng)，吊鉤也要跟著波幅進(jìn)行上下調(diào)整，保持吊車穩(wěn)定和吊鉤垂直，等到最佳起吊時(shí)機(jī)到來使用聯(lián)動(dòng)操作技術(shù)以最快速度找到吊鉤與貨物的直中心線，快速起升吊鉤，完成吊裝。

2.2.3 起吊時(shí)機(jī)的選擇

海浪把船推到最高的臨界點(diǎn)，該點(diǎn)是最佳點(diǎn)。但是該點(diǎn)稍縱即逝，因而該點(diǎn)非常難把握，所以操作人員在操作時(shí)應(yīng)有提前量，在臨界點(diǎn)前起升貨物。起吊時(shí)必須選擇在船體向上行運(yùn)動(dòng)時(shí)順勢(shì)起吊，這樣既省工又省時(shí)，吊車和船體也不會(huì)產(chǎn)生沖擊，有利于吊車安全操控。盡量避免船體在下行時(shí)起吊或船體漂離平臺(tái)移動(dòng)時(shí)起吊，尤其是重吊。調(diào)整好吊鉤和貨物的垂直重心后方能起吊，起吊時(shí)要做到穩(wěn)、準(zhǔn)、快，使貨物迅速脫離船體甲板。

2.2.4 吊車司機(jī)和平臺(tái)司索指揮

吊車司機(jī)在操作中應(yīng)當(dāng)不時(shí)地觀察各個(gè)絞車和儀表盤的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，同時(shí)提醒供應(yīng)船水手指揮要關(guān)注貨物起吊時(shí)吊鉤的狀態(tài)是否垂直，平臺(tái)司索指揮也要密切關(guān)注吊車的運(yùn)行狀態(tài)。在作業(yè)中需要慎之又慎，盡可能減少此類事故的發(fā)生，或事故發(fā)生時(shí)能及早發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理，防止事故進(jìn)一步惡化升級(jí)。

2.3 起重機(jī)滑輪防脫裝置的升級(jí)改造

①通過對(duì)起重機(jī)滑輪防脫裝置反復(fù)研究和模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)升級(jí)改造滑輪防脫裝置，加裝防跳側(cè)板可有效防止鋼絲繩跳槽，極大地減少跳繩事故的發(fā)生。

②防跳側(cè)板就是在滑輪兩側(cè)各增加一塊鋼板，加以保護(hù)，防止鋼絲繩側(cè)跳。類似于箱體將滑輪和鋼絲繩夾在中間，使滑輪兩側(cè)均無較大的間隙，可以保證吊裝時(shí)不容易產(chǎn)生脫槽現(xiàn)象。

③防跳側(cè)板盡可能多地遮擋滑輪兩側(cè)，同時(shí)保證吊臂在變幅中定滑輪組處于任何工作角度位置時(shí)，防跳側(cè)板不能碰觸和損傷鋼絲繩，保持鋼絲繩的跳躍自由度和升降暢順。

④防跳側(cè)板利用防跳檔桿和滑輪軸作為固定支點(diǎn)進(jìn)行安裝，無需對(duì)吊機(jī)主結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接，也不影響日常對(duì)滑輪的維護(hù)保養(yǎng)。

⑤設(shè)計(jì)了半封閉的箱型防護(hù)罩如圖1所示。

⑥新的防跳側(cè)板在鋼絲繩跳動(dòng)或斜拉可能造成脫離繩槽時(shí)，會(huì)使鋼絲繩順沿著側(cè)板滑到輪槽中心，有效避免鋼絲繩脫離繩槽事故的發(fā)生。

2.4 安裝可視監(jiān)控系統(tǒng)

2.4.1 吊車視頻智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能

①在吊裝過程中，由于海洋平臺(tái)環(huán)境復(fù)雜，場(chǎng)地受限，各類設(shè)備與結(jié)構(gòu)件等障礙物隨處可見，平臺(tái)上的起重機(jī)進(jìn)行著復(fù)雜多樣的作業(yè)。這種特殊的工作狀況決定了吊機(jī)操作人員必須對(duì)吊機(jī)運(yùn)行狀態(tài)了如指掌，操車時(shí)需要隨時(shí)監(jiān)聽駕駛室外異常聲響，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。但常有吊車操作者由于種種原因聽不到室外異響，延誤了處理的最佳時(shí)機(jī)，最終造成事故的發(fā)生。因此，起重機(jī)關(guān)鍵部位和盲區(qū)死角安裝視頻智能監(jiān)控顯得尤為重要[5]，以便吊車操作者隨時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能造成鋼絲繩跳槽等異常情 況，從而把隱患消滅在萌芽之中。

②起重機(jī)安裝可視監(jiān)控，對(duì)海上平臺(tái)起重機(jī)的各個(gè)工作環(huán)節(jié)、各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)、各類工況起到綜合性的安全保障，以方便操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題，保證起重設(shè)備的安全運(yùn)行，提高工作效率，降低風(fēng)險(xiǎn)隱患，保證安全生產(chǎn)。

2.4.2 吊車視頻智能監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

①攝像部分安裝在監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)，包括攝像機(jī)、鏡頭、防護(hù)罩、支架和云臺(tái)等。它的作用是對(duì)監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行攝像并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。

②攝像部分是監(jiān)控系統(tǒng)的前沿，是整個(gè)系統(tǒng)的“眼睛”，它把監(jiān)視的內(nèi)容變?yōu)閳D像信號(hào)，傳送到控制中心的監(jiān)視器上，攝像部分的好壞及它產(chǎn)生的圖像信號(hào)質(zhì)量將影響整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量。

③監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝技術(shù)要求：安裝的可視監(jiān)控設(shè)備須符合海上作業(yè)要求，牢靠穩(wěn)固，防腐，耐高溫及符合防爆等級(jí)[6]。

如圖2所示，起重設(shè)備安全監(jiān)控管理系統(tǒng)通過監(jiān)視、控制、管理等手段，實(shí)現(xiàn)操作安全控制、危險(xiǎn)臨界報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示和數(shù)據(jù)記錄保存、運(yùn)用視頻和音頻技術(shù)實(shí)時(shí)顯示和記錄工作狀態(tài)、事后回放、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。

3 現(xiàn)場(chǎng)使用效果及總結(jié)

技術(shù)改造后通過近幾年使用，效果顯著，一直未再發(fā)生過鋼絲繩跳槽事故，因此在其他有類似缺陷的海洋起重機(jī)進(jìn)行了推廣，均改裝了鋼絲繩防跳槽裝置，安裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

本文詳細(xì)分析了海上起重機(jī)鋼絲繩跳槽的原因，并針對(duì)原因給出了應(yīng)對(duì)措施。最后創(chuàng)新改造了滑輪防跳槽裝置，并加裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有效防止了吊車鋼絲繩的跳槽，為海上起重機(jī)解決類似問題提供了借鑒。