大中型航標吊機故障分析及使用管理要點

廖卓元

摘 要：航標吊機是航標船從事海上航標作業的關鍵設備。由于海況惡劣，航標吊機作業時故障、問題不少。為此，本文對航標吊機故障產生的原因進行探討、并提出5個使用管理上的要點。

關鍵詞：海上船舶 航標吊機 故障分析 管理

1.航標吊機簡介

大中型航標船是從事沿海或近海航區航標業務的專門工程船，其職責是及時地保證海區水上航標的標位、結構、燈質、顏色處于良好使用狀態，保障船舶航行安全。為了完成職責，大中型航標船配置了大中型吊機專供航標作業（即負責浮標、沉塊、錨鏈等的吊卸工作）用，由于是航標船且專門從事航標作業，因此通常被稱為航標吊機。

航標吊機早期多數為電動克令吊，少部分為液壓克令吊，隨著液壓吊機的普及目前航標吊機絕大多數已經換成或改成液壓克令吊，如廣州航標處已把3艘大中型航標船的航標吊機全部換成了液壓克令吊。

根據航標吊機起吊能力的不同，通常把8t左右的列為中型、而15t左右的列為大型。為此本文探討的對象為大中型航標吊機（特指液壓克令吊）。

2.航標吊機故障

2.1故障概述

自從電動改為液壓以來，航標作業變得更方便、更輕松。但在日常作業中特別是海上航標作業時航標吊機也出現或發生了不少故障或問題，而且有些還比較嚴重；如有兩臺吊機發生吊臂軸軸承損壞、保險螺絲松脫、3臺吊機發生回轉機構不同程度的損壞（其中兩臺因發生意外造成傳動軸斷損并導致吊臂碰撞到駕駛臺）等，給單位正常的航標業務用船帶來了不少影響。

2.2故障表現

航標吊機的故障表現主要如下：

液壓系統：高壓軟管老化、爆裂漏油；油泵工作壓力不足；主操縱閥不靈；閥門泄露等。

吊機結構：

主鉤鋼絲繩：斷絲，如圖1 ；脫股或脫股又斷絲，如圖2；纏繞，如圖3；脫離滑輪槽（脫槽），如圖4（脫槽后，磨到滑輪軸及磨壞滑輪軸承邊）；繩氣；在鋼絲輪轂上排布不規則、壓繩等。

滑輪組：軸承嚴重腐蝕、銹蝕、損壞，如圖5；滑輪磨損、銹蝕、或損壞；滑輪軸磨損、異常，如圖4。

主鉤：主鉤結構腐蝕、銹蝕；變形嚴重；滑輪磨損；滑輪軸磨損；主鉤鉤頭轉動銷不轉，如圖6。

吊臂軸及吊臂軸承：吊臂軸軸承發出異常聲響；吊臂軸軸承外側止轉螺栓松或剪斷；吊臂軸軸承失油，如圖7。

回轉齒輪：回轉大小齒輪磨損、配合間隙超、齒面異常；變速箱輸出軸斷損；變速箱內星形齒輪傳動軸斷損，如圖8；回轉機構箱體爆裂，如圖9。

回轉支承磨損、吊塔晃動大等。2.3故障特點

根據本單位之前故障發生的頻率及嚴重程度、我發現有如下規律：航標吊機在液壓系統方面雖然也發生一些故障，但情況比較少且不太嚴重；但在吊機結構方面發生的故障卻比較多且比較嚴重；在碼頭進行裝卸標或過泊時發生的故障很少；而在海上進行吊卸標作業時發生的故障或問題卻比較多且比較嚴重。

3.航標船及吊機的作業環境

為了分析航標吊機的故障，先看看航標船及吊機的作業環境。航標船主尺度及噸位比較小（見表1），抗風浪能力差，在海上作業時船舶搖擺、晃動大。航標吊機由于經常需要把吊臂伸到舷外進行作業，因此結構上吊臂都比較長也比較重（見表2）。吊臂自身重量大，對主尺度及噸位比較小的船舶傾斜影響大，空載時吊機吊臂伸至舷外，就會引起航標船傾斜2～3度。航標器材的重量大（見表3）。當航標吊機吊起這些器材到舷外或從舷外吊到甲板時，航標船馬上傾斜5～7度，甚至更大。本單位航標船從事作業的海區是南海海區，該海區是全國三大海區海況最復雜、風浪最大。作業時在風浪的影響下航標船搖擺傾斜劇烈，遠遠大于吊機設計標準橫搖5～8度，導致吊機嚴重偏離平吊狀態。同時作業地點主要是主航道外、港口、碼頭，除了受風浪影響外，還要受過往船舶、碼頭等的影響，危險因素多危險性大。作業期間一旦了望不詳或處里不當就會出意外，出問題。另外，航標船及吊機的作業環境還會受到海水、淋雨水、海上潮濕空氣的影響等。

綜上所述，通過作業環境可以看出，劇烈的船搖標擺、吊機嚴重偏離平吊狀態是海上航標作業的最大特點。

4.航標吊機的故障分析

那么造成航標吊機故障多的原因究竟有哪些？為什么航標吊機在液壓系統方面的故障會比較少且輕，而在吊機結構方面的故障又比較多且嚴重？為什么航標吊機在碼頭裝卸標或航標過泊時很少發生故障或問題，而在海上吊卸標作業時發生故障比較多且嚴重？

本人認為造成航標吊機故障多的原因很多，除了欠缺維護保養、檢查不周、操作使用不當、年舊失修、液壓油品質等因素外，我認為還跟航標船的作業地點海況、吊臂軸的結構、吊點少、鋼絲繩品質、吊機連續工作時間、吊機累積運轉時間、作業人員的風險意識等因素有極大關系。

航標船的作業地點海況惡劣。吊機吊臂長又重、航標器材重量大、作業時船舶傾斜嚴重；加之航標船主尺度較小、抗風浪能力差；在風浪作用下，船舶傾斜更加嚴重劇烈。其結果航標吊機出現嚴重偏離平吊狀態，導致吊機承受額外附加力增加、吊臂軸受力嚴重不平衡、雙短軸式轉軸軸承容易出現故障或破壞、止轉螺絲也容易出現松脫；鋼絲繩與滑輪槽側面出現異常偏磨，甚至跳槽；浮標容易與船體、吊臂及其它實施產生嚴重的撞擊【見圖10～12，從浮標凹陷深度及標架損壞數量（僅為近期收集）可見撞擊嚴重程度及碰撞的頻繁程度】，反過來又對吊機結構產生嚴重沖擊等。幾次回轉機構損壞，鋼絲繩跳槽，吊臂軸軸承異響、止轉螺栓剪斷或松開都是由此引起的。可見惡劣海況是導致航標吊機故障或損壞多發的重要原因之一。endprint

雙短軸式吊臂軸的結構設計用于航標吊機很不合理。目前大中型航標船吊機吊臂軸主要有整體式和雙短軸式兩種；其特點：整體式吊臂軸由于受力面長、軸承又是滑動式、潤滑容易得到保障。而雙短軸式吊臂軸受力面小、對兩軸承受力平衡要求高、采用的是關節軸承，且位置又處于吊塔頂端、潤滑條件難以確保（手提黃油槍換成腳踏黃油槍還解決不了問題）。經多年使用發現，整體式吊臂軸一直使用得很好、故障很少；而雙短軸式吊臂軸即故障多多，對本單位用船影響大，為此本單位還專門把一臺這種形式的吊機拉到吊機廠改成整體式吊臂軸。可見，不顧吊機嚴重偏離平吊狀態，仍把專業從事海上作業的航標船吊機吊臂軸設計成雙短軸式是很不合理的，或者說是失誤。

起吊航標時吊點少。通常情況下浮標上表面四周會設置2～4個吊耳供起重之用。在這里重點只講浮標的吊點。按本單位航標作業的習慣，起重時吊鉤通常用1根吊繩套住1只吊耳（在這里稱為1個吊點）進行吊卸。本人認為這種起重法裝卸吊鉤很方便，但對起重過程影響很大。因為每個吊耳所處的位置都不是浮標的平衡點，浮標一經被吊起它必然圍繞吊鉤位轉動和擺動。吊耳一邊是浮鼓浮筒共5～6米，另一邊是標架頂標共3米。吊機吊著這樣的浮標在船舶劇烈傾斜、搖擺的情況下在舷邊或甲板面上轉動著擺動著，其結果很容易碰撞到船體、吊臂及其它實施，導致浮鼓浮筒碰凹陷、標架燈器頂標碰傷碰壞，同時還給吊機造成劇烈沖擊等。可見一個吊點的起重法是航標容易碰傷碰壞原因之一，也是吊機被沖擊容易引起故障原因之一。

如果增加相鄰1個吊耳作為吊點以緩沖浮標的轉動和擺動。即采用2根吊繩套住相鄰2個吊耳進行起重，這樣做雖然對平衡點改善不是很大，但卻可以利用2根吊繩受力后綁緊限制浮標轉動和擺動的幅度，從而減少碰撞減少沖擊。

鋼絲繩品質。鋼絲繩是吊機上重要設施之一，其狀態好壞，對吊機的影響很大。從多年的使用情況看，好的鋼絲繩能用7～8年，普通的用2～3年、差的1年不到。因此，鋼絲繩品質對鋼絲繩的使用壽命關系重大。

吊機一次性連續工作時間。吊機一次性連續工作時間長短對吊機液壓系統的影響比較大。連續工作時間長會造成系統溫度升高、液壓油的粘度下降、系統工作壓力下降、運動件磨損加劇、系統密封性下降、油品也容易發生變質等。航標吊機一次性連續工作時間比較短，表現為海上航標作業時一座航標一般都在0.5～1小時，碼頭裝卸標或過泊最多也就是2小時左右。

吊機累積運轉時間。吊機累積運轉時間越長，即意味著累積磨損量就越大、老化嚴重、發生故障的機率就大。本單位航標吊機累積運轉時間比較長。表現為廣州航標處成立之初才400多座浮標，而今已1000多座浮標，任務增多；隨著港珠澳大橋、深中隧道的建設，橋涵標數量增加；全球氣候越來越差，海上強風、臺風的數量越來越多、而且強度越來越強大，影響面越來越廣，其結果是海上浮標損壞情況不斷增加、損失增大、無形中造成了航標的維護保養、巡檢、搶修、檢修工作也將相應增加；被船舶碰壞、致損的浮標數量增加，由于船舶的噸位、尺度越來越大，船舶的慣性加大、了望及操控難度的加大，航標被撞、壓到、帶移等情況越來越嚴重。液壓系統油泵、主操作閥等就是由于長年使用，導致壓力下降、操作失靈。

作業人員的風險意識。從航標船作業海域、作業地點主要是主航道、港口、碼頭，除了受風浪影響外，還要受過往船舶、碼頭等的影響，作業過程危險因素多危險性大。作業期間一旦了望不詳或處里不當就會出意外、出問題，導致船舶和吊機損壞。

從上述分析可以看出一次性連續工作時間短是航標吊機在液壓系統方面的故障比較少且輕的主要原因；而劇烈的船搖標擺、沖擊、吊機嚴重偏離平吊狀態是航標吊機在吊機結構方面故障比較多且嚴重的主要原因。而碼頭作業由于風浪很小、船搖標擺情況輕、航標器材重量偏小（未組裝），因而航標吊機故障很少。

5.談談航標吊機在日常使用管理的若干要點

為了提高航標吊機的完好率，確保航標吊機的正常安全。本人認為航標吊機在日常使用管理中要注意的事項比較多，除了要嚴格按吊機使用說明書要求、《航標作業12條規定》進行定期或不定期維護、保養、檢查、操作外，還需要做到以下幾點：

對引起航標吊機故障原因要有一定的認識，對海上作業的風險性要有足夠的認識和預防措施。作業海況的是現擺著、作業狀態也是現擺著，逃避不了只能正確面對，在防范上下功夫。

吊卸浮標特別是海上作業時建議增加1個吊點，以改善標轉標擺，減少磕磕碰碰、減少沖擊。這樣既可以減少對吊機的沖擊減少故障，也可減少航標的損傷。

條件成熟的建議把雙短軸吊臂軸改成整體式吊臂軸；條件不成熟的無法改的，在操作中要加以留意并確保軸承的潤滑。

對高壓軟管、主操縱閥、油泵、主鉤鋼絲繩、回轉機構等備配件及材料一定要配備有若干品種和數量，以確保吊機的正常運轉、確保生產。因為上述備配件及材料有部分是需進口的、有部分是要定做加工的，不是想買就能馬上買到的，有些甚至需要幾個月才能到貨的。

經常在惡劣的環境下作業，航標吊機發生故障或出些問題是很難避免的，關鍵是要把發生的故障或問題的原因找到并修復處里好。而找原因處理問題，除依靠本單位管理人員外，還必須借助維修廠商的力量。因此必須慎重地選擇有維修資質、比較專業、比較規范、最好是有吊機維修經歷經驗且質量比較好的維修廠商。最后是做好維修質量的驗收。endprint