重型鋼管裝卸作業專用吊具的研制

崔振山

(天津港一公司工具隊 天津300456)

0 引 言

近年來，隨著我國鋼材產量的逐年增加，通過港口出口的鋼管貨類也逐漸增多。由于鋼管品種多，規格繁雜，重量不一，給港口的裝卸作業造成了很大的難度。重型鋼管(指單根重量 5,t以上、直徑 1,m 以上、長度 12,m 以上的鋼管)的進、出口量逐年增加，特別是單重8,t的用于西氣東輸的天燃氣輸送管的裝卸作業，由于貨方對貨物裝卸質量要求高，貨物單重大，給生產實際作業帶來極大的困難，也極易發生事故。按照以往的作業工藝方案，在卸汽車(火車)、堆垛和拆垛裝船作業過程中，都是使用鋼絲繩吊索先進行吊頭后，再使用鋼絲繩捆扎吊索起吊的作業方式。這種作業方式不但造成鋼絲繩吊索的大量損壞報廢，而且作業工序多、效率低、起重機燃油消耗大。因此，過去原有的裝卸作業方式和作業吊具已經遠遠不能滿足運輸生產發展的需要，急需改進和提高。

1 傳統裝卸工藝作業方式分析

重型鋼管貨類的傳統裝卸工藝為：首先使用鋼絲繩吊索，對鋼管進行吊頭，再使用鋼絲繩捆扎吊索起吊作業。這種作業方式存在著以下缺陷：①鋼絲繩吊索和鋼管的連接處，由于二者之間相互磨損，很容易造成鋼絲繩吊索斷絲、斷股，從而使鋼絲繩報廢，不能繼續使用，對安全生產也構成較大威脅。鋼絲繩的大量損壞報廢，使裝卸成本大量增加。②在裝卸過程中存在著吊頭操作，這使作業輔助時間延長，作業效率低，增加了工人的勞動強度和操作工序，增加了裝卸作業人員，使人工成本也有所增加。③起重機燃油消耗大，進一步導致了裝卸成本的增加。

2 新吊具的研制

2.1 研制概況

為了減少鋼絲繩的成本支出、作業輔助時間，提高裝卸效率，保證作業安全，確保裝卸質量，天津港一公司工具隊工藝部深入裝卸作業現場，在全面了解作業工藝及重型鋼管的種類、規格的基礎上，利用重型鋼管兩端的特點開發新型卡具，最終研制出重型鋼管作業專用吊具。

該專用吊具投入使用后，徹底改變了重型鋼管貨類的作業工藝，作業過程中使其卡牢、卡正重型鋼管后直接起吊作業。新設計的卡具能夠確保重型鋼管的整體起吊過程平穩。新吊具投入解決了作業的難題，提高了裝卸效率，保證了作業安全，確保了裝卸質量，得到了一線作業工人和相關管理部門的認可和贊揚。

2.2 新吊具的設計

2.2.1 結構形式的確定

通過對重型鋼管的包裝特點進行分析發現，鋼管的兩端可以利用：用一個勾頭類型的卡具卡正、卡牢鋼管的一端，2個勾頭類型的卡具就可以平穩起吊一根鋼管。在實際作業中，利用鋼絲繩起吊的夾角的向心力，將卡頭牢牢卡住鋼管，即可起吊鋼管。卡具2件為一組，4件為一套，可以同時起吊2根重型鋼管，有利于作業效率的提高。

2.2.2 重型鋼管專用吊具示意圖及作業示意圖

圖1 重型鋼管專用吊具示意圖及作業示意圖Fig.1 Sketch of special lifting equipment for heavy steel pipe and its operation

圖2 重型鋼管專用吊具作業示意圖Fig.2 Sketch of special crane for heavy steel pipe

如圖 1、2所示，該專用吊具主要由專用卡頭、連接卸扣、鋼絲繩吊索及平衡梁 4部分組合而成。其中：專用卡頭主要呈“C”型，使用 16φMn高強度鋼板組合焊接而成，強度較高，焊接性能好，而且購買方便，卡口內側焊接有護板，可以增大鋼管和專用卡頭的接觸面積，提高卡頭的承載強度，并鑲有橡膠墊，以保護鋼管端面不受磨損，確保貨物質量；在卡頭上部開設圓孔，并且利用卸扣將它與鋼絲繩吊索連接起來，鋼絲繩吊索上配備專用的矩形平衡梁。每件安全負荷為4,t，每2件為1組，2組為1套，1套專用吊具的安全負荷為16,t，可同時吊裝2根鋼管。

3 重型鋼管專用吊具的使用分析

3.1 使用方式

作業時，根據重型鋼管的包裝形式和單件重量，每 2件卡頭為 1組，該專用吊具可對單根重量在 4,t以下的鋼管起吊，也可以按照起重機的負荷進行多組起吊。

該專用吊具在作業時，應先用卸扣將鋼絲繩吊索與平衡梁連接起來，之后將專用吊具通過卸扣和鋼絲繩吊索的另一端連接起來，平衡梁掛于起重機吊鉤上。工人將每套專用吊具的 4件卡頭分別對應卡在兩根鋼管的兩端頭管內，揮手示意起重機司機提升到合適的高度后，使鋼管處于吊挺狀態，確保卡頭處于受力狀態，指揮手再示意作業司機起吊即可。在貨物起吊的過程中，利用鋼絲繩起吊夾角的向心力，使卡頭牢牢卡住鋼管，可同時起吊兩根鋼管，平穩作業。在摘吊具時，只需將吊具抽出鋼管、摘掉，即完成了一次裝卸過程。

3.2 使用技術要求

3.2.1 工具使用標準

重型鋼管作業，必須使用該作業專用吊具；作業時，應根據貨物重量及包裝情況合理使用該卡具，嚴禁超工具負荷使用；重量不超過 4,t的單根鋼管可直接使用單套卡具起吊作業；作業中，隨時檢查吊具狀況，發現異常及時更換維修。

3.2.2 鉤型標準

作業時，每個卡頭要卡正卡牢；作業時，應該平行起吊，不得傾斜。

3.2.3 起重機司機作業要求

作業司機應聽從作業指揮人員指揮，并嚴格按照操作規程操作；做到起鉤慢，轉鉤穩，落鉤輕，嚴禁碰撞其他障礙物；起吊貨物時，支杠下吊系必須與鋼管保持垂直；當貨物吊挺時，指揮手應該示意停止起吊，經檢查卡具卡掛無誤后，再示意起吊；當貨物落至距離作業面400,mm以下時，指揮手應示意停止下落，待扶正后再示意緩慢下落，當作業人員摘勾閃開后，方可空鉤起吊；不允許重鉤從作業人員和駕駛室上方經過；不允許重鉤空中等待。

3.3 經濟效益分析

該專用吊具設計結構合理、自重輕、負荷大、強度高、投資少、成本低、見效快。使用操作簡單，工人易于掌握使用，貨物起吊平穩，安全可靠。相比原來的裝卸工藝方案，新的重型鋼管專用吊具具有如下優勢：該專用吊具的設計，從生產實際出發，對貨物沒有磨損，保證了貨物的作業質量，得到了貨主單位的好評；在保證作業安全的前提下，降低工人的勞動強度高達50%,以上，減少了2名作業線人員，大大降低了工人成本費用，提高了作業效率近 2倍；由于不存在鋼絲繩磨損的問題，避免了鋼絲繩損壞，極大地節省了鋼絲繩和吊索的使用費用和加工費用；自新吊具投產使用后，年度可為公司創造新經濟效益約 30萬元以上；極大降低了裝卸成本支出，符合低成本高效率的設計思路。

從該吊具投產使用到現在，沒有發生任何作業安全和質量事故，減少了貨物損壞賠償，保證了貨物質量，產生了很好的經濟效益。該專用吊具在港口得到了推廣使用，深得各個港口滿意，創造了一定得社會效益。■

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