浮式起重機回轉支承架結構拆卸維護技術

黃葉鋒 楊旭東

上海振華重工（集團）股份有限公司南通分公司 南通 226017

0 引言

隨著陸地資源的逐漸枯竭，人類已把眼光投入到廣闊的海洋，由此可見遠洋作業的大型浮吊已成為海洋工程不可或缺的設備。近年來浮式起重機（以下簡稱浮吊）市場呈現出蓬勃的發展勢態，目前世界最大的浮吊起重重量達12 000 t。隨著作業環境的需要，也逐漸演變出固定式和全回轉式兩種類型產品。其中，全回轉浮吊因自身的回轉特性，使其在復雜海洋作業環境中有更好的表現，備受用戶的青睞。另外，浮吊主要回轉結構的回轉支承架經過一段時間使用后，需要定期進行維修保養，否則將造成整個回轉支承架結構的物理損害。因此，對其進行安全、有效、快速的拆卸維修及保養顯得尤為重要。本文將以1 600 t 全回轉浮吊為例，介紹其回轉支撐結構的更換維修方案及過程。

1 維修難點分析

1 600 t 全回轉浮吊船全長102 m，寬36 m，起吊高度86 m，起重機靜態最大載荷1 600 t，旋轉狀態最大載荷500 t。

1.1 組件自重大，吊裝困難

1 600 t 全回轉浮吊結構可分為上部回轉結構和下部固定結構兩部分,上部回轉結構主要由臂架、人字架、桁框架、回轉底盤等組成，下固定結構主要為圓筒體結構（圖1）。上部回轉結構與下部固定結構，通過回轉支承架與滾輪裝置進行連接，起到固定支撐作用。因此，回轉支承架結構上方承載著臂架、人字架、桁框架、回轉底盤、電氣控制設備等所有鋼結構和相關電氣設備的質量，且各鋼構結構部件自重較大，整體總重約1 200 t。如采用傳統的拆卸吊裝方法，將上部回轉部分全部拆除，然后對回轉支撐進行維修保養，則必須租賃大型浮吊進行多次吊裝，且維修周期至少6 個月以上。

圖1 1 600 t浮吊整體結構示意圖

1.2 構件繁多，拆卸復雜

全回轉浮吊主要工作系統都集中在上部回轉結構中，其主副鉤鋼絲繩纏繞系統、液壓系統、電氣控制系統及電力動力系統等都已全部貫通。如對其主結構件進行拆卸，則需對所有系統連接處進行拆解，涉及多個系統交叉作業，拆卸任務繁重。拆解過程中容易造成部分電氣元件的損壞，后期系統復原恢復過程中則需要更換大量電氣元部件，且部分關鍵部位常為進口電氣元件，造成巨大的維護成本支出。

1.3 重復拆卸，結構易變形

在主結構件拆卸過程中，由于其尺寸和質量都非常大，且水面吊裝作業穩定性較差，構件吊裝時會受到水流、天氣、船只等外部因素的影響，從而造成起吊后構件晃動幅度過大，使其結構件局部受力較大產生變形，導致尺寸偏差，無法裝配到位，大型構件吊裝也存在較大的施工安全風險。

2 主要制造技術

2.1 整體思路

綜合考慮維修成本、制作周期及技術難度等因素，以確定維修方案思路。整個維修方案的設計應充分考慮低成本、短周期、施工簡易等三要素，最終形成的維護保養方案是以穩定上部回轉結構，在整體固定的工況下利用回轉支承架結構內部活動間隙，將其與上部回轉結構與下部固定結構進行分離，并牽引滑移。

2.2 技術方案

根據以往浮吊的制作、總裝經驗，結合1 600 t 全回轉浮吊的實際自重載荷情況，對回轉上、下支承架連接形式進行分析，通過利用回轉支承架內部空間，對其進行緊固件進行拆卸，采用液壓千斤頂同步頂升分離回轉支承架；然后，搭制安裝輔助滑行平臺工裝和牽引裝置將回轉支承架牽引出回轉底盤結構，進行維護和保養。

此方案要點有：1）臂架需擱置于臂架擱架上固定，錨好回轉錨定裝置，以防止浮吊上部結構移動；2）軸承外圈支座上需加裝工藝輔助支座，用以液壓千斤頂擱置，以便于將軸承外圈支座從回轉底盤中頂出；3）圓筒體中部需搭制平臺，以便于采用千斤頂將回轉支撐從圓筒體中頂出；4）圓筒體結構外側搭建輔助滑移平臺，便于從側面牽引回轉支承架結構。

2.3 現場施工

1）拆除前準備工作

首先，將浮吊起重臂架運行至非工作狀態角度，通過變幅系統將臂架整體擱置在船體臂架擱座上，以減少臂架自重導致回轉底盤結構偏心的影響。其次，鎖緊固定回轉錨定裝置，防止由于船體晃動造成上部回轉結構在維修過程中發生偏移旋轉。在前部反傾結構與圓筒體結構軌道之間，采用鋼質鍥塊墊實，以增強上回轉結構的穩定性。

2）中心集電器及電纜等電氣設備的拆卸

①上部回轉結構與中心集電器上的連接電纜拆除，并將電纜端從上回轉結構中，全部牽引至下部固定圓筒體結構內，并采用柔性繩索將其纏繞固定于中心橫梁上，然后用三防布將電纜包裹覆蓋，做好相應的防護措施，防止施工過程中造成電纜損傷。

②中心集電器中連接管拆卸（見圖2），拆卸時先將連接管與回轉底盤連接處現場用火焰割刀對其做分段處理，切割作業前需做好對其周圍電氣元件的保護工作。同時，控制火焰切割深度，不得傷及回轉底盤結構母材；連接管切割分離后，將連接管與聯軸器連接螺栓拆除。連接管法蘭座需放到中心集電器支架上，并用繩索固定好。

圖2 中心集電器及電纜等電氣設備的拆卸

③現場拆卸的中心集電器、電纜端部等電氣元件過程中，均需做好防火、防撞等安全措施。同時，所有拆卸的電氣元件都要用防護材料進行包裹保存，避免電氣設備受潮或磕碰損壞。

3）斜梯、滾輪及滾輪支架拆除

根據前期規劃的回轉支承架拆卸移位路線（見圖3），先將移位路線上所有干涉的滾輪、滾輪支架以及外部機器房斜梯設施進行拆卸、分離，然后用繩索、抱箍等緊固件，將其與周圍結構進行臨時固定，做好保護與防墜措施，待回轉支承架更換完畢后恢復到位。

圖3 回轉支承架移位路徑示意圖

4）輔助滑軌平臺搭制

為了確保回轉支承架的順利移出，在規劃的移位路徑上安裝專用滑軌平臺（見圖4），該滑軌平臺主結構采用H 形鋼，按井字形進行搭制，并與圓筒體結構進行焊接固定。同時，平臺上表面安裝簡易滑軌，以降低回轉支承架牽引過程中與輔助平臺表面的摩擦阻力。

圖4 輔助滑軌平臺搭制

5）回轉支承架拆卸與更換

①現場拆除回轉支承架上的油槽、潤滑管路等附屬件；

②拆除回轉支承架與上回轉結構連接緊固螺栓。回轉支承架四周均布焊接固定輔助頂升支座，并布置相應數量的液壓千斤頂，所有千斤頂為并聯連接，可實現同步頂升，使回轉支承架與上回轉結構分離（見圖5）；

圖5 回轉支承架頂升上部分離

③拆除回轉支承架與下部固定圓筒體中心軸連接板之間的固定螺栓，并在回轉支承架下方布置液壓千斤頂，施壓頂升將整個回轉支承架從中心軸連接板凹槽內整體頂出（見圖6）；

圖6 回轉支承架整體頂升

④在中心軸凹槽上方架設臨時滑軌，與滑軌平臺軌道進行貫通固定。回轉支承架下方液壓千斤頂緩慢泄壓，確保回轉支承架穩固擱置在滑軌上，通過繩索和牽引裝置將回轉支承架整體牽引到滑軌平臺上，并引導移至平臺外側（見圖7），最后通過汽車起重機將其吊裝到地面；

圖7 回轉支承架整體牽引

⑤將用于更換的新回轉支承架吊裝到滑軌平臺上，牽引到安裝位置，逆向重復上述工藝流程，將其安裝到位，并鎖緊所有相關緊固件，安裝相關附屬件。

6）電氣、機械拆卸件的恢復與調試

在回轉支承架安裝到位后，恢復中心集電器內部電纜連接，并逐一拆除所有輔助平臺及輔佐頂升支座，恢復安裝滾輪、滾輪支架及外部機器房斜梯等設施，最后去除前部反傾結構鍥塊，整機恢復通電，按起重機試車大綱對其進行試車，以檢測維護后效果。

3 結束語

通過該方案，成功地實現了1 600 t 全回轉浮吊回轉支承架結構的超短周期更換工作，積累了浮吊維修經驗，證實其制造工藝方案的科學性、可行性和適用性，也為后續同類產品的維修提供了參考依據和新思路。