海洋平臺起重機鋼絲繩跳槽原因分析及處理措施

徐慶東

(中海石油(中國)有限公司天津分公司 天津 300457)

0 引言

某海上平臺起重機在卸船作業中用大鉤從供應船吊裝重貨，起吊至上甲板時，吊車司機發現起吊困難，駕駛室外有異響。停車檢查發現大鉤鋼絲繩在吊臂鵝頭滑輪組處發生跳槽，卡在滑輪與滑輪軸套之間，隨即啟動平臺應急程序，把重物安全放到甲板上，緊急排除險情后對起重機進行了全面檢查。拆解跳槽滑輪組檢查結果：鋼絲繩擠扁變形報廢[1]；防跳桿護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重需更換；滑輪軸一處拉傷深度3mm需更換[2]。從拆檢結果分析可知，鋼絲繩跳槽后，滑輪軸套充當了滑輪的作用，當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，最終滾筒運轉困難。

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或輪緣與擋板之間。鋼絲繩發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象時快速操作起升或回轉引起的，形成了類似拆除皮帶輪上皮帶的效果。發生脫槽后，鋼絲繩會卡在滑輪與滑輪側板之間，給滑輪較大的側向力，繼續起升勢必會導致滑輪、滑輪軸及鋼絲繩報廢，如不能及時發現而繼續使用會導致滑輪損壞、鋼絲繩斷裂，引起嚴重后果。可能會導致鋼絲繩脫槽發生的情況有：

①吊具降到位后仍繼續下落，導致鋼絲繩比較松弛，滑至輪緣或側板間時起鉤；

②貨物在涌浪低谷時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起鉤；

③貨物失重導致鋼絲繩產生張力，鋼絲繩回彈，在回彈中被吊物和吊鉤不在同一垂直線，而此時再歪拉(側拉)鋼絲繩就會跳出滑輪；

④鋼絲繩在彈跳時操作回轉和起升聯動；

⑤被吊物左右嚴重搖擺，引起鋼絲繩移動到滑輪邊緣時仍操作起升動作；

⑥吊具發生了偏斜，仍猛速提鉤；

⑦吊車起重臂快速地旋轉或提升中急停，吊鉤發生甩動、彈跳；

⑧惡劣海況違章起重作業。

1.2 設備因素

根據起重機械設計規范[3]，起重機滑輪應安裝防止鋼絲繩脫出繩槽的裝置或結構，即防脫裝置。發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防脫裝置設計有缺陷，不能有效防止鋼絲繩 跳槽；

②防脫槽裝置安裝不規范，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 鋼絲繩跳槽的應對措施及創新改進

2.1 操作技巧方面

卸船作業處于動態吊裝過程，吊車司機要根據自身的能力結合起重機的起升速度與實際海況去進行工作[4]。因為海洋吊機的大鉤一般起升速度較慢，要盡量避免在船體上下起伏、船體顛簸較大的時候進行吊裝。吊車司機作為使用者，應該對廠家設置的防脫槽裝置進行檢查，不符合規范要進行改進。操作人員在工作中一定要對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生。

2.1.1 維修注意事項

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

2.1.2 隨時觀察鋼絲繩松緊度

吊具下落時，吊車司機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，貨物在供應船上反復上下起伏引起貨物突然失重，導致的鋼絲繩彈跳，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甩動吊具，若出現以上操作一定要檢查各滑輪組是否出現脫槽。發生異常立即停止操作，查明原因并及時處理。

2.1.4 穩鉤

起重機穩鉤的操作就是吊臂向某個方向運動時帶著吊鉤運動，當吊臂停下后吊鉤會由于慣性沿運動軌跡越過吊臂垂直線繼續運動，吊鉤在慣性力和鋼絲繩反向拉力作用下產生搖擺；如果此時操作人員使吊臂咀與吊鉤保持在同一垂直線上，則吊鉤就會靜止不動，這就叫追鉤或穩鉤。

2.2 卸貨追船技術要領

2.2.1 保證有效溝通

首先和船長通過溝通，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浪影響發生移動，吊臂、吊鉤就要跟隨所吊貨物的方向移動，吊鉤也要跟著波幅進行上下調整，保持吊車穩定和吊鉤垂直，等到最佳起吊時機到來使用聯動操作技術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 起吊時機的選擇

海浪把船推到最高的臨界點，該點是最佳點。但是該點稍縱即逝，因而該點非常難把握，所以操作人員在操作時應有提前量，在臨界點前起升貨物。起吊時必須選擇在船體向上行運動時順勢起吊，這樣既省工又省時，吊車和船體也不會產生沖擊，有利于吊車安全操控。盡量避免船體在下行時起吊或船體漂離平臺移動時起吊，尤其是重吊。調整好吊鉤和貨物的垂直重心后方能起吊，起吊時要做到穩、準、快，使貨物迅速脫離船體甲板。

2.2.4 吊車司機和平臺司索指揮

吊車司機在操作中應當不時地觀察各個絞車和儀表盤的運轉情況，同時提醒供應船水手指揮要關注貨物起吊時吊鉤的狀態是否垂直，平臺司索指揮也要密切關注吊車的運行狀態。在作業中需要慎之又慎，盡可能減少此類事故的發生，或事故發生時能及早發現及時處理，防止事故進一步惡化升級。

2.3 起重機滑輪防脫裝置的升級改造

①通過對起重機滑輪防脫裝置反復研究和模擬實驗，發現升級改造滑輪防脫裝置，加裝防跳側板可有效防止鋼絲繩跳槽，極大地減少跳繩事故的發生。

②防跳側板就是在滑輪兩側各增加一塊鋼板，加以保護，防止鋼絲繩側跳。類似于箱體將滑輪和鋼絲繩夾在中間，使滑輪兩側均無較大的間隙，可以保證吊裝時不容易產生脫槽現象。

③防跳側板盡可能多地遮擋滑輪兩側，同時保證吊臂在變幅中定滑輪組處于任何工作角度位置時，防跳側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防跳側板利用防跳檔桿和滑輪軸作為固定支點進行安裝，無需對吊機主結構進行焊接，也不影響日常對滑輪的維護保養。

⑤設計了半封閉的箱型防護罩如圖1所示。

⑥新的防跳側板在鋼絲繩跳動或斜拉可能造成脫離繩槽時，會使鋼絲繩順沿著側板滑到輪槽中心，有效避免鋼絲繩脫離繩槽事故的發生。

2.4 安裝可視監控系統

2.4.1 吊車視頻智能監控系統的功能

①在吊裝過程中，由于海洋平臺環境復雜，場地受限，各類設備與結構件等障礙物隨處可見，平臺上的起重機進行著復雜多樣的作業。這種特殊的工作狀況決定了吊機操作人員必須對吊機運行狀態了如指掌，操車時需要隨時監聽駕駛室外異常聲響，以便及時發現問題及時處理。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機，最終造成事故的發生。因此，起重機關鍵部位和盲區死角安裝視頻智能監控顯得尤為重要[5]，以便吊車操作者隨時監控，及時發現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起重機安裝可視監控，對海上平臺起重機的各個工作環節、各個關鍵點、各類工況起到綜合性的安全保障，以方便操作人員及時發現設備問題，保證起重設備的安全運行，提高工作效率，降低風險隱患，保證安全生產。

2.4.2 吊車視頻智能監控系統簡介

①攝像部分安裝在監視現場，包括攝像機、鏡頭、防護罩、支架和云臺等。它的作用是對監視區域進行攝像并將其轉換成電信號。

②攝像部分是監控系統的前沿，是整個系統的“眼睛”，它把監視的內容變為圖像信號，傳送到控制中心的監視器上，攝像部分的好壞及它產生的圖像信號質量將影響整個系統的質量。

③監測設備安裝技術要求：安裝的可視監控設備須符合海上作業要求，牢靠穩固，防腐，耐高溫及符合防爆等級[6]。

如圖2所示，起重設備安全監控管理系統通過監視、控制、管理等手段，實現操作安全控制、危險臨界報警、現場實時顯示和數據記錄保存、運用視頻和音頻技術實時顯示和記錄工作狀態、事后回放、遠程監控等。

3 現場使用效果及總結

技術改造后通過近幾年使用，效果顯著，一直未再發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進行了推廣，均改裝了鋼絲繩防跳槽裝置，安裝了視頻監控系統。

本文詳細分析了海上起重機鋼絲繩跳槽的原因，并針對原因給出了應對措施。最后創新改造了滑輪防跳槽裝置，并加裝了視頻監控系統，有效防止了吊車鋼絲繩的跳槽，為海上起重機解決類似問題提供了借鑒。