工作情况是否符合要求。
滑轮:滑轮是否设有防脱绳槽装置;滑轮绳槽、轮缘是否有裂纹、破边、磨损超标等状况,滑轮转动是否灵活。
减速机:减速机运行时有无剧烈金属摩擦、振动、壳体辐射等异常声音;轴端是否密封完好,固定螺栓是否松动有缺损等状况;减速机润滑油选择、油面高低、立式减速机润滑油泵运行,开式齿轮传动润滑等是否符合要求。
联轴器:联轴器零件有无缺损、连接松动、运行冲击现象;联轴器、销轴、轴销孔、缓冲橡胶圈磨损是否超标;联轴器与被连接的两个部件是否同心。
超载保护装置:超载保护装置是否灵敏可靠、符合设计要求,液压超载保护装置的开启压力;机械、电子及综合超载保护器报警、切断动力源设定点的综合误差是否符合要求。
力矩限制器:力矩限制器是臂架类型吊机防超载防倾翻的安全装置。通过增幅法或增重法检查力矩限制器灵敏可靠性,并检查力矩限制器报警、切断动力源设定点的综合误差是否在规定范围内。
极限位置限制器:检查起重设备的变幅机构、升降机构、运行机构达到设定位置距离时能否发出报警信号,自动切断向危险方向运行的动力源。
防风装置:对于臂架根部铰接点高度大于50 m的吊机应检查风速仪,当达到风速设定点时或工作极限风速时能否准确报警。在轨道上运行的吊机应检查夹轨器、铁鞋、锚固装置各零部件是否变形、缺损和它各自独立工作的可靠性。对自动夹轨器,应检查对突发性阵风防风装置与大车运行制动器配合实现非锚定状态下的防风功能与电气联锁开关功能的可靠性。
防后倾装置:对动臂变幅和臂架类型吊机应检查防后倾装置的可靠性、电气联锁的灵敏性,检查变幅位置和幅度指示器的指示精度。
缓冲器:对不同类型起重量、运行速度不同的吊机,应检查所配置的缓冲器是否相匹配,并检查缓冲器的完好性,运行到两端能否同时触碰止挡。
防护装置:检查吊机上各类防护罩、护栏、护板、爬梯等是否完备可靠,吊机上外露的有可能造成卷绕伤人的开式传动;联轴器、链轮、链条、传动带等转动零部件有无防护罩,吊机上人行通道、爬梯及可能造成人员外露部位有无防护栏,是否符合要求。露天吊机电气设备应设防雨罩。
控制装置:应检查电气配件是否齐全完整,机械固定是否牢固、无松动、无卡阻;供电电缆有没有老化、裸露;绝缘材料应良好。无破损变质;螺栓触头、电刷等连接部位应可靠;吊机上所选用的电气设备及电气元件应与供电电源和工作环境及工作条件相适应。对裸线供电应检查外部涂色与指示灯的设置是否符合要求;对软电缆供电应检查电缆收放是否合理;对继电器要检查滑线全长无弯曲,无卡阻,接触可靠。
电气保护:在吊机进线处要设易于操作的主隔离开关,吊机上要设紧急断电开关,并检查能否切断总电源。检查吊机电源与各机构是否设短路保护、失压保护、零位保护、过流保护及特殊吊机的超速、失磁保护。检查电气互锁、联锁、自锁等保护装置的齐全有效性。检查电气线路的绝缘电阻,电气设备接地、金属结构接地电阻是否符合要求。吊机上所有电气设备正常不带电的金属外壳、变压器铁芯及金属隔离层、穿线金属管槽、电缆金属护层等与金属结构均应有可靠的接地(零)保护。
金属结构:应检查主要受力构件是否有整体或局部失稳、疲劳变形、裂纹、严重腐蚀等现象。金属结构的连接、焊缝有无明显的变形开裂。螺栓或铆固连接不得有松动、缺损等缺陷。高强度螺栓连接是否有足够的预紧力。金属结构整体防腐涂漆应良好。
驾驶室:应检查驾驶室的悬挂与支承连接牢固可靠性,驾驶室的门锁和门电气联锁开关、绝缘地板与干粉灭火器应配置齐全有效。对于有尘、毒、辐射、噪声、高温等有害环境作业的吊机应检查是否加设了保护驾驶员健康的必要防护装置。驾驶室照明灯、检修灯必须采用36 V以内的安全电压。
安全标志:应检查吊机起重量标志牌,大车滑线、扫轨板、电缆卷筒、吊具、台车、夹轨器、滑线防护板、臂架、吊机平衡臂、吊臂头部、外伸支腿、有人行通道的桥式吊机端架外侧等,是否按规定要求喷涂安全标志色。
常见缺陷分析
裂纹
海上吊机结构在较大的反复生产荷载作用下,经过一段时间使用后因边部缺口,拼接焊缝有夹渣、气孔等缺陷会出现不同程度的损伤与开裂,其中以疲劳开裂尤为严重和普遍。由于疲劳破坏没有明显的宏观变形或征兆,往往造成突发的灾难性事故,引起巨大的经济损失和人员伤亡。而在海上作业过程中,由于生产条件与环境的限制,吊机结构出现微裂纹时很难被发现或监测到,常见裂纹种类及原因如下(见图1~4)。
磨损
磨损是吊机钢丝绳和滑轮最常见的损伤种类。吊机运行过程中,钢丝绳和滑轮组之间发生相对运动,当由于滑轮槽底或轮缘不光滑有缺陷、有异物时;钢丝绳直径和卷筒上绳槽尺寸以及滑轮组尺寸不相匹配时;钢丝绳和滑轮选型不当,绳径比或材质硬度差异选用不当时;由于滑轮偏斜或位移而引起钢丝绳脱槽时;滑轮不转动或转动异常时;钢丝绳和滑轮干涩缺少润滑时;钢丝绳穿绕不正确时;以及吊运物体有歪拉斜吊现象时,都会造成钢丝绳与滑轮之间摩擦力增大,同时发生相对运动,造成钢丝绳和滑轮轮槽严重磨损(见图5)。
变形
钢丝绳在吊机中被广泛用作起重绳、变幅绳、小车牵引绳,在装卸工作中还可用于货物的捆扎。由于绳股中钢丝断裂是逐渐产生的,一般不会发生整根钢丝绳突然断裂的现象,但是由于在使用过程中受到意外磕碰、钢丝绳跳绳以及绞车滚筒上钢丝绳不适当的缠绕的影响,容易造成钢丝绳的变形或者绳心损坏,降低钢丝绳的强度(见图6)。
绞车咬绳
变幅绞车有时可见咬绳现象,故障主要集中在卷筒两侧挡板端的钢丝绳换层处,在钢丝绳换层处形成原始弯点,此后缠绕都在此次沿卷筒母线依次形成弯点,弯点处的咬绳最为严重且有异常声响。钢丝绳的损伤部位主要集中在钢丝绳股外表面,使钢丝绳表面形成明显压痕,长时间形成断丝,造成钢丝绳使用寿命短,钢丝绳更换频率快(见图7)。
根据2011-2012年某海上油田的设备故障统计可以看到,吊机的机械故障最多,所有出现的机械故障中,钢丝绳的故障率最高。而在可能产生最严重后果的结构故障中,吊臂出现故障的次数最多(见表1~3)。
检测检验建议
根据以上常见故障的类型统计以及分析,建议在日常检查或者检验实施过程中对如下内容高度重视:滑轮绳槽的磨损;关键销轴(吊臂-滑轮组);固定回转支撑的螺栓;钢丝绳检验应引入弱磁检测技术,对钢丝绳进行全面检验,尤其是钢丝绳固定端位置;吊钩的压力轴承和锁母;单向轴承的检验;使用年限较长的吊机应逐年提高探伤比例;滑环的日常检查维护;液压胶管的使用年限。
对于老旧的吊机检验,建议重点注意以下几个方面:在吊机达到设计寿命前一年开始对吊机的结构、机械、电气和液压系统进行全面评估;结构方面必须进行相关壁厚测量、焊缝100%探伤检查、应力测量和有限元分析;机械方面必须进行所有绞车的拆检、关键螺栓的检验或更换、滚筒和楔形套进行探伤检查。
编辑 赵 原
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