克令吊钢丝绳的润滑研究

朱永俊

（南通航运职业技术学院 航海系，江苏 南通 226010）

0 引言

2012年12月5日，巴拿马籍船“敦维”轮在南通港锚地卸货过程中，三号货舱克令吊的吊货钢丝绳断裂，导致卸货抓斗连同其所装货物直接砸落至驳船货舱舱底。所幸此次事故并未造成人员伤亡，驳船舱底被砸产生了一个直径1米、深12厘米的凹陷变型，造成了因修理驳船以及更换新克令吊钢丝的损失，还产生了更换克令吊吊货钢丝绳的近10小时退租费用损失。在船舶港口卸货过程中，克令吊吊货钢丝绳断裂事故屡见不鲜。本文将针对事故原因进行分析，并提出钢丝绳润滑作用方法及相关建议。

1 吊货钢丝绳断裂事故案例分析

钢丝绳断裂事故常见的主要原因包括：钢丝绳超负荷工作或野蛮操作；过度疲劳使用导致磨损超过安全范围；使用非标准器材、钢丝或安装链接不当；维护保养不当导致腐蚀过度。巴拿马籍船“敦维”轮吊货钢丝绳断裂事故原因分析如下。

“敦维”轮克令吊安全工作负荷为30吨。经现场核实后表明，卸货用抓斗自重约3吨，每一抓斗货物最大重量约12吨，每吊最大总重量远小于吊杆的安全工作负荷。根据船公司相关规定，“敦维”轮克令吊吊货钢丝绳在更换3-5年或工作满300天后应当换新。查阅“敦维”轮相关维修保养记录后发现，此次断裂的吊货钢丝绳上次更换时间为2011年11月26日，且累计在船使用时间远少于300天，据此可以排除此次事故不是因过度使用和磨损所致。查阅“敦维”轮相关资料得知，该吊货钢丝绳为直径32毫米、长233米的四股克令吊钢丝绳。通过查阅“敦维”轮供货物料清单、克令吊钢丝绳证书和对钢丝绳的现场勘察，钢丝绳符合规定的标准，因此事故原因非使用非标准器材、钢丝绳或安装链接不当。经过现场对吊货钢丝绳的检查，钢丝绳断裂处位于臂架头部滑车组至塔身顶部固定装置的中间部位。除钢丝绳断裂处外，钢丝绳表面润滑油均匀，状况良好，无明显的扭曲变型，磨损或锈蚀的现象。而断裂处前后约两米的钢丝绳表面滑油已完全干裂，无任何润滑效果，钢丝绳内外有大量积灰和锈粉，钢丝锈蚀严重，表明已经锈断一段时间。

通过以上勘察与分析，由于对克令吊吊货钢丝绳维护保养不够彻底全面，一段约2米长的钢丝绳因未涂抹润滑油导致腐蚀过度而使其强度减弱，所以克令吊吊货钢丝绳断裂的原因是由于过度锈蚀而致。

2 润滑油对钢丝绳的作用

（1）防止锈蚀腐烂。船舶在海上航行，克令吊钢丝绳长期暴露在甲板之上，经常受到雨水和海浪侵蚀，极易导致钢丝绳内外产生锈蚀而断丝。均匀的润滑油保护层能有效的阻止空气与钢丝绳直接接触，减缓钢丝绳的锈蚀。根据高夫（HJ．Gough）理论，经常使用的钢丝绳表面容易形成疲劳裂纹，如果润滑油脂充填其内，从而防止疲劳裂纹的进一步扩展，延长钢丝绳使用寿命。

（2）提供润滑并减少摩擦。润滑油涂抹在钢丝绳内外，能有效地减小钢丝绳与滑车滚轮、钢丝绳之间以及钢丝绳内部丝、股之间的摩擦阻力与磨损，进而减少断丝、断股，延长钢丝绳的使用寿命。

（3）增加柔韧性。绕过滑车滚轮的钢丝绳由于方向的改变，使钢丝绳内部丝股之间的受力不能均匀分布；钢丝绳长期处于这种状态，极易产生疲劳，加大了磨损、断丝的风险。涂抹了润滑油的钢丝绳的柔韧性得到了增加，可使载荷在绳股之间分配均匀，减少弯曲疲劳。

3 克令吊钢丝绳的分段与涂抹润滑油的方法

克令吊钢丝分吊货钢丝和千斤钢丝，钢丝在克令吊上布置方式如图1所示。左侧为千斤钢丝，控制吊臂的仰俯；右侧为吊货钢丝，控制钩头的升降。钢丝的一头固定在克令吊的绞车滚筒上，中间往返穿过滑轮组的数个滑车与钩头（千斤钢丝不经过钩头），另一头固定在塔身顶部的固定装置上。此种连接方式，导致涂抹润滑油作业时形成了一定的困难。

图1 克令吊钢丝布置图

根据涂抹润滑油难易程度的不同可将一根克令吊吊货钢丝绳分为三段：第一段为克令吊绞车滚筒上以及至塔身顶部间的钢丝绳、第二段为塔身顶部滑车组至臂架头部滑车组以及吊货钩头间的钢丝绳、第三段为臂架头部滑车组至塔身顶部固定装置间的钢丝绳。由于三段钢丝绳所处位置的不同，涂抹润滑油作业难度和对涂抹润滑油作业人员的造成的潜在风险也不同，采用的涂抹润滑油作业方法也不相同，具体为：

第一段的涂抹润滑油作业方法较为简单，通常作业人员站立在滚筒旁边或站立在塔身顶部（有一定的风险，应按照安全操作规程采取相应的安全措施），一边松出或收进钢丝绳，一边抹油。

第二段的涂抹润滑油作业方法最为简单，风险也最小。通常是在船舶压载/空载的状况下进行，将吊臂扬起，并旋转至舱口上方或船舷边，尽可能全部送出钢丝绳，在送出或收进钢丝绳的同时对钢丝绳进行抹油。以上两段在涂抹润滑油作业过程中基本都能保持润滑油涂抹的均匀。

第三段涂抹润滑油作业方法在涂抹润滑油作业中难度和风险最大，船上一般采用以下几种方法：将克令吊平放在支架上，从塔身顶部开始，作业人员脚踩钢丝绳，一边往下走一边抹油；操作人员坐在跳板上由上往下抹油；操作人员在吊篮中，用另外一个吊杆吊起吊篮，操纵吊杆调整吊篮的位置对钢丝绳进行抹油；将固定在塔身顶部的钢丝绳头解开，平放到甲板上进行抹油，抹油后再重新安装固定。此种方法风险相对较小，但工作量大，相当于更换一次钢丝绳，所以船员较少采用。

综上所述，对于第三段钢丝绳的涂抹润滑油作业，船上现在通常所采用的方法都具有较大风险，稍有不慎就会造成操作人员跌落事故。因此，为避免风险，许多船员只进行简单地涂抹，通常是在第一、第二段钢丝绳涂抹润滑油的过程中在吊臂的两头，用长柄加油漆刷对第三段钢丝绳的两端进行简单而不全面地涂抹润滑油，导致第三段钢丝绳涂抹的润滑油不均匀。一根克令吊吊货钢丝绳的强度是由其强度最弱的那部分决定的，因第三段钢丝绳中间有数米没有及时涂抹润滑油导致很快锈蚀，将造成整根钢丝绳的强度急剧下降。

4 克令吊钢丝绳润滑的注意事项

润滑质量优劣直接关系到钢丝绳的使用寿命和生产安全，而钢丝绳在生产时的初次润滑并不能满足其使用寿命期间的需要。因此，应在使用过程中进行补充，否则会显著影响其使用寿命。钢丝绳到船后的润滑分为存储期间和安装后使用期间两段，具体要求如下。

（1）存储期间的润滑。船上通常储备所需型号的各类钢丝绳至少一根，以保证一旦发生断裂事故后能及时对钢丝绳进行更换。备用钢丝绳经常会放置几年，润滑油长期暴露在空气会慢慢风干老化，降低了对钢丝绳的保护作用。因此，对于存储在库房中的备用钢丝绳应当定期检查，维护保养，根据其润滑油风干的情况，对其涂抹润滑油。

（2）使用过程中的润滑。在使用过程中应注意按照船舶维修保养计划定期或根据现场检查的实际情况对钢丝绳进行维护保养、涂抹油润滑。钢丝绳表面黏附油脂不宜过多，避免出现滑落或龟裂。在抹油的过程中应注意按照有关安全操作规程执行，并尽量将油脂涂抹彻底和均匀。

（3）使用与钢丝绳匹配的润滑油脂。船上涂抹的润滑油脂应与钢丝绳在生产时厂方涂抹的润滑油脂具有良好的兼容性，渗透性，确保油脂能充填到钢丝绳内部。若维护润滑油与厂方涂抹的润滑油脂不匹配，对延长钢丝绳使用寿命所起的作用甚小。[1]

（4）采用合理的补充润滑油方法。目前，船上多以“刷、抹”的方法进行润滑油的补充。图2、图3所示分别为德国佩松公司（PYTHON）、美国钢绳公司（WRCA)给出的润滑油脂的补充方法。无论哪种方法，如果不注意润滑油脂本身是否具有高的渗透性和当时的涂油环境温度，润滑油脂很难进入到股绳内部，维护润滑的效果将大打折扣。[2]

图2 PYTHON维护润滑油脂补加方法

图3 WRCA维护润滑油脂补加方法

5 结束语

涂抹油润滑对延长克令吊钢丝绳的使用寿命，装卸货物的安全操作起着举足轻重的作用。目前已有多种型号的钢丝绳自动补油装置问世与运用，对操作人员的安全起到了很好的保护作用，同时也提高了涂抹润滑油作业的质量。但由于补油装置结构的局限性，尚未能应用到船舶上。因此，船舶相关作业人员应严格按照操作规程进行作业，并对克令吊钢丝绳进行持续润滑，以减少事故的发生。

[1]秦万信,王强.对钢丝绳润滑问题的认识[J].金属制品,2009(5):1-4.

[2]秦万信,岳磊.从钢丝绳突然断裂谈润滑对其使用寿命的影响[J].金属制品,2009(2):48-51.