大中型航标吊机故障分析及使用管理要点

廖卓元

摘 要：航标吊机是航标船从事海上航标作业的关键设备。由于海况恶劣，航标吊机作业时故障、问题不少。为此，本文对航标吊机故障产生的原因进行探讨、并提出5个使用管理上的要点。

关键词：海上船舶 航标吊机 故障分析 管理

1.航标吊机简介

大中型航标船是从事沿海或近海航区航标业务的专门工程船，其职责是及时地保证海区水上航标的标位、结构、灯质、颜色处于良好使用状态，保障船舶航行安全。为了完成职责，大中型航标船配置了大中型吊机专供航标作业（即负责浮标、沉块、锚链等的吊卸工作）用，由于是航标船且专门从事航标作业，因此通常被称为航标吊机。

航标吊机早期多数为电动克令吊，少部分为液压克令吊，随着液压吊机的普及目前航标吊机绝大多数已经换成或改成液压克令吊，如广州航标处已把3艘大中型航标船的航标吊机全部换成了液压克令吊。

根据航标吊机起吊能力的不同，通常把8t左右的列为中型、而15t左右的列为大型。为此本文探讨的对象为大中型航标吊機（特指液压克令吊）。

2.航标吊机故障

2.1故障概述

自从电动改为液压以来，航标作业变得更方便、更轻松。但在日常作业中特别是海上航标作业时航标吊机也出现或发生了不少故障或问题，而且有些还比较严重；如有两台吊机发生吊臂轴轴承损坏、保险螺丝松脱、3台吊机发生回转机构不同程度的损坏（其中两台因发生意外造成传动轴断损并导致吊臂碰撞到驾驶台）等，给单位正常的航标业务用船带来了不少影响。

2.2故障表现

航标吊机的故障表现主要如下：

液压系统：高压软管老化、爆裂漏油；油泵工作压力不足；主操纵阀不灵；阀门泄露等。

吊机结构：

主钩钢丝绳：断丝，如图1 ；脱股或脱股又断丝，如图2；缠绕，如图3；脱离滑轮槽（脱槽），如图4（脱槽后，磨到滑轮轴及磨坏滑轮轴承边）；绳气；在钢丝轮毂上排布不规则、压绳等。

滑轮组：轴承严重腐蚀、锈蚀、损坏，如图5；滑轮磨损、锈蚀、或损坏；滑轮轴磨损、异常，如图4。

主钩：主钩结构腐蚀、锈蚀；变形严重；滑轮磨损；滑轮轴磨损；主钩钩头转动销不转，如图6。

吊臂轴及吊臂轴承：吊臂轴轴承发出异常声响；吊臂轴轴承外侧止转螺栓松或剪断；吊臂轴轴承失油，如图7。

回转齿轮：回转大小齿轮磨损、配合间隙超、齿面异常；变速箱输出轴断损；变速箱内星形齿轮传动轴断损，如图8；回转机构箱体爆裂，如图9。

回转支承磨损、吊塔晃动大等。2.3故障特点

根据本单位之前故障发生的频率及严重程度、我发现有如下规律：航标吊机在液压系统方面虽然也发生一些故障，但情况比较少且不太严重；但在吊机结构方面发生的故障却比较多且比较严重；在码头进行装卸标或过泊时发生的故障很少；而在海上进行吊卸标作业时发生的故障或问题却比较多且比较严重。

3.航标船及吊机的作业环境

为了分析航标吊机的故障，先看看航标船及吊机的作业环境。航标船主尺度及吨位比较小（见表1），抗风浪能力差，在海上作业时船舶摇摆、晃动大。航标吊机由于经常需要把吊臂伸到舷外进行作业，因此结构上吊臂都比较长也比较重（见表2）。吊臂自身重量大，对主尺度及吨位比较小的船舶倾斜影响大，空载时吊机吊臂伸至舷外，就会引起航标船倾斜2～3度。航标器材的重量大（见表3）。当航标吊机吊起这些器材到舷外或从舷外吊到甲板时，航标船马上倾斜5～7度，甚至更大。本单位航标船从事作业的海区是南海海区，该海区是全国三大海区海况最复杂、风浪最大。作业时在风浪的影响下航标船摇摆倾斜剧烈，远远大于吊机设计标准横摇5～8度，导致吊机严重偏离平吊状态。同时作业地点主要是主航道外、港口、码头，除了受风浪影响外，还要受过往船舶、码头等的影响，危险因素多危险性大。作业期间一旦了望不详或处里不当就会出意外，出问题。另外，航标船及吊机的作业环境还会受到海水、淋雨水、海上潮湿空气的影响等。

综上所述，通过作业环境可以看出，剧烈的船摇标摆、吊机严重偏离平吊状态是海上航标作业的最大特点。

4.航标吊机的故障分析

那么造成航标吊机故障多的原因究竟有哪些？为什么航标吊机在液压系统方面的故障会比较少且轻，而在吊机结构方面的故障又比较多且严重？为什么航标吊机在码头装卸标或航标过泊时很少发生故障或问题，而在海上吊卸标作业时发生故障比较多且严重？

本人认为造成航标吊机故障多的原因很多，除了欠缺维护保养、检查不周、操作使用不当、年旧失修、液压油品质等因素外，我认为还跟航标船的作业地点海况、吊臂轴的结构、吊点少、钢丝绳品质、吊机连续工作时间、吊机累积运转时间、作业人员的风险意识等因素有极大关系。

航标船的作业地点海况恶劣。吊机吊臂长又重、航标器材重量大、作业时船舶倾斜严重；加之航标船主尺度较小、抗风浪能力差；在风浪作用下，船舶倾斜更加严重剧烈。其结果航标吊机出现严重偏离平吊状态，导致吊机承受额外附加力增加、吊臂轴受力严重不平衡、双短轴式转轴轴承容易出现故障或破坏、止转螺丝也容易出现松脱；钢丝绳与滑轮槽侧面出现异常偏磨，甚至跳槽；浮标容易与船体、吊臂及其它实施产生严重的撞击【见图10～12，从浮标凹陷深度及标架损坏数量（仅为近期收集）可见撞击严重程度及碰撞的频繁程度】，反过来又对吊机结构产生严重冲击等。几次回转机构损坏，钢丝绳跳槽，吊臂轴轴承异响、止转螺栓剪断或松开都是由此引起的。可见恶劣海况是导致航标吊机故障或损坏多发的重要原因之一。endprint

双短轴式吊臂轴的结构设计用于航标吊机很不合理。目前大中型航标船吊机吊臂轴主要有整体式和双短轴式两种；其特点：整体式吊臂轴由于受力面长、轴承又是滑动式、润滑容易得到保障。而双短轴式吊臂轴受力面小、对两轴承受力平衡要求高、采用的是关节轴承，且位置又处于吊塔顶端、润滑条件难以确保（手提黄油枪换成脚踏黄油枪还解决不了问题）。经多年使用发现，整体式吊臂轴一直使用得很好、故障很少；而双短轴式吊臂轴即故障多多，对本单位用船影响大，为此本单位还专门把一台这种形式的吊机拉到吊机厂改成整体式吊臂轴。可见，不顾吊机严重偏离平吊状态，仍把专业从事海上作业的航标船吊机吊臂轴设计成双短轴式是很不合理的，或者说是失误。

起吊航标时吊点少。通常情况下浮标上表面四周会设置2～4个吊耳供起重之用。在这里重点只讲浮标的吊点。按本单位航标作业的习惯，起重时吊钩通常用1根吊绳套住1只吊耳（在这里称为1个吊点）进行吊卸。本人认为这种起重法装卸吊钩很方便，但对起重过程影响很大。因为每个吊耳所处的位置都不是浮标的平衡点，浮标一经被吊起它必然围绕吊钩位转动和摆动。吊耳一边是浮鼓浮筒共5～6米，另一边是标架顶标共3米。吊机吊着这样的浮标在船舶剧烈倾斜、摇摆的情况下在舷边或甲板面上转动着摆动着，其结果很容易碰撞到船体、吊臂及其它实施，导致浮鼓浮筒碰凹陷、标架灯器顶标碰伤碰坏，同时还给吊机造成剧烈冲击等。可见一个吊点的起重法是航标容易碰伤碰坏原因之一，也是吊机被冲击容易引起故障原因之一。

如果增加相邻1个吊耳作为吊点以缓冲浮标的转动和摆动。即采用2根吊绳套住相邻2个吊耳进行起重，这样做虽然对平衡点改善不是很大，但却可以利用2根吊绳受力后绑紧限制浮标转动和摆动的幅度，从而减少碰撞减少冲击。

钢丝绳品质。钢丝绳是吊机上重要设施之一，其状态好坏，对吊机的影响很大。从多年的使用情况看，好的钢丝绳能用7～8年，普通的用2～3年、差的1年不到。因此，钢丝绳品质对钢丝绳的使用寿命关系重大。

吊机一次性连续工作时间。吊机一次性连续工作时间长短对吊机液压系统的影响比较大。连续工作时间长会造成系统温度升高、液压油的粘度下降、系统工作压力下降、运动件磨损加剧、系统密封性下降、油品也容易发生变质等。航标吊机一次性连续工作时间比较短，表现为海上航标作业时一座航标一般都在0.5～1小时，码头装卸标或过泊最多也就是2小时左右。

吊机累积运转时间。吊机累积运转时间越长，即意味着累积磨损量就越大、老化严重、发生故障的机率就大。本单位航标吊机累积运转时间比较长。表现为广州航标处成立之初才400多座浮标，而今已1000多座浮标，任务增多；随着港珠澳大桥、深中隧道的建设，桥涵标数量增加；全球气候越来越差，海上强风、台风的数量越来越多、而且强度越来越强大，影响面越来越广，其结果是海上浮标损坏情况不断增加、损失增大、无形中造成了航标的维护保养、巡检、抢修、检修工作也将相应增加；被船舶碰坏、致损的浮标数量增加，由于船舶的吨位、尺度越来越大，船舶的惯性加大、了望及操控难度的加大，航标被撞、压到、带移等情况越来越严重。液压系统油泵、主操作阀等就是由于长年使用，导致压力下降、操作失灵。

作业人员的风险意识。从航标船作业海域、作业地点主要是主航道、港口、码头，除了受风浪影响外，还要受过往船舶、码头等的影响，作业过程危险因素多危险性大。作业期间一旦了望不详或处里不当就会出意外、出问题，导致船舶和吊机损坏。

从上述分析可以看出一次性连续工作时间短是航标吊机在液压系统方面的故障比较少且轻的主要原因；而剧烈的船摇标摆、冲击、吊机严重偏离平吊状态是航标吊机在吊机结构方面故障比较多且严重的主要原因。而码头作业由于风浪很小、船摇标摆情况轻、航标器材重量偏小（未组装），因而航标吊机故障很少。

5.谈谈航标吊机在日常使用管理的若干要點

为了提高航标吊机的完好率，确保航标吊机的正常安全。本人认为航标吊机在日常使用管理中要注意的事项比较多，除了要严格按吊机使用说明书要求、《航标作业12条规定》进行定期或不定期维护、保养、检查、操作外，还需要做到以下几点：

对引起航标吊机故障原因要有一定的认识，对海上作业的风险性要有足够的认识和预防措施。作业海况的是现摆着、作业状态也是现摆着，逃避不了只能正确面对，在防范上下功夫。

吊卸浮标特别是海上作业时建议增加1个吊点，以改善标转标摆，减少磕磕碰碰、减少冲击。这样既可以减少对吊机的冲击减少故障，也可减少航标的损伤。

条件成熟的建议把双短轴吊臂轴改成整体式吊臂轴；条件不成熟的无法改的，在操作中要加以留意并确保轴承的润滑。

对高压软管、主操纵阀、油泵、主钩钢丝绳、回转机构等备配件及材料一定要配备有若干品种和数量，以确保吊机的正常运转、确保生产。因为上述备配件及材料有部分是需进口的、有部分是要定做加工的，不是想买就能马上买到的，有些甚至需要几个月才能到货的。

经常在恶劣的环境下作业，航标吊机发生故障或出些问题是很难避免的，关键是要把发生的故障或问题的原因找到并修复处里好。而找原因处理问题，除依靠本单位管理人员外，还必须借助维修厂商的力量。因此必须慎重地选择有维修资质、比较专业、比较规范、最好是有吊机维修经历经验且质量比较好的维修厂商。最后是做好维修质量的验收。endprint