海洋平台起重机吊臂更换技术要点

2020-06-09张海荣

石油和化工设备 2020年5期

张海荣

（中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江 524057）

1 海洋平台起重机

1.1 海洋平台起重机吊臂在使用中的问题

海洋石油平台起重机属于塔式起重机，是平台的特种设备，担负着平台人员转运、物料补给、救援、配合起下钻等诸多任务。该类型的起重机由于使用、疲劳等原因，可能造成吊臂因意外受损而不可修复。一旦吊臂意外受损，不仅导致平台的生产生活无法正常进行，而且还将造成重大事故。因此必须组织人力、物力对其进行更换[1]。

在维护更换前，需对海上平台起重机吊臂各部分进行认真熟悉。海洋石油平台起重机的吊臂由吊臂头部、中部和根部等3段组成，每一段都有桁架架构组成，包括主弦管、腹管、铰耳等部件焊接而成，如图1所示[2]。

图1 吊臂桁架结构组成图

2 国内海洋平台塔式起重机

目前南海海域基本采用中船华南船舶机械有限公司的海上平台塔式起重机，现以该起重机为例加以说明。

2.1 海上平台塔式起重机

海洋起重机按照海上平台起重机的（货物、人员吊运）功能要求、工作环境及安全要求进行设计开发。起重机具有完善性能的安全、可靠性更高。中船华南船舶有限公司近海基座吊机的设计与制造，在选材、配套条件选用、系统功能、性能要求等方面严格按照API-2C的规范要求，为海上苛刻的工作环境提供更为安全可靠的吊机[3]。

2.2 吊臂结构设计特点

吊臂采用桁架式，挡风面积小，承风能力强，适用于海上工作环境；吊臂分为多节，方便平台安装时起吊。节与节之间通过销轴连接，吊臂头部安装有主副钩钢丝绳滑轮；吊臂的弦杆及斜拉筋均采用高强度钢管设计、制作，管厚≥6mm；吊臂重量轻，整体外形美观；吊臂根部枢轴和顶滑轮轴均采用高强度钢材；用衬套轴承来转动和通过轴端油嘴对轴承进行润滑；吊臂停放支架可设在距离起重机中心线21m处或现场认定合适的地方，吊臂停放角度≥-10°。

3 海上平台起重机吊臂更换技术要点

3.1 准备工作

海上平台起重机吊臂更换，是一项技术要求高、工具物料准备充分、规定程序必须完善的一项高风险、大型作业。

3.1.1 物料准备

准备好需要更换的新吊臂，并对新吊臂进行直线度、表面腐蚀情况以及附属件等进行检查，以及吊臂合格证件的收集，确保新吊臂是检验合格的产品。

3.1.2 工具准备

5t导链6条，8t吊带6条，吊臂支撑专用工具2套（技术要求：制作两个高6.5m宽1.7m、一个高1.5m宽1.3m和一个高1.3m宽1.5m的支架，每个支架上面用螺栓固定一条枕木，用来垫住新吊臂和旧吊臂），梅花开口扳手一套，5磅手锤2把等。

3.1.3 程序准备

申请吊装作业和吊臂维修更换工单，召开风险分析会，开好作业许可，进行断电隔离等。3.1.4 人员准备高级钳工2名，中级钳工2名，高级电工2名，司索工1名，吊车司机1名等操作工人，其特种作业证件必须齐全。

3.2 工作内容

3.2.1 新吊臂吊装就位

3.2.1.1 吊装前准备工作

将钻修机井架移到平台上甲板右舷尽头，清理上甲板吊装区。将飞机甲板防滑网拆除；利用旧吊臂，由合格吊车司机和司索工将新吊臂分段吊装到飞机甲板，并分别将吊臂支撑架吊到飞机甲板和上甲板合适位置，一切吊装准备务必就位；将高1.5m和高1.3m的支架在飞机甲板固定好位置，将两个6.5m高的支架摆到上甲板靠近吊机基座附近合适位置放好。把新吊臂前段在飞机甲板两个支架上固定好，用5t导链把支架和新吊臂拉紧固定，在靠近吊臂头部的支架下面垫几根钢管，以便于拖拉。

3.2.1.2 新吊臂组装

将新吊臂后段吊到飞机甲板与前段组装，尽量保持组装好的新吊臂根部指向吊机基座中心，如图2所示。

3.2.2 旧吊臂附属件拆除

将吊机转向飞机甲板，拆除旧吊臂维修平台和栏杆。吊机进行断电隔离后，拆除照明灯及障碍灯，拆除电缆头将电缆绑在电缆槽里摆好。由于新吊臂缺少侧重仪滑轮和出绳口滑轮，因此为了避免后期拆卸时出现高难度舷外做业和高空作业，因此需要将上述两个滑轮在此步拆下待用。

图2 组装新吊臂

拆除大小钩钢丝绳。在飞机甲板上拆除大小钩钢丝绳，不拆保持爬杆钢丝绳。

旧吊臂固定，拆除扒杆钢丝绳。

吊机临时解除断电隔离，吊臂转向钻修机，将吊臂前段放在井架的上滑道上，后段放在上甲板吊装区6.5m高的支架上。放下吊臂前要清理井架上滑道栏杆等其他障碍物。用5t导链将吊臂和支架拉紧固定。拆除吊臂拔杆钢丝绳。

3.2.3 新吊臂安装

在吊机人字架上挂两个5t导链，用这两个导链分别挂住吊臂根部靠近销孔的位置，调节导链的松紧度，拆除吊臂两个主销并做好标记。在井架滑道上挂两个5t导链拉住吊臂前段，利用四个5t导链互相配合，将旧吊臂拖拉离开吊机基座至合适位置（保证不挡住吊机基座转动）。放下旧吊臂，松开5t导链，用5t导链拉紧旧吊臂和支架固定，如图3所示。

图3 两个5t导链悬挂位置

吊机基座转向飞机甲板新吊臂根部位置，用挂在人字架上的两个5t导链挂住新吊臂根部，新吊臂前段再挂几个5t导链以便于调节。利用两个5t导链和新吊臂前段的5t导链互相配合，将新吊臂慢慢拖拉至吊机基座，穿销，扭紧锁紧螺母，如图4所示。

图4 拖拉新吊臂至吊机基座

解开挂在新吊臂上的所有导链，安装新吊臂钢丝绳，安装新大小钩及拔杆钢丝绳，回接电缆。调整并回接新吊臂上下限位开关，回接电子角度仪、机械角度仪。

安装新吊臂的栏杆、照明灯、障碍灯等电气附件,敷设新吊臂的电缆。

吊机恢复通电，试机，使吊机运转正常。

解开固定旧吊臂的导链，将旧吊臂吊到拖轮上返回陆上基地。

清理、清洁以及恢复现场。

3.2.4 吊臂更换后试重

吊臂安装完成，应按照中华人民共和国船舶检验局1999年《起重设备法定检验技术规则》和GB/T 3811-2008《起重机械设计规范》的有关规定，对更换的吊臂进行额定试验（过载系数为1.0），静载荷试验（过载系数为1.25）和动载荷（过载系数为1.1），经目测检测和探伤，均安全通过，达到规范要求，吊臂更换完成，可以安全使用。