ISO 21125《船舶与海洋技术 船用起重机制造要求》标准解读

瞿 音，杨龙霞，邓 梅，张晓群，祝剑明，陆 慧

（1.南京中船绿洲机器有限公司，南京 210039；2.上海船舶设备研究所，上海 200031）

0 引言

船用起重设备是我国高端装备制造业的重要组成，主要用于海上环境的货物起吊转移、海上补给等作业，是各类运输及海工辅助船舶的重要配套产品，直接涉及货物装卸安全及操作人员生命安全，其可靠性和安全性得到各国军民用船海装备利益相关方的高度关注，也是国际海事组织（International Maritime Organization，IMO）、国际劳工组织（International Labor Organization，ILO）和国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）关注的重点。

近年来，我国船用起重设备研发技术取得突破性进展，自主研发的船用起重设备达到国外同类产品的先进水平。将我国船用起重设备优势技术和产品转化为国际标准，对于促进我国船舶配套产业发展，提升产品国际竞争力具有深远意义。

2013年起，国际标准化组织船舶与海洋技术委员会舾装与甲板机械分委会（ISO/TC8/SC4）组织研制了我国主导提出的船用起重设备系列国际标准。ISO 21125《船舶与海洋技术-船用起重机-制造要求（Ships and Marine Technology-Marine Cranes-Manufacturing Requirements）》作为本系列国际标准的重要组成，于2016年正式立项，2019年正式发布实施。

1 ISO 21125标准制定的背景

海上特殊的应用环境给船用起重机的操作带来巨大挑战。一方面，类似陆上各种欠驱动吊车设备，需要控制负载运输过程中产生的摆动，保证其定位精度与吊运效率；另一方面，由于这种起重机固定于船舶等运动平台上，平台本身的运动会对负载运动产生强烈的影响，且很多情况下，负载起吊与降落点处的运动情况与吊车本身的运动不一致。具体而言，在工作过程中，吊车船与接收船会随海浪纵摇、横摇与升沉，这些运动将导致负载发生摆动；特别是在升降过程中，船舶的此类运动易导致已吊起的负载再次与甲板相撞，或使已放下但尚未脱离吊钩的负载再次悬空，这些都会威胁作业的安全。

国际规范方面，国际海事组织和国际劳工组织等国际组织对船用起重机的功能要求和安全操作等都发布有不同规范。国际船级社协会（International Association of Classification Societies，IACS）及各主要船级社（LR、DNV GL、ABS、CCS、RINA、BV、NK、KR等）也制定了船用起重设备规范，如CCS在《船舶与海上设施起重设备规范（2007）》[1]中对船用起重机的设计和制造提出了严格的规范和要求[2]。DNV GL-ST-0377《船用起重设备》规范中就一般信息、材料、设计和计算原则、起重设备结构、特殊吊升应用和运输方式、可拆卸和互换部件、绳索和附件、机械设备、电气设备、钢结构部件、技术和操作安全要求、测试和检验等进行了规范制定[3]。

除了船级社的一些规定外，国际标准和各国标准也针对船用起重设备规定。国际上ISO/TC8/SC4组织制定的ISO 19354:2016《船舶与海洋技术-船用起重机-一般要求》等多项国际标准；EN 13852-1是海上起重机的标准，其中对术语、重要危害、安全要求和测试等进行了规定，其中安全要求包括强度和稳定性、设备、驱动、控制、降低噪音和人员等，该标准设计的最低温度为-20℃，操作温度可到+45℃[4]。日本JIS F2104-1995是船用起重机的一般要求，其规定了用于船上使用的5 kN～15 kN的一般起重机规定[5]。国际标准化组织（International Organization for Standardization，ISO）对船用起重机制造技术也非常重视，国际标准化组织船舶与海洋技术委员会舾装与甲板机械分委会（ISO/TC8/SC4）已组织研制了船用起重机系列国际标准，对船用起重机设计制造和使用等进行规范和标准化。

国内标准在船用起重机方面也发布有若干国家及行业标准，如GB/T 35354标准规定了大型游艇起重机械的最小结构尺寸要求，该标准适用于大型游艇用起重机、登船梯（包括舷梯）及用作起重机械的登船梯[6]；SY/T 10003对近海起重机的设计、制造和试验提出了详细要求，并将基座式起升和回转起重设备定义为近海起重机，用于吊运器材或人员上、下供给船和平台[7]；JT/T 278标准规定了船舶起重机在港口装卸货物时的一般要求和在作业前、作业中和作业后的安全操作要求[8]。

上述船用起重机标准从设计、使用、操作等环节出发，强调船用起重机的安全性。ISO 21125《船舶和海洋技术-船用起重机-制造要求》则基于船用起重机制造技术，对船用起重机金属结构制造、机械液压及电气安装、润滑油封及涂装、试验等提出要求，保证船用起重机制造质量。

2 标准解读

2.1 标准的适用范围

船用起重机的类型众多，根据应用场景和功能的不同，其结构型式、驱动方式、控制手段和作业能力也存在很大差异。因此，明确标准的适用范围对于标准的有效实施应用至关重要。

ISO 21125参考ISO 19354:2016《船舶与海洋技术-船用起重机-一般要求》中对于船用起重机的范围界定，标准优先适用于以下类型的起重机，其余类型船用起重机可参照执行：

1）安装在船上用于在港口条件下装卸货物或集装箱的甲板起重机；

2）安装在船上、驳船上或囤船上用于港口条件下作业的浮式起重机或抓斗起重机；

3）安装在船上（包括浮船坞）用于港口条件下吊运设备或物料等的机舱起重机或物料起重机。

由于船海起吊作业应用场景较多，为更准确地应用ISO 21125，标准从作业环境、作业方式等方面给出了不适用的特例，主要有：

1）环境温度低于-20℃或高于+45℃时；

2）在海面下进行起吊作业时；

3）多个起重机联合作业时；

4）应急救援作业；

5）岸基货物装卸起重机；

6）用于救生船、救生筏、舷梯、引航员梯、走道及其操作装置的起吊的起重机等。

ISO 21125确定的适用范围涵盖了95%以上的船用起重机。

2.2 标准主要技术指标

2.2.1 结构要求

ISO 21125重点关注船用起重机的制造过程及主要工艺要求，对于船用起重机主要结构及其材料，规范性引用了ISO 19354中的一般性要求，并明确试验记录及检测证书要求。对于结构制造过程中的下料、冷装、焊接、机械加工、防腐油封等，结合船用起重机的实际状况及通用的国际标准，明确了技术衡准。对于金属结构装配尺寸的未注公差（包括长度、角度、直线度、平面度和平行度以及对接部位圆度等），要求见表1～表4。

表1 长度尺寸的未注公差（单位：mm）

表2 角度的未注公差

表3 直线度、平面度和平行度的未注公差（单位：mm）

表4 对接部位圆度的未注公差（单位：mm）

2.2.2 机械、液压和电气安装

船用起重机的起升机构、变幅机构、旋转机构、行走机构等在起吊重物状态下需要做上下和水平直线运动、旋转运动等各种动作，各机构及其驱动所需的液压、电气系统的主要元件在起重机作业过程中发挥了重要作用。因此船用起重机制造过程中的机械、液压和电气安装技术水平决定了起重机的性能和可靠性。ISO 21125对船用起重机的机械、液压和电气安装的人员、场地、环境、使用的仪器仪表、材料、设备及安装工艺都提出了必要的要求，以确保使船用起重机的顺利安装和安全有效的工作，满足其所需的功能。

1）在机械装配方面，除了对零部件安装位置、型号、制造号及炉批号要求外，ISO 21125对装配前零部件外观等提出要求，确保满足装配质量；对紧固件及润滑油孔等容易存在杂屑地部位提出吹扫要求；对有配合要求的零部件，明确其尺寸检查和记录要求；对起升机构、变幅机构绞车及外抱刹车的安装提出方向、距离、间隙方面的要求；对滚动体提出原则性安装要求；对回转机构安装明确齿侧间隙要求；对高强度螺栓连接部位，提出预紧要求及安装前的润滑要求等。

2）在液压装配方面，重点明确了装配前液压元件标记检查要求、油封要求、管道接头及法兰等的清洁要求，以及液压元件及管路装配中连接口对接要求及螺纹接头要求等。

3）在电气系统安装方面，提出了电缆敷设方式及水密性要求。

4）在船上安装方面，提出了起重机编号一致要求，各活动机构部件标记一致要求，司机室吊装前清洁要求，塔身与基座装配顺序要求、回转锁定装置安装后功能要求、钢丝绳安装要求等。

5）在其他安装方面，提出了塔身预装要求、风雨密试验要求、限位开关安装要求、钢结构预装要求、铭牌安装要求和电动吊装配要求等。

2.2.3 润滑、油封和涂装

为保障船用起重机安装后各机构的润滑度，ISO 21125明确了对转动部位、回转机构、轴承及联轴节等润滑脂、润滑油的油封要求。

3 结论

船用起重机作为海上作业的重要支撑装备，已得到国际国内各类标准化技术机构的重视。我国主导提出的ISO 21125:2019《船舶和海洋技术-船用起重机-制造要求》国际标准的正式发布实施将进一步促进我国优势技术的国际影响力，推动船用起重设备的标准化和规范化发展，提升我国船舶配套装备的国际话语权。