海洋平台起重机钢丝绳跳槽原因分析及处理措施

徐庆东

(中海石油(中国)有限公司天津分公司 天津 300457)

0 引言

某海上平台起重机在卸船作业中用大钩从供应船吊装重货，起吊至上甲板时，吊车司机发现起吊困难，驾驶室外有异响。停车检查发现大钩钢丝绳在吊臂鹅头滑轮组处发生跳槽，卡在滑轮与滑轮轴套之间，随即启动平台应急程序，把重物安全放到甲板上，紧急排除险情后对起重机进行了全面检查。拆解跳槽滑轮组检查结果：钢丝绳挤扁变形报废[1]；防跳杆护套表面有一处摩擦痕迹，整体状况良好；定滑轮轴套变形损坏严重需更换；滑轮轴一处拉伤深度3mm需更换[2]。从拆检结果分析可知，钢丝绳跳槽后，滑轮轴套充当了滑轮的作用，当轴套磨透后钢丝绳与滑轮轴直接摩擦，随着摩擦力越来越大，异响也越来越大，最终滚筒运转困难。

1 跳槽原因分析

1.1 人为因素

钢丝绳跳槽一般是指钢丝绳在滑轮中的一部分或全部从绳槽中滑脱到滑轮的一侧或轮缘与挡板之间。钢丝绳发生脱槽一般是在钢丝绳松弛，脱离了绳槽中央至轮缘附近，或钢丝绳存在弹跳现象时快速操作起升或回转引起的，形成了类似拆除皮带轮上皮带的效果。发生脱槽后，钢丝绳会卡在滑轮与滑轮侧板之间，给滑轮较大的侧向力，继续起升势必会导致滑轮、滑轮轴及钢丝绳报废，如不能及时发现而继续使用会导致滑轮损坏、钢丝绳断裂，引起严重后果。可能会导致钢丝绳脱槽发生的情况有：

①吊具降到位后仍继续下落，导致钢丝绳比较松弛，滑至轮缘或侧板间时起钩；

②货物在涌浪低谷时下落到船甲板上突然又被顶起，钢丝绳松弛回弹到滑轮边缘时起钩；

③货物失重导致钢丝绳产生张力，钢丝绳回弹，在回弹中被吊物和吊钩不在同一垂直线，而此时再歪拉(侧拉)钢丝绳就会跳出滑轮；

④钢丝绳在弹跳时操作回转和起升联动；

⑤被吊物左右严重摇摆，引起钢丝绳移动到滑轮边缘时仍操作起升动作；

⑥吊具发生了偏斜，仍猛速提钩；

⑦吊车起重臂快速地旋转或提升中急停，吊钩发生甩动、弹跳；

⑧恶劣海况违章起重作业。

1.2 设备因素

根据起重机械设计规范[3]，起重机滑轮应安装防止钢丝绳脱出绳槽的装置或结构，即防脱装置。发生钢丝绳跳槽的主要原因是防脱装置、滑轮及钢丝绳存在以下问题：

①防脱装置设计有缺陷，不能有效防止钢丝绳 跳槽；

②防脱槽装置安装不规范，安装间隙偏大；

③防脱装置损坏；

④滑轮已老化，轮缘有损坏和缺陷；

⑤钢丝绳扭曲变形、变扁或过度磨损等。

2 钢丝绳跳槽的应对措施及创新改进

2.1 操作技巧方面

卸船作业处于动态吊装过程，吊车司机要根据自身的能力结合起重机的起升速度与实际海况去进行工作[4]。因为海洋吊机的大钩一般起升速度较慢，要尽量避免在船体上下起伏、船体颠簸较大的时候进行吊装。吊车司机作为使用者，应该对厂家设置的防脱槽装置进行检查，不符合规范要进行改进。操作人员在工作中一定要对此类问题引起足够的重视，并提高操作技能，尽可能避免此类事故发生。

2.1.1 维修注意事项

当维修吊具或滑轮组必须放松钢丝绳时，在钢丝绳拉紧时必须有专人在滑轮组附近查看，确保钢丝绳位于轮槽内。

2.1.2 随时观察钢丝绳松紧度

吊具下落时，吊车司机及指挥员一定要观察钢丝绳的松紧度，钢丝绳与滑轮槽保持在同一垂直线上，确保不歪拉斜吊。避免起升货物时，货物在供应船上反复上下起伏引起货物突然失重，导致的钢丝绳弹跳，跳出或滑至滑轮轮缘上。

2.1.3 避免野蛮操作

操作中切忌起升过程中急停或急速旋转甩动吊具，若出现以上操作一定要检查各滑轮组是否出现脱槽。发生异常立即停止操作，查明原因并及时处理。

2.1.4 稳钩

起重机稳钩的操作就是吊臂向某个方向运动时带着吊钩运动，当吊臂停下后吊钩会由于惯性沿运动轨迹越过吊臂垂直线继续运动，吊钩在惯性力和钢丝绳反向拉力作用下产生摇摆；如果此时操作人员使吊臂咀与吊钩保持在同一垂直线上，则吊钩就会静止不动，这就叫追钩或稳钩。

2.2 卸货追船技术要领

2.2.1 保证有效沟通

首先和船长通过沟通，确定所吊货物的顺序和摆放位置。

2.2.2 确保找正后起吊

确定要吊的货物后，把吊钩放到货物的前方1m左右，吊钩的高度与所吊货物的吊环持水平位置方便水手挂钩。待水手离开后，吊钩带起索具后如果船体受风浪影响发生移动，吊臂、吊钩就要跟随所吊货物的方向移动，吊钩也要跟着波幅进行上下调整，保持吊车稳定和吊钩垂直，等到最佳起吊时机到来使用联动操作技术以最快速度找到吊钩与货物的直中心线，快速起升吊钩，完成吊装。

2.2.3 起吊时机的选择

海浪把船推到最高的临界点，该点是最佳点。但是该点稍纵即逝，因而该点非常难把握，所以操作人员在操作时应有提前量，在临界点前起升货物。起吊时必须选择在船体向上行运动时顺势起吊，这样既省工又省时，吊车和船体也不会产生冲击，有利于吊车安全操控。尽量避免船体在下行时起吊或船体漂离平台移动时起吊，尤其是重吊。调整好吊钩和货物的垂直重心后方能起吊，起吊时要做到稳、准、快，使货物迅速脱离船体甲板。

2.2.4 吊车司机和平台司索指挥

吊车司机在操作中应当不时地观察各个绞车和仪表盘的运转情况，同时提醒供应船水手指挥要关注货物起吊时吊钩的状态是否垂直，平台司索指挥也要密切关注吊车的运行状态。在作业中需要慎之又慎，尽可能减少此类事故的发生，或事故发生时能及早发现及时处理，防止事故进一步恶化升级。

2.3 起重机滑轮防脱装置的升级改造

①通过对起重机滑轮防脱装置反复研究和模拟实验，发现升级改造滑轮防脱装置，加装防跳侧板可有效防止钢丝绳跳槽，极大地减少跳绳事故的发生。

②防跳侧板就是在滑轮两侧各增加一块钢板，加以保护，防止钢丝绳侧跳。类似于箱体将滑轮和钢丝绳夹在中间，使滑轮两侧均无较大的间隙，可以保证吊装时不容易产生脱槽现象。

③防跳侧板尽可能多地遮挡滑轮两侧，同时保证吊臂在变幅中定滑轮组处于任何工作角度位置时，防跳侧板不能碰触和损伤钢丝绳，保持钢丝绳的跳跃自由度和升降畅顺。

④防跳侧板利用防跳档杆和滑轮轴作为固定支点进行安装，无需对吊机主结构进行焊接，也不影响日常对滑轮的维护保养。

⑤设计了半封闭的箱型防护罩如图1所示。

⑥新的防跳侧板在钢丝绳跳动或斜拉可能造成脱离绳槽时，会使钢丝绳顺沿着侧板滑到轮槽中心，有效避免钢丝绳脱离绳槽事故的发生。

2.4 安装可视监控系统

2.4.1 吊车视频智能监控系统的功能

①在吊装过程中，由于海洋平台环境复杂，场地受限，各类设备与结构件等障碍物随处可见，平台上的起重机进行着复杂多样的作业。这种特殊的工作状况决定了吊机操作人员必须对吊机运行状态了如指掌，操车时需要随时监听驾驶室外异常声响，以便及时发现问题及时处理。但常有吊车操作者由于种种原因听不到室外异响，延误了处理的最佳时机，最终造成事故的发生。因此，起重机关键部位和盲区死角安装视频智能监控显得尤为重要[5]，以便吊车操作者随时监控，及时发现可能造成钢丝绳跳槽等异常情 况，从而把隐患消灭在萌芽之中。

②起重机安装可视监控，对海上平台起重机的各个工作环节、各个关键点、各类工况起到综合性的安全保障，以方便操作人员及时发现设备问题，保证起重设备的安全运行，提高工作效率，降低风险隐患，保证安全生产。

2.4.2 吊车视频智能监控系统简介

①摄像部分安装在监视现场，包括摄像机、镜头、防护罩、支架和云台等。它的作用是对监视区域进行摄像并将其转换成电信号。

②摄像部分是监控系统的前沿，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像信号，传送到控制中心的监视器上，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响整个系统的质量。

③监测设备安装技术要求：安装的可视监控设备须符合海上作业要求，牢靠稳固，防腐，耐高温及符合防爆等级[6]。

如图2所示，起重设备安全监控管理系统通过监视、控制、管理等手段，实现操作安全控制、危险临界报警、现场实时显示和数据记录保存、运用视频和音频技术实时显示和记录工作状态、事后回放、远程监控等。

3 现场使用效果及总结

技术改造后通过近几年使用，效果显著，一直未再发生过钢丝绳跳槽事故，因此在其他有类似缺陷的海洋起重机进行了推广，均改装了钢丝绳防跳槽装置，安装了视频监控系统。

本文详细分析了海上起重机钢丝绳跳槽的原因，并针对原因给出了应对措施。最后创新改造了滑轮防跳槽装置，并加装了视频监控系统，有效防止了吊车钢丝绳的跳槽，为海上起重机解决类似问题提供了借鉴。