造船门式起重机安全性分析和技术检验思考

潘红星

（江苏省特种设备安全监督检验研究院连云港分院，江苏连云港 222000）

在过去的10年里，随着时代的进步和科学技术的进步，中国造船业蓬勃发展。现在，在世界造船市场上，中国的份额每年都在显著增加，成为世界上最重要的造船中心之一。起重机是造船厂最重要的基础设施之一。满足人们需求的各种起重设备出现在市场上。随着造船业的蓬勃发展，起重机的起重能力越来越受到人们重视，已成为科学家们极具竞争力的研究课题。为了更好地发展，越来越多的船厂开始从旧船台改为船坞。造船码头使用大型起重机，使滑道船能够独立建造大型船舶，从而大大缩短造船时间，这对码头非常重要。另一方面，大型船舶门式起重机的广泛应用也表明，近年来我国船舶制造企业的规模越来越大，船舶建造的潜力越来越大，科技含量不断提高。

1.大型造船门式起重机特点

门式起重机（又称龙门起重机）是一种门式起重机，通过侧腿将桥梁固定在地面轨道上。该结构包括门框、转向架移动机构、起重转向架和电气部分。一些龙门起重机一方面工作，另一方面在工厂或立交桥中工作，称为半龙门起重机。龙门起重机的龙门桥由上桥（主梁和端梁）、支架、下梁等组成。为了扩大起重机的工作范围，主梁可以在支架外侧或两侧拉伸支架，形成悬臂。悬臂起重机还可用于扩大起重机节距和悬臂旋转的工作范围。造船厂在进行船体吊装、船坞组装和焊接时，经常需要使用带有大型造船门的起重机。由于现场使用了其他合同设备，大型船用起重机和其他设备的设计和操作也有许多不同的特点，主要有以下几点。

1.1 起重量大，自重大

随着造船技术的发展，断面质量一般是根据起重机的起重能力来计算和设计的，目前，普通门式起重机已逐渐不能满足人们造船的需要。为了提高造船厂的生产效率，有必要使用大负载起重机。为了满足这一需求，一台大型造船门式起重机可以达到100t的重量，而且起重机本身非常巨大。

1.2 跨度大，起升高度高

在实际船体生产中，整个船坞和分段装配厂必须有起重机操作，因此起重机必须有很大的跨度。只有当起重机的高度足够时，才能进行大体积、重量、翻转和悬挂的工作。

1.3 功能多，结构独特，电气控制系统复杂

大型船舶门式起重机除了满足正常起重和移动的要求外，还需要进行一系列工作，如逐步提升2个车厢的精确定位离合器等。与普通起重机不同，大型船舶的起重机结构有2个车厢和3个主钩，与普通起重机相比，不同的挂钩可以同时独立工作。事实上，吊钩之间的距离及其承载能力也受到特殊规定的约束。与门式起重机相比，大型船用起重机的整个电气控制系统也非常复杂。

1.4 安全保护和防护装置多

由于大型船用起重机吨位大、跨度大，在生产过程中必须采取更复杂的动作，因此，为了保证大型船用起重机的正常安全运行，必须对其折叠纸进行防护装置的保护。在所有情况下，尽可能避免在使用过程中出现危险情况并损坏情况。

2.造船门式起重机的安全性分析

2.1 设备安全的重要性

船舶门式起重机在生产、安装、使用、维护、试验等环节存在风险因素，可能引发事故。以下是灾难性事故的一些例子：在山东某造船厂一艘600t级船舶的舱口操作期间，一人因硬材料柔性支腿支撑偏差过大而死亡；上海一艘600t级船舶在运行中2次坍塌，造成重大损失。由于截面承载力较大，悬架对柔性支腿的冲击导致结构失稳；某600t船务公司在安装调试船门时，由于两侧操作机构转向架偏差过大，承受侧向拉力，机器倒塌，造成2人死亡，1人受伤；江苏和浙江造船门户上的几家造船厂被风吹走，生产原因是防风装置没有按照说明启动，钢丝绳断裂，吊架也脱落。可以看出，船舶入口具有多种风险因素。因此，强调安全是重要和必要的。

2.2 安全状况分析

根据全年起重机使用事故统计，运行中事故比例为79.62%，储运中事故比例为6.64%，调试和调试过程中事故比例为6.16%，维护和恢复过程中事故率为7.11%，在测试中-0.5%。可以看出，起重机设备运行过程中最有可能发生的事故当然是由于设备运行的高频率，但在储存、安装、调试、维护和改造过程中，甚至在检查环节也可能发生事故。通过事故分析不难发现使用不当是一个重要原因，设备的隐患和缺陷不容忽视。根据丹石大桥及门控机构的安全风险分析，该装置的安全隐患比例为39.5%，主要部件隐患占25.6%，电气元件隐患占14.3%，操作机构隐患占12.2%，金属结构隐患占6.2%，其他安全隐患2.2%。因此，对设备安全的潜在影响极大地影响着设备的安全，尤其是安全装置、基础零部件和电气元件、操作机构和金属结构都是不可忽视的因素。此外，由于特殊情况，起重机的设计不完善，导致缺乏适当的安全系数，这是不可忽视的。船舶舱口模型在危险条件下的模拟表明，在某些特殊情况下存在很大的风险。例如，当承载能力突然卸载时，门式起重机结构产生的最大应力，在满载静态悬挂下可达到1.7倍；当重物突然失去控制并高速下落时，紧急制动效果远大于起重机车轮和钢丝绳的强度值；在台风作用下，防滑机构失效，可能导致车轮与轨道末端的车厢相撞，导致起重机倾覆和结构损坏[1]。

3.大型造船门式起重机的使用

大型造船门式起重机属于特种设备，为了使其安全使用和控制，必须设计科学的控制系统。从大型船用起重机的管理效率可以直接看出企业特种设备的管理水平。鉴于大型船舶门式起重机的特殊性，其管理也应符合其特点。此外，企业还应制定一套更详细的大型船用起重机操作规程、维修和应急预案。大型起重机的操作人员需要经过相关培训并取得特种作业资格证书才能开始操作，操作人员还需要积极培养综合素质，具有强烈的责任心和良好的心理素质，熟练掌握各种应急措施。只有这样，事故发生的可能性才能降到最低。此外，由于地面工作繁重，可能会对起重机的安全运行产生一定影响，企业可以定期进行培训，提高员工的技能和专业技能，确保机器操作的安全。企业还需要专业维修人员对大型船用起重机进行维修，并应制定科学合理的维修计划，选择受过高等专业培训的人员进行维修，使其熟悉起重机的机械和电气部件，为了及时发现起重机的异常情况，选择合理的方案并及时解决。为了保证船用起重机的安全，有必要对起重机进行全面的安全分析，并积极开展技术检查。为了起重机的安全，首先要注意起重机的安全，并贯穿于从设计到控制的全过程。其次，每个参与者都要建立完善的安全生产责任制，提高全体员工的安全意识。最后建立完善的质量保证体系，确保产品质量达标。相关工作人员应特别注意安全技能和知识的培训，以确保起重机能够合理有效地运行并进行安全工作，这将消除起重机、造船等方面的缺陷。对于起重机的技术检查，应首先做好准备，包括充分了解起重机的运行机理和设备参数、结构形式和结构连接方式，制定合理的控制技术，优化测试仪器的控制和准备技术；在国家有关规定的试验过程中，对其额定负载进行性能试验。并根据需要优化试验过程，以确保起重机主梁的挠度及其减径等相关要求；检查结束后，将检查结果告知被检查单位，并敦促其利用检查结果解决发现的安全问题或威胁。

4.大型造船门式起重机的检验

在造船门式起重机中，采用了通用门式起重机。其承载能力、跨度、提升高度和集装箱重量远大于普通起重机，因此设备和电气控制系统的设计很困难，安全保护装置很多。这些特点决定了造船门的大量试验，并且试验工作将持续更长时间，因此，检查单位应当提前与有关单位联系，确保检查工作顺利完成。在起重机试验期间，必须严格遵守国家相关要求。国家规定，起重机械只有在以下情况下才能注册和投入生产：如何进行相关的检验和验证申请。与其他重型设备一样，大型船舶门式起重机也应成为检验机构的重点。大型船用门式起重机试验前，检验员应完成相关任务，准确确定大型船用门式起重机的结构、运行参数、电气控制系统等知识，并能熟练验证。同时，由于起重机的面积和体积非常大，需要准备先进的测量仪器。因此，为了确保数据的可靠性，通过试验获得的检验机构必须配备高精度、广泛的测量仪器，如通用仪器。由于大型船用起重机主梁和支腿的钢板厚度在设计过程中和某些特殊位置也不同，因此，所选用的测厚仪必须提供足够大的测量范围来进行测试。在制定大型船用起重机的试验方案和过程中，相关检验机构应仔细检查起重机，准确评估其实际情况，制定详细全面的计划，并突出其主要部件。根据国家质检总局开发的管理技术和待测设备的设计说明，必须引入新的测试方法，而不应仅停留在现有的测试方法上。由于大型船用起重机的检测对象众多，检测时间可能很长[2]。因此，在监测方案中，有必要提前规划相关单位的工作，以确保各单位之间的一致性和默契，确保测试的有效性。在大型船用起重机的检测过程中，起重机性能的确定起着非常重要的作用。空载试验、额定负载试验、静负载试验、动负载试验和特殊要求下的试验。由于大型造船门式起重机的承载能力非常大，在运行能力测试中，在负载测试前准备重量可能需要很长时间。此外，为了使检验更加准确可靠，有必要仔细准确地计算成品重量并记录数据。检查结束后，检查机构应当根据检查结果对检查结果进行适当反馈，并提出必要的检查通知。如果在测试中发现问题，使用机构将采取科学的纠正措施。

5.检验中发现的问题

以上分析表明，应加强对船舶舱门安全的管理和监督。起重机设备从设计、制造、储存、安装调试到运行、维护和控制的每一个环节都不容忽视。船舶建造安全管理是一项复杂的系统工程，因此，有必要根据系统科学的原理进行综合管理。各环节有关单位要完善安全生产责任制，增强企业负责人、领导和其他人的安全意识。通信产品的设计、生产、储存和运输必须建立完善的质量保证体系，确保产品质量。运营单位应加强对安全人员的培训，严格按照说明书操作，消除设备缺陷和隐患，加强设备安全，服务人员必须保证服务质量加强安全检查和特种设备安全检查。在这方面，中国与发达国家之间存在很大差距。根据控制标准，我们的《造船门式起重机》（GB/T 27997-2011）只规定了两种类型的工厂试验和外形试验，美国ASME标准包括初始试验、定期试验和定期试验。ASME标准的定期检验每年进行一次，我们的门式起重机基本上是2年。作为一种特殊设备，我们在安全规则中增加了与安全相关的验证元素，但测试周期和常规控制措施的缺陷是显而易见的。中国起重机事故的发生率远高于发达国家，系统管理水平的差距肯定是一个重要原因。在大型起重机械上安装安全控制系统也是提高安全性的重要措施。国家安全监督管理总局要求2014年实施船舶建造门户安全监督制度。这有助于确保造船门的安全，但也许更重要的是确保设备在整个使用寿命期间安全可靠，有关单位应及时采取纠正措施。在具体施工过程中，施工现场往往采用多种同时作业方式，在交叉作业施工中尤为明显，此时吊车上的保护装置未首次安装时容易出现问题。零件的状态与安装图纸的状态不同。门式起重机的安全管理制度应在人员要求、工作职责和操作程序、业务管理、检查周期、奖惩制度等方面做出具体明确的规定。重点是明确的安全指示，至少包括风险源的识别：例如，轨道断裂会导致人员受伤和机械损坏。起吊货物时放弃过载保护会造成严重损坏；开工前：如果启动前钢轨被夹紧和锚固，应松开铁楔，电源、电压和耦合应正常；工作中：如果每班第一次起吊货物，应在原位置悬挂约0.5m，然后放下货物并可靠检查制动器的效率，严格遵守“十不吊”制度操作后：为防止风吹门腿导致吊钩坠落到一定高度，将控制器手柄置于“零”位置，关闭门窗，记录并夹紧轨道和锚固件；应急响应措施：运行中出现故障时，应立即停止运行，报告维修工作，等待维修人员，禁止个人修理等；职业风险防护：当接触金属、灰尘时需要在操作环境中采取除尘措施，必须携带工作人员的作业噪声、隔声等防护用品。

6.结语

船舶起重机在复杂恶劣的环境中使用，安全性要求很高。从根本上减少和预防工业事故，安全管理应致力于在设备的整个使用寿命内对设备的各个环节进行安全和质量控制。因此，有关单位必须落实安全措施，确保起重机在使用寿命到期前始终得到设计的保证。安全生产的可能性主要取决于用户对大型船用起重机安全使用的重要性，检验机构只能执行一项监督大型船用起重机验收的职能。使用大型船用起重机时，相关人员应严格遵守相关管理制度和操作规程，确保操作过程中的安全操作。设备应在工作日内定期进行维护和检查，以确保设备的正常运行，确保大型船用起重机工人的安全，推动中国船运业的快速发展。