楊星馳　鄭躍洲　薛乃耀　馮瑋

摘? ? 要：以某國產(chǎn)大型半潛式生活平臺的錨絞車海上試驗為參考對象，根據(jù)國產(chǎn)錨絞車的功能特點，結(jié)合相關(guān)規(guī)范和試驗條件，介紹錨絞車海上試驗的內(nèi)容和方法。

關(guān)鍵詞：半潛式平臺;錨泊絞車;海上試驗

中圖分類號：U671.91 ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： Based on the sea test of anchor winch of a domestic large semi-submersible accommodation platform， the sea test method of anchor winch is proposed according to the function and characteristics of the domestic anchor winch， combined with the relevant rules and test conditions.

Key words： Semi-submerged platform; Anchor winch; Sea test

1? ? ?前言

錨絞車是廣泛應(yīng)用于各類大型船舶和海洋平臺的重要甲板機械設(shè)備，通常安裝在船舶的首尾主甲板或平臺甲板四角處。

目前錨泊定位系統(tǒng)大多為國外進口設(shè)備，價格昂貴、采購周期長。而國產(chǎn)大型錨泊裝備雖然出廠時進行了型式試驗，航行試驗時也會簡易驗證其功能，但由于缺乏海上運行可靠性測試的明確文件指導(dǎo)及實操驗證，國內(nèi)外船東往往偏重于選擇技術(shù)工藝比較成熟的國外產(chǎn)品，對國產(chǎn)大型錨絞車的信任度不高，限制了大型海洋裝備的國產(chǎn)化率。

錨絞車海上測試系統(tǒng)的難點，是國內(nèi)缺少通用性好、保障性高的深遠海試驗設(shè)施，承載海上試驗的船舶或平臺數(shù)量非常有限，并且沒有標準測試作業(yè)或試驗方法可供參考。DNVGL-SO-E301規(guī)范在錨絞車取證的要求中，明確指定了控制系統(tǒng)、起升速度、收放、應(yīng)急釋放、動力剎車共5項測試內(nèi)容，必須在船/平臺的海試中進行，因此進行國產(chǎn)錨絞車設(shè)備的海上試驗是非常必要的。

錨絞車海上試驗搭載在一座大型國產(chǎn)半潛式多功能生活支持平臺。該平臺的甲板面積超過2 000 m2，最大工作水深1 000 m，設(shè)計裝備12臺錨絞車。

半替式生活平臺見圖1。

鑒于現(xiàn)行規(guī)范標準中，型式試驗的指導(dǎo)多基于廠內(nèi)條件，航行試驗的指導(dǎo)則僅為短暫的試航期間功能性測試。為編制適應(yīng)大型錨泊設(shè)備，尤其是大型錨絞車的海上試驗方法，本報告經(jīng)綜合考慮CCS-D-02 錨機裝置、CCS-D-03系泊絞車、CB/T3663-2013移動式海洋平臺錨泊定位裝置、GB/T3471-2011海船系泊及航行試驗通則、DNVGL-OS-E301等規(guī)范標準，提煉出一套適應(yīng)海上試驗平臺的錨絞車試驗流程，以突破錨絞車海上試驗驗證技術(shù)難關(guān)，推動國產(chǎn)化大型錨絞車海上試驗系統(tǒng)研究，為國產(chǎn)化錨絞車提供試驗數(shù)據(jù)，進而推動國產(chǎn)化大型錨絞車的技術(shù)更新發(fā)展，提升其在世界范圍的市場競爭力。

2? ? ?試驗準備工作

2.1? ?人員準備

試驗前應(yīng)由錨絞車的設(shè)備生產(chǎn)方、實際使用方、半潛平臺的船東、海上試驗指導(dǎo)方共同組建工作組進行試驗的策劃。試驗時，應(yīng)配有專職指揮人員1人、安全主管1人、平臺調(diào)試主管2人、工程主管1人、錨絞車操作員2人、觀察記錄人員2人、電工/鉗工/管工/起重工各1人;試驗大綱應(yīng)取得船級社認可，同時試驗需在船級社的見證下進行。

2.2? ?儀器準備

試驗前需要準備的儀器、工具和主要設(shè)備包括：輔助船舶、與錨絞車配套的錨、試驗用鋼絲繩，以及兆歐表、電壓表、電流表、手持式轉(zhuǎn)速表、溫度計、秒表、卷尺、浪高儀、風速風向儀、流速儀等儀器。以上設(shè)備中，測量儀器及設(shè)備應(yīng)在試驗前校準并取得相應(yīng)量具校準證書。

2.3? ?承載平臺分析

搭載錨絞車進行海上測試時，首先應(yīng)對平臺的甲板情況進行勘察：一般平臺在原錨機處結(jié)構(gòu)較強，且具備電纜電源液壓管路等條件，以便于改造后搭載測試對象。確定安裝位置后，應(yīng)核實以下情況：（1）核查錨絞車額定拉力，初步判斷搭載測試對象的可行性;（2）確保平臺可提供絞車的額定功率;（3）檢查電制是否一致;（4）檢查電纜接頭位置是否一致;（5）提前準備錨絞車適配的錨，錨重應(yīng)與錨絞車的工作負荷相當。

試驗中平臺搭載錨絞車的位置，如圖2所示。

2.4? ?應(yīng)急預(yù)案編制

大型浮動設(shè)施在海上的施工作業(yè)，在很大程度上受天氣海況的影響，因此作業(yè)過程中存在很多不確定因素及意外情況，并由此導(dǎo)致很多作業(yè)風險。

本項目試驗過程中存在的風險，大致可分為三類：外部環(huán)境即天氣海況所產(chǎn)生的對試驗船舶/平臺及參與人員和關(guān)鍵設(shè)施的風險;關(guān)鍵設(shè)施損壞對試驗進程和人員及船舶/平臺產(chǎn)生的風險;作業(yè)人員本身所存在的風險。針對以上三類風險，要及時準備相應(yīng)控制性措施，由試驗指導(dǎo)方與船廠共同編制海上試驗應(yīng)急預(yù)案。

一般來說，針對外部環(huán)境影響的相應(yīng)措施就是氣象保障工作。氣象小組在試驗前三天對天氣海況進行預(yù)報，盡量選擇風速不大于3級（5.4 m/s）、波高不大于1.0 m的海況進行海上測試作業(yè);針對關(guān)鍵設(shè)施損壞或故障的應(yīng)對措施，主要為相關(guān)手續(xù)辦理及設(shè)備支持條件檢查，如提前進行技術(shù)交底，確保設(shè)備底座聯(lián)結(jié)牢固、保障動力來源、插座等電器接口功能正常;針對作業(yè)人員的風險應(yīng)對措施為：提前進行會議溝通，制定操作流程，落實安管措施等。

3? ? 設(shè)備和測量儀器的安裝調(diào)試

錨絞車試驗的樣機是整機，主要由機械、液壓和電氣等配套設(shè)備組成。

進行安裝前應(yīng)檢查出廠FAT報告，確保遺留意見已整改;船廠技術(shù)人員確認基座及周邊甲板區(qū)域結(jié)構(gòu)及關(guān)聯(lián)焊縫已得到有效檢驗;由廠家核查錨絞車裝置和系統(tǒng)的安裝是否完整和正確，檢查機械機構(gòu)各潤滑點的潤滑情況;試驗主導(dǎo)方配合廠家共同查驗，確保錨索直徑、長度、規(guī)格與試驗狀態(tài)的錨絞車相匹配;廠家確保相關(guān)電路連接正確，船廠方可供電。

需要注意的是，安裝需遵循船級社規(guī)范和行業(yè)操作流程。例如，如果試驗對象為液壓錨絞車，在液壓管路安裝時需要用專用清潔槍清潔或串油清洗，并加注合格液壓油。

4? ? 試驗內(nèi)容和流程

4.1? ?試驗周期

錨絞車的測試周期，根據(jù)測試內(nèi)容的不同分為功能性測試和可靠性測試兩類：

（1）功能性測試周期，一般需要4～5天;

（2）可靠性測試的周期，則需要針對錨絞車失效概率較大的模式進行狀態(tài)監(jiān)測，保證其有效數(shù)據(jù)達到一定程度。如果在工廠測試階段已經(jīng)建立了可靠的數(shù)據(jù)模型，則海上測試階段僅需在原模型基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)采集和再評估。因此可靠性測試的時間根據(jù)錨絞車歷經(jīng)狀態(tài)的不同，一般在6～12個月，有效運行時間不少于500小時。

4.2? ?試驗海域

海域水深和作業(yè)區(qū)域工況（風、浪和流），應(yīng)符合試驗環(huán)境要求：水域?qū)掗煟凶銐虻臏y試和回旋余地;試驗時能見度良好。試驗開始前，應(yīng)對環(huán)境條件進行測量記錄，包括位置、風浪流參數(shù)、濕度、水深、溫度等。

4.3? ?試驗對象

以某國產(chǎn)化錨絞車為例（主要參數(shù)見表2），測量科目及范圍見表3。

4.4? ?試驗流程

完成上述試驗準備后，生活平臺停靠碼頭，首先利用平臺的大型吊機拆除原先平臺上的錨絞車;安裝試驗的國產(chǎn)錨絞車，對設(shè)備進行檢查和調(diào)試;半潛平臺搭載錨絞車航行到試驗海域，開始如下的試驗流程：

（1）空載運轉(zhuǎn)

整機空載運轉(zhuǎn)試驗首先需要再確認一次管路密封情況，再合上離合器，同時松開制動器;在空載速度下讓錨絞車正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)均連續(xù)運轉(zhuǎn)至少15分鐘。試驗時要查看油密封情況、記錄軸承溫升，查看各運動零部件是否運轉(zhuǎn)正常、有無異常噪音;

（2）負載試驗

以卷筒負載為加載負載，在約8m 有效高度范圍內(nèi)升降加錨，以公稱速度（錨絞車承受卷筒負載時能保持的最大速度）連續(xù)升降半小時以上。試驗時應(yīng)測量公稱速度、電動機電流（或液壓系統(tǒng)壓力）值，檢查油密封、軸承溫升，各運動零部件是否運轉(zhuǎn)正常、有無異常噪音現(xiàn)象;

（3）自動控制制動裝置試驗

自動控制制動裝置試驗，需要在負載試驗的條件下進行。自動控制制動裝置，首先需滿足以下兩個功能：即停止卷筒轉(zhuǎn)動時沒有故障發(fā)生;操作裝置移到制動位置或停車時，自動控制制動裝置能夠立即制動。

在加載錨提升后，觀察電動錨絞車的自動控制制動裝置有無出現(xiàn)明顯的打滑或損壞現(xiàn)象。對于液壓的錨絞車可以允許一定的滑移量，但不能超過1 m/min;

（4）制動器支持負載試驗

進行靜負載試驗，首先需要合上卷筒制動裝置使卷筒不能卷動，再施加支持負載到從卷筒引出的鋼索上;試驗時間保持2 min，觀察員觀察試驗中制動器是否有滑移現(xiàn)象、試驗后受力零件有無永久變形。

（5）回收負載試驗

僅適用于自動系泊絞車，即自動恒張力試驗。

在卷筒繞有單層繩索時，把原動機調(diào)定到自動控制的最大轉(zhuǎn)矩，并且當卷筒開始向收絞方向轉(zhuǎn)動時，觀察員記錄卷筒能提升起的最重的加載重塊;

（6）放出負載試驗

僅適用于自動系泊絞車，即自動恒張力試驗。

在卷筒繞有單層繩索的條件下，原動機調(diào)定到自動控制的最大轉(zhuǎn)矩。當卷筒呈相反于施加驅(qū)動力矩方向時開始放出繩索，觀察員記錄卷筒能提升起的最重錨重量。

（7）制動器效用試驗

首先剎緊制動器，再打開離合器，施加1.5倍的卷筒負載在卷筒上，觀察制動器是否有滑移現(xiàn)象;

（8）應(yīng)急釋放試驗

按下應(yīng)急釋放操作按鈕后，系泊絞車裝置應(yīng)在10 s內(nèi)完成應(yīng)急釋放。

5? ? ?結(jié)論

上述錨絞車海上測試流程，既可應(yīng)用于錨絞車設(shè)備的可靠性驗證試驗，為大型錨絞車提供修正完善的依據(jù);亦可驗證國產(chǎn)化設(shè)施某些方面的先進性，提升其市場競爭力;同時也可對其他類型的錨機或絞車，以及其他的甲板機械海上測試工作提供參考。

利用建造成本相對較低的半潛式生活平臺，可以開展多款國產(chǎn)海工裝備和儀器的深遠海試驗，不僅能為科研人員提供相對舒適的生活條件，也能在試驗中發(fā)現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的不足，開展裝備的認證工作。

參考文獻

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