逄貴杰

（中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300450）

0 引言

吊機是海上石油平臺的核心設備之一，油田正常生產所涉及的人員、生產物資、生活物資絕大多數(shù)均需通過吊機完成運輸，其安全可靠性至關重要。吊機鋼絲繩在運行過程中長期受到彎曲、拉伸等交變應力及鋼絲繩之間相對摩擦的影響，如果維護管理不到位，將會嚴重影響其使用壽命，甚至影響吊裝作業(yè)安全。

1 海上石油平臺吊機簡介

以242HX243-00_YQHG2240-20 t-15 m（5 t-37 m）型電液吊機為例進行研究，該吊機工作環(huán)境溫度為-14.5～33.5 ℃，濕度為64%～94%，停放時允許最大風速為33.9 m/s，適合在高濕度、高鹽度的海洋環(huán)境下使用。

吊車工作原理就是動力源（柴油機或電機）驅動液壓泵產生液壓能，液壓馬達驅動絞車做旋轉運動。鋼絲繩通過絞車、滑輪組、楔形塊實現(xiàn)大鉤、副鉤、吊臂的上下運動。鋼絲繩要求非旋轉和鍍鋅防腐，并依據(jù)API Spec 2C 和API Spec 9A 的規(guī)范選用合適的安全系數(shù)。

2 鋼絲繩故障實例分析

2.1 鋼絲繩跳繩導致鋼絲繩報廢

（1）故障現(xiàn)象。吊車司機在使用小鉤吊裝貨物過程中，發(fā)現(xiàn)鋼絲繩突然卡滯并聽見異常響聲，隨即停止吊貨并通知機械師，此時貨物已吊至半空中。機械師檢查發(fā)現(xiàn)小鉤定滑輪組1#滑輪鋼絲繩發(fā)生跳繩（圖1），鋼絲繩卡死在兩個滑輪中間，滾筒處鋼絲繩有一整股斷絲（圖2），貨物重約2 t，小鉤已無法動作。

圖1 鋼絲繩跳繩

（2）處置措施。此時吊機小鉤已無法動作，吊車司機操作吊機回轉將貨物吊至靠近平臺位置，下放吊機大鉤，人員將吊機大鉤掛至貨物上，起升大鉤并將小鉤脫鉤，利用大鉤將貨物放置到平臺甲板上。

（3）原因分析。導致鋼絲繩跳繩的原因一般有以下方面：①防跳繩裝置失效，為了防止鋼絲繩運行過程中跳出滑輪槽，一般在滑輪組處安裝防跳繩裝置，若防跳繩裝置變形或安裝距離過大，就容易發(fā)生跳繩現(xiàn)象；②天氣海況影響，海上風力較大或涌浪大時，船舶靠泊時經常產生上下晃動，鋼絲繩瞬間松弛，造成鋼絲繩脫出繩槽[1]；③操作不當，操作者操作過快（突然啟動或緊急制動）產生較大慣性力，也容易導致鋼絲繩跳繩脫出繩槽。

經過調查，此次吊裝事故的原因為海況影響，吊裝時海面涌浪較大，吊車司機對海況的變化預估不足，與船員缺少有效溝通。

2.2 鋼絲繩出現(xiàn)斷絲

（1）故障現(xiàn)象。在進行吊機日常維護和保養(yǎng)過程中，檢查發(fā)現(xiàn)吊車大鉤鋼絲繩存在斷絲現(xiàn)象（圖3）。

圖3 鋼絲繩出現(xiàn)斷絲

（2）處理措施。鋼絲繩出現(xiàn)斷絲，可參照標準GB/T 5972—2016《起重機 鋼絲繩 保養(yǎng)、維護、檢驗和報廢》中6.2.1 可見斷絲報廢基準，判斷該鋼絲繩是否達到報廢標準。若未達到報廢標準，應該在斷絲處做標記，勤檢查鋼絲繩斷絲變化，若達到報廢標準應停止使用，盡快更換。

（3）原因分析。鋼絲繩斷絲是由多種原因引起的，主要有以下方面：①機械磨損，指鋼絲繩在使用過程中被切削下來的磨損，它是由于滑輪的缺陷、滾筒的缺陷和鋼絲繩相互之間的磨損產生的，隨著時間的推移鋼絲就會被磨斷；②彎曲變形，鋼絲繩纏繞滑輪和滾筒時會產生彎曲，隨著彎曲次數(shù)的增加，鋼絲繩表面出現(xiàn)疲勞裂紋，裂紋逐漸擴展就會產生斷絲；③拉力破斷，當貨物重量超過額定載荷或經常性沖擊載荷時鋼絲繩就容易出現(xiàn)斷絲；④潤滑不良，受到腐蝕的鋼絲繩強度和柔韌度都會降低，易出現(xiàn)斷絲，針對海上濕度、風力、溫差大等天氣特點，應選擇潤滑油的適應溫度在-30～60 ℃，這種潤滑油有較好的粘附性能。

2.3 鋼絲繩打扭

（1）故障現(xiàn)象。吊機主鉤鉤頭是一個動滑輪，正常狀態(tài)下，穿過動滑輪兩側鋼絲繩相互平行。當兩側鋼絲繩扭結到一起時，就發(fā)生鋼絲繩打扭（圖4）。

圖4 大鉤鉤頭鋼絲繩正常與扭結狀態(tài)

（2）處理措施。鋼絲繩出現(xiàn)打扭時，應及時把鋼絲繩繩頭拆掉，釋放鋼絲繩應力，進行破勁。在訂購時應選擇抗扭結性能好、捻向與滾筒相匹配的鋼絲繩。

（3）原因分析。鋼絲繩打扭一般是因為新更換的鋼絲繩使用一段時間后應力集中，導致鋼絲繩出現(xiàn)打扭現(xiàn)象[2]。

2.4 鋼絲繩限位重錘鐵鏈卷入滑輪導致鋼絲繩損壞

（1）故障現(xiàn)象。維修人員更換小鉤限位開關重錘后，在使用吊機小鉤正常作業(yè)時，限位開關重錘的鐵鏈隨鋼絲繩上升，鐵鏈被卷入了滑輪里（圖5），導致鋼絲繩斷絲損壞（圖6）。

圖5 限位開關重錘鐵鏈卷進滑輪里

圖6 鋼絲繩斷絲損壞

（2）處理措施。鑒于鋼絲繩及滑輪已損壞，需要更換新鋼絲繩及滑輪。

（3）原因分析。導致此次吊裝事故的原因分析：①新更換的重錘太輕，容易發(fā)生晃動纏繞；②新的重錘鐵鏈安裝方式存在缺陷，僅有一個固定點，極易造成鐵鏈扭轉纏繞鋼絲繩（舊的重錘是兩個固定點）。

此起事故凸顯出使用更新?lián)Q代的備品、備件時，要更加慎重，多與廠家進行溝通，更換完畢后要進行多次試運行。

3 鋼絲繩維護管理要點

針對以上故障案例，結合工作經驗總結出以下管理要點。

3.1 對維保人員要求

（1）加強新購鋼絲繩的源頭管控，對鋼絲繩要登記造冊，鋼絲繩應有產品合格證書、技術資料和使用說明書，禁止使用無證鋼絲繩。

（2）要建立鋼絲繩信息臺賬以便于管理，臺賬要包括規(guī)格型號、更換時間、維護保養(yǎng)日期、檢查情況、檢查人員等。

（3）鋼絲繩日常保養(yǎng)的好壞，直接關系到吊車的使用安全，也決定鋼絲繩的使用壽命。鋼絲繩的日常維護與保養(yǎng)應嚴格按照日檢、周檢、月檢和年檢的內容進行。每年對鋼絲繩進行全長度檢查和保養(yǎng)，輔助實施鋼絲繩內部探傷檢查。

（4）結合海上平臺環(huán)境特點及使用狀況，對未達到報廢標準的鋼絲繩，一般建議每5年（可根據(jù)運轉時間及檢驗結果適當延長）更換鋼絲繩。

3.2 對使用人員要求

（1）作業(yè)前做好檢查，操作過程中遇到異常情況，應仔細排查原因，不要繼續(xù)操作吊機，防止造成二次傷害。

（2）鋼絲繩在吊裝貨物時，嚴禁斜拉歪拽，嚴禁超載使用。

（3）吊機操作時要平穩(wěn)，禁止突然啟動及緊急制動，避免因慣性太大造成吊車晃動使得鋼絲繩跳槽[2]。

4 結論

吊機是海上油氣生產設施的關鍵設備，也是重點管控的特種設備。鋼絲繩是吊裝作業(yè)安全與否的關鍵部件之一，因此做好鋼絲繩的管理至關重要。對于易損型號的鋼絲繩要提前做好備品管理，以提高吊機的可靠性與安全性。