華南吊機拆除波浪補償裝置的可行性分析

羅如崗

(中海石油(中國)有限公司 秦皇島32-6作業(yè)公司,天津 300450)

摘要：為增強吊車的安全性并減少鋼絲繩的磨損,對現(xiàn)有的華南吊車進行改造，去除吊車上的補償裝置。并新增一組簡單的導向滑輪組來對鋼絲繩進行重新導向。結(jié)果補償裝置被成功拆除，導向滑輪組被裝上后吊機運行平穩(wěn)，無任何異常。

關(guān)鍵詞：華南吊車；補償裝置；拆除

DOI:10.3963/j.issn.1671-7953.2015.05.029

中圖分類號：U667.5；P752

文獻標志碼：A

文章編號：1671-7953(2015)05-0106-03

收稿日期：2015-07-30

作者簡介：第一羅如崗(1976-)，男,學士，工程師

Abstract:The existing SCM crane is renovated by dislodging the wave compensation device, so as to strengthen the crane's safety and reduce the rope's scrape. The compensation device is removed on the spot and a simple guide sheave block is mounted to guide the wire rope afresh. The result is the crane works smoothly and has not any problems. The site operation and test show that the redundant compensation device of the crane can be removed completely so as to promote the crane's function.

修回日期：2015-09-01

研究方向:海工機電一體化

E-mail:luorg@cnooc.com.cn

秦皇島32-6平臺吊車6個井口平臺的吊車副鉤，在出廠配置有波浪補償裝置[1]，主要部件是1套波浪補償裝置模塊，見圖1。

圖1　QHD32-6油田井口平臺吊車 波浪補償裝置模塊示意

該波浪補償裝置安裝在吊機的吊臂上，副鉤鋼絲繩從副鉤卷筒出來必須繞過波浪補償裝置模塊到達吊臂頭部，波浪補償裝置的模塊主要由油缸，導向滑輪，安裝架組成。從多年來平臺上實際使用情況來看，在不啟用波浪補償功能的情況下也可滿足海上吊裝作業(yè)的實際使用，故平臺吊機吊裝時很少使用波浪補償功能，但是作為波浪補償模塊作為吊臂上的重要組件，必須定期對該裝置進行維護保養(yǎng)。為了保證設備的安全運行，同時減少設備維護人力物力，考慮對波浪補償裝置模塊進行拆除。

1拆除波浪補償裝置的技術(shù)分析

拆除整套補償裝置模塊后，只保留波浪補償裝置的安裝基座，在原基座上安裝3套簡單的導向滑輪，該方案不改變絞車卷筒與吊臂頭部導向滑輪的相對位置，更換后不會影響副絞車的排繩情況，同時在拆除補償裝置模塊后簡化了副鉤鋼絲繩的繞繩結(jié)構(gòu)，延長了鋼絲繩的使用壽命。

1.1拆除前、后的副鉤繞繩圖對比

拆除前、后繞繩示意見圖2。

圖2　副鉤繞組示意

由圖2可見，拆除前副鉤鋼絲繩總計需要經(jīng)過8個滑輪，拆除后副鉤鋼絲繩總計經(jīng)過6個滑輪，且這6個滑輪全部為導向滑輪，拆除波浪補償裝置后減少了鋼絲繩在滑輪上的摩擦和纏繞次數(shù)提高了鋼絲繩的使用壽命；拆除后增加的導向定滑輪總成與底座采用螺栓連接，不涉及熱工安裝，簡單方面，滑輪選用標準滑輪廠家的產(chǎn)品，進行技術(shù)詳細計算。

1.2導向滑輪組強度校核

1)先進行導向滑輪銷軸強度校核[2]。

安裝圖見圖3，銷軸材料為42CrMo，直徑60 mm，σS≥690 MPa,σb≥900 MPa

銷軸截面系數(shù)：W=2.12×104mm3。

銷軸截面積：A=2 827 mm2。

吊機副鉤最大吊重為3 t，吊具重量0.5 t，穿繩效率0.91，故副鉤鋼絲繩受力為

取吊機動態(tài)系數(shù)Cv=2.0，由圖2可見,導向滑輪2受力最大，即N=28.8 kN。

該定滑輪銷軸所受彎矩M為

圖3　導向滑輪安裝位置示意

導向滑輪銷軸所受彎曲應力：

銷軸所受剪切應力：

合應力：

安全系數(shù)[3]：

結(jié)論：安全系數(shù)滿足要求。

2)導向滑輪支撐板強度校核[3]。

支撐板材料：DH36，σS=355 MPa，

[σS]= 213 MPa

則，σC< [σS]=213 MPa。

結(jié)論：導向滑輪支撐板強度滿足要求。

3)連接螺栓強度校核[4]。

導向滑輪座與補償裝置底座連接螺栓規(guī)格為M24×100-GB6172-2000-8.8級。

抗拉強度σs=800 MPa，螺栓數(shù)量6個。

螺栓的應力截面積：A=353 mm2。

計算強度：Pb=σs×A=282.4 kN。

由于4個螺栓主要受主鉤鋼絲繩拉力，每個螺栓實際受力：P=N/6=28.8/4=7.2 kN。

結(jié)論：P

通過以上計算可知，拆除波浪補償裝置模塊拆除后，增加的新的導向輪是符合規(guī)范要求的是安全的，相關(guān)圖紙和計算得到BV船級社認可。

2波浪補償器拆除的施工以及驗收方案

由于海上作業(yè)的井口平臺只有1臺吊車，需要保證吊車在滿足正常生產(chǎn)和生活的情況下進行施工，因此施工方案需注意以下幾點。

1)新的導向輪總成需要在廠內(nèi)預制好，并且檢驗合格后才能出廠。

2)新的導向輪基座與原波浪補償裝置基座連接不采用焊接方式，而采用直接螺栓安裝的形式，避免了熱工作業(yè)，可提高施工效率。

3)波浪補償裝置拆除后試重驗收環(huán)節(jié)和吊車的年檢試重環(huán)節(jié)合二為一，既可節(jié)約費用，又可減少吊機的停用時間，一舉兩得。

通過詳細的施工方案和驗收方案來保證拆除波浪補償裝置工作的效率和一次性驗收成功，保證達到預計效果。

3波浪補償拆除改造應用效果

對文昌13-1/2油田WEN13-1/2平臺華南吊車進行了波浪補償裝置的拆除，已經(jīng)安全運行1.5年。

對奮進號FPSO華南吊車進行了波浪補償裝置的拆除，已經(jīng)安全運行1.5年。

秦皇島32-6與渤中25-1油田使用華南吊車數(shù)量為21臺，其中大部分都安裝有波浪補償裝置。深入了解這些吊機的使用情況，根據(jù)吊車的實際使用情況和吊車日常維護點的對比，思考并且找出能夠減少維護量并且提高吊車安全性的新途徑。海上的設備維護人力和物力資源是有限和寶貴的，通過與廠家合作進而對現(xiàn)有設備的功能進行一定的技術(shù)革新，既可以節(jié)約吊車日常維護的人力和物力，又能提高維修和生產(chǎn)作業(yè)的效率。

參考文獻

[1] 王學軍.張韻韻.復合油缸波浪補償裝置[J].船舶工程,2013(52).

[2] 張質(zhì)文,王金諾,程文明,等.起重機設計手冊：上卷[M].北京:中國鐵道出版社,2013.

[3] API SPEC.2C-2012基座式起重機規(guī)范 美國海洋石油協(xié)會.

[4] 成大先.機械設計手冊：2卷[M].北京:化學工業(yè)出版社,2008.

Feasibility Analysis on the Removal of SCM Crane's Wave Compensator

LUO Ru-gang

(CNOOC China Limited QHD 32-6 Operating Company, Tianjin 300450, China)

Key words: SCM crane; compensator; remove