瞿 音，楊龍霞，鄧 梅，張曉群，祝劍明，陸 慧

（1.南京中船綠洲機(jī)器有限公司，南京 210039；2.上海船舶設(shè)備研究所，上海 200031）

0 引言

船用起重設(shè)備是我國(guó)高端裝備制造業(yè)的重要組成，主要用于海上環(huán)境的貨物起吊轉(zhuǎn)移、海上補(bǔ)給等作業(yè)，是各類(lèi)運(yùn)輸及海工輔助船舶的重要配套產(chǎn)品，直接涉及貨物裝卸安全及操作人員生命安全，其可靠性和安全性得到各國(guó)軍民用船海裝備利益相關(guān)方的高度關(guān)注，也是國(guó)際海事組織（International Maritime Organization，IMO）、國(guó)際勞工組織（International Labor Organization，ILO）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，ISO）關(guān)注的重點(diǎn)。

近年來(lái)，我國(guó)船用起重設(shè)備研發(fā)技術(shù)取得突破性進(jìn)展，自主研發(fā)的船用起重設(shè)備達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平。將我國(guó)船用起重設(shè)備優(yōu)勢(shì)技術(shù)和產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)船舶配套產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提升產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有深遠(yuǎn)意義。

2013年起，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織船舶與海洋技術(shù)委員會(huì)舾裝與甲板機(jī)械分委會(huì)（ISO/TC8/SC4）組織研制了我國(guó)主導(dǎo)提出的船用起重設(shè)備系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。ISO 21125《船舶與海洋技術(shù)-船用起重機(jī)-制造要求（Ships and Marine Technology-Marine Cranes-Manufacturing Requirements）》作為本系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的重要組成，于2016年正式立項(xiàng)，2019年正式發(fā)布實(shí)施。

1 ISO 21125標(biāo)準(zhǔn)制定的背景

海上特殊的應(yīng)用環(huán)境給船用起重機(jī)的操作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。一方面，類(lèi)似陸上各種欠驅(qū)動(dòng)吊車(chē)設(shè)備，需要控制負(fù)載運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的擺動(dòng)，保證其定位精度與吊運(yùn)效率；另一方面，由于這種起重機(jī)固定于船舶等運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，平臺(tái)本身的運(yùn)動(dòng)會(huì)對(duì)負(fù)載運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響，且很多情況下，負(fù)載起吊與降落點(diǎn)處的運(yùn)動(dòng)情況與吊車(chē)本身的運(yùn)動(dòng)不一致。具體而言，在工作過(guò)程中，吊車(chē)船與接收船會(huì)隨海浪縱搖、橫搖與升沉，這些運(yùn)動(dòng)將導(dǎo)致負(fù)載發(fā)生擺動(dòng)；特別是在升降過(guò)程中，船舶的此類(lèi)運(yùn)動(dòng)易導(dǎo)致已吊起的負(fù)載再次與甲板相撞，或使已放下但尚未脫離吊鉤的負(fù)載再次懸空，這些都會(huì)威脅作業(yè)的安全。

國(guó)際規(guī)范方面，國(guó)際海事組織和國(guó)際勞工組織等國(guó)際組織對(duì)船用起重機(jī)的功能要求和安全操作等都發(fā)布有不同規(guī)范。國(guó)際船級(jí)社協(xié)會(huì)（International Association of Classification Societies，IACS）及各主要船級(jí)社（LR、DNV GL、ABS、CCS、RINA、BV、NK、KR等）也制定了船用起重設(shè)備規(guī)范，如CCS在《船舶與海上設(shè)施起重設(shè)備規(guī)范（2007）》[1]中對(duì)船用起重機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提出了嚴(yán)格的規(guī)范和要求[2]。DNV GL-ST-0377《船用起重設(shè)備》規(guī)范中就一般信息、材料、設(shè)計(jì)和計(jì)算原則、起重設(shè)備結(jié)構(gòu)、特殊吊升應(yīng)用和運(yùn)輸方式、可拆卸和互換部件、繩索和附件、機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備、鋼結(jié)構(gòu)部件、技術(shù)和操作安全要求、測(cè)試和檢驗(yàn)等進(jìn)行了規(guī)范制定[3]。

除了船級(jí)社的一些規(guī)定外，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)也針對(duì)船用起重設(shè)備規(guī)定。國(guó)際上ISO/TC8/SC4組織制定的ISO 19354:2016《船舶與海洋技術(shù)-船用起重機(jī)-一般要求》等多項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；EN 13852-1是海上起重機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，其中對(duì)術(shù)語(yǔ)、重要危害、安全要求和測(cè)試等進(jìn)行了規(guī)定，其中安全要求包括強(qiáng)度和穩(wěn)定性、設(shè)備、驅(qū)動(dòng)、控制、降低噪音和人員等，該標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的最低溫度為-20℃，操作溫度可到+45℃[4]。日本JIS F2104-1995是船用起重機(jī)的一般要求，其規(guī)定了用于船上使用的5 kN～15 kN的一般起重機(jī)規(guī)定[5]。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，ISO）對(duì)船用起重機(jī)制造技術(shù)也非常重視，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織船舶與海洋技術(shù)委員會(huì)舾裝與甲板機(jī)械分委會(huì)（ISO/TC8/SC4）已組織研制了船用起重機(jī)系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)船用起重機(jī)設(shè)計(jì)制造和使用等進(jìn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化。

國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)在船用起重機(jī)方面也發(fā)布有若干國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如GB/T 35354標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了大型游艇起重機(jī)械的最小結(jié)構(gòu)尺寸要求，該標(biāo)準(zhǔn)適用于大型游艇用起重機(jī)、登船梯（包括舷梯）及用作起重機(jī)械的登船梯[6]；SY/T 10003對(duì)近海起重機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)提出了詳細(xì)要求，并將基座式起升和回轉(zhuǎn)起重設(shè)備定義為近海起重機(jī)，用于吊運(yùn)器材或人員上、下供給船和平臺(tái)[7]；JT/T 278標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了船舶起重機(jī)在港口裝卸貨物時(shí)的一般要求和在作業(yè)前、作業(yè)中和作業(yè)后的安全操作要求[8]。

上述船用起重機(jī)標(biāo)準(zhǔn)從設(shè)計(jì)、使用、操作等環(huán)節(jié)出發(fā)，強(qiáng)調(diào)船用起重機(jī)的安全性。ISO 21125《船舶和海洋技術(shù)-船用起重機(jī)-制造要求》則基于船用起重機(jī)制造技術(shù)，對(duì)船用起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)制造、機(jī)械液壓及電氣安裝、潤(rùn)滑油封及涂裝、試驗(yàn)等提出要求，保證船用起重機(jī)制造質(zhì)量。

2 標(biāo)準(zhǔn)解讀

2.1 標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍

船用起重機(jī)的類(lèi)型眾多，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景和功能的不同，其結(jié)構(gòu)型式、驅(qū)動(dòng)方式、控制手段和作業(yè)能力也存在很大差異。因此，明確標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的有效實(shí)施應(yīng)用至關(guān)重要。

ISO 21125參考ISO 19354:2016《船舶與海洋技術(shù)-船用起重機(jī)-一般要求》中對(duì)于船用起重機(jī)的范圍界定，標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先適用于以下類(lèi)型的起重機(jī)，其余類(lèi)型船用起重機(jī)可參照?qǐng)?zhí)行：

1）安裝在船上用于在港口條件下裝卸貨物或集裝箱的甲板起重機(jī)；

2）安裝在船上、駁船上或囤船上用于港口條件下作業(yè)的浮式起重機(jī)或抓斗起重機(jī)；

3）安裝在船上（包括浮船塢）用于港口條件下吊運(yùn)設(shè)備或物料等的機(jī)艙起重機(jī)或物料起重機(jī)。

由于船海起吊作業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景較多，為更準(zhǔn)確地應(yīng)用ISO 21125，標(biāo)準(zhǔn)從作業(yè)環(huán)境、作業(yè)方式等方面給出了不適用的特例，主要有：

1）環(huán)境溫度低于-20℃或高于+45℃時(shí)；

2）在海面下進(jìn)行起吊作業(yè)時(shí)；

3）多個(gè)起重機(jī)聯(lián)合作業(yè)時(shí)；

4）應(yīng)急救援作業(yè)；

5）岸基貨物裝卸起重機(jī)；

6）用于救生船、救生筏、舷梯、引航員梯、走道及其操作裝置的起吊的起重機(jī)等。

ISO 21125確定的適用范圍涵蓋了95%以上的船用起重機(jī)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)

2.2.1 結(jié)構(gòu)要求

ISO 21125重點(diǎn)關(guān)注船用起重機(jī)的制造過(guò)程及主要工藝要求，對(duì)于船用起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)及其材料，規(guī)范性引用了ISO 19354中的一般性要求，并明確試驗(yàn)記錄及檢測(cè)證書(shū)要求。對(duì)于結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中的下料、冷裝、焊接、機(jī)械加工、防腐油封等，結(jié)合船用起重機(jī)的實(shí)際狀況及通用的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，明確了技術(shù)衡準(zhǔn)。對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)裝配尺寸的未注公差（包括長(zhǎng)度、角度、直線度、平面度和平行度以及對(duì)接部位圓度等），要求見(jiàn)表1～表4。

表1 長(zhǎng)度尺寸的未注公差（單位：mm）

表2 角度的未注公差

表3 直線度、平面度和平行度的未注公差（單位：mm）

表4 對(duì)接部位圓度的未注公差（單位：mm）

2.2.2 機(jī)械、液壓和電氣安裝

船用起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等在起吊重物狀態(tài)下需要做上下和水平直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等各種動(dòng)作，各機(jī)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)所需的液壓、電氣系統(tǒng)的主要元件在起重機(jī)作業(yè)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用。因此船用起重機(jī)制造過(guò)程中的機(jī)械、液壓和電氣安裝技術(shù)水平?jīng)Q定了起重機(jī)的性能和可靠性。ISO 21125對(duì)船用起重機(jī)的機(jī)械、液壓和電氣安裝的人員、場(chǎng)地、環(huán)境、使用的儀器儀表、材料、設(shè)備及安裝工藝都提出了必要的要求，以確保使船用起重機(jī)的順利安裝和安全有效的工作，滿(mǎn)足其所需的功能。

1）在機(jī)械裝配方面，除了對(duì)零部件安裝位置、型號(hào)、制造號(hào)及爐批號(hào)要求外，ISO 21125對(duì)裝配前零部件外觀等提出要求，確保滿(mǎn)足裝配質(zhì)量；對(duì)緊固件及潤(rùn)滑油孔等容易存在雜屑地部位提出吹掃要求；對(duì)有配合要求的零部件，明確其尺寸檢查和記錄要求；對(duì)起升機(jī)構(gòu)、變幅機(jī)構(gòu)絞車(chē)及外抱剎車(chē)的安裝提出方向、距離、間隙方面的要求；對(duì)滾動(dòng)體提出原則性安裝要求；對(duì)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝明確齒側(cè)間隙要求；對(duì)高強(qiáng)度螺栓連接部位，提出預(yù)緊要求及安裝前的潤(rùn)滑要求等。

2）在液壓裝配方面，重點(diǎn)明確了裝配前液壓元件標(biāo)記檢查要求、油封要求、管道接頭及法蘭等的清潔要求，以及液壓元件及管路裝配中連接口對(duì)接要求及螺紋接頭要求等。

3）在電氣系統(tǒng)安裝方面，提出了電纜敷設(shè)方式及水密性要求。

4）在船上安裝方面，提出了起重機(jī)編號(hào)一致要求，各活動(dòng)機(jī)構(gòu)部件標(biāo)記一致要求，司機(jī)室吊裝前清潔要求，塔身與基座裝配順序要求、回轉(zhuǎn)鎖定裝置安裝后功能要求、鋼絲繩安裝要求等。

5）在其他安裝方面，提出了塔身預(yù)裝要求、風(fēng)雨密試驗(yàn)要求、限位開(kāi)關(guān)安裝要求、鋼結(jié)構(gòu)預(yù)裝要求、銘牌安裝要求和電動(dòng)吊裝配要求等。

2.2.3 潤(rùn)滑、油封和涂裝

為保障船用起重機(jī)安裝后各機(jī)構(gòu)的潤(rùn)滑度，ISO 21125明確了對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部位、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、軸承及聯(lián)軸節(jié)等潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油的油封要求。

3 結(jié)論

船用起重機(jī)作為海上作業(yè)的重要支撐裝備，已得到國(guó)際國(guó)內(nèi)各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)機(jī)構(gòu)的重視。我國(guó)主導(dǎo)提出的ISO 21125:2019《船舶和海洋技術(shù)-船用起重機(jī)-制造要求》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的正式發(fā)布實(shí)施將進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)優(yōu)勢(shì)技術(shù)的國(guó)際影響力，推動(dòng)船用起重設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化發(fā)展，提升我國(guó)船舶配套裝備的國(guó)際話語(yǔ)權(quán)。