倒臂艇絞車手搖裝置傷人事故分析

張 林

重力倒臂式救生艇（簡稱倒臂艇）的艇架絞車手搖裝置經常發生傷人事故。通過系統分析具體事故案例，探究事故發生的各種可能的起因。另外，對于現有設備如何進行改良和升級，獲得更穩定更可靠的“本質安全型”解決方案。

案例描述

一起救生演習時大副在操縱救生艇釋放裝置時，被操作手柄擊中不治身亡的事故，經了解，該輪路過舟山火燒門時臨時錨泊，因時間尚早且天氣狀況良好，船長決定做一次棄船演習。該輪救生艇為重力倒臂式救生艇，放艇過程中艇架卡住，不能完全放到甲板面，當時大副拿起艇架絞車手柄，準備手動將艇架搖起后再放，搖起艇架10公分左右，大副認為差不多了，松手觀察情況，此時艇架依靠重力突然快速下降，手柄被帶動高速旋轉飛出，砸中大副頭部當即身亡。

案例分析

本文并不特定針對此次事故進行分析，只以相關事故通報的描述順序作展開分析，分析可能的原因，尋找有效的解決思路。

1、“該輪救生艇為重力倒臂式救生艇，放艇過程中艇架卡住，不能完全放到甲板面”常見的原因（以下均不涉及型式認可有紕漏的情況）：

（1）倒臂支撐桿末端鎖緊裝置（見圖1）一端未完全解除或卡住，此為操作原因。

（2）倒臂底端轉軸卡死，圖2為倒臂底端轉軸及其牛油加注孔（部分轉軸牛油加注孔布置在兩側）。轉軸卡死的原因除了潤滑不當、轉軸和/或其軸套偏磨/磨損外，常常還伴隨著艇架受到扭轉應力。艇架受到扭力多是因為小艇兩端收放不同步所致，而導致小艇收放不同步，常常有以下幾種情況：

（3）小艇固定撐桿（見圖1）在營運修理后，位置、長度及角度未完全復原，導致小艇在存放處即出現首尾不平的現象。

（4）艇架絞車鋼絲繩盤繞雜亂，導致兩端鋼絲繩收放不同步，如圖3所示。有時鋼絲繩盤繞雜亂還會造成跳繩現象，此時小艇收放速率也會出現危險的跳動。

（5）吊艇索末端（如圖4）調節不當，導致收艇時兩倒臂不能同時就位。

（6）艇架頂端動滑輪懸掛（如圖5、圖6）端營運修理后導致長度或角度不一致，收放時導致一端掛著，另一端懸空，或者處于更危險的臨界狀態。這種狀態如果在釋放小艇時，可能會造成艇架卡住或者小艇突然加速降落。

2、“當時大副拿起艇架絞車手柄，準備手動將艇架搖起后再放，搖起艇架10公分左右，大副認為差不多了，松手觀察情況，此時艇架依靠重力突然快速下降”。

分析幾種倒臂艇突然快速下降的可能原因。小艇通常有三個釋放位置，絞車處抬動重錘就地釋放、舷邊遙控釋放和艇內遙控釋放。

（1）重錘平時依靠自身重量處于剎車位置。重錘剎車常見的有兩種方式，偏心輪式的皮帶摩擦片剎車和擠壓式合金鋼剎車片剎車。兩種剎車方式都需要注意平時的維護保養、調校和定期的剎車片換新。注意，剎車片并非布置越緊或者越快剎車越好，應該是松緊適度，操作行程及限位適度，釋放時方便控制速度；另外，剎車片磨損超限也會造成剎車力不足甚至無法及時剎車。重錘換新后重量不夠或者重錘壓桿力臂不夠，重錘維修后沒有按照型式認可的角度裝復，還有剎車結構長時間沒有得到適當的維護保養，都可能會造成剎車操作時產生臨界狀態，這種臨界狀態很容易引起操作者的誤判斷，而這種誤判斷往往相當危險。圖7有插銷做鎖緊剎車狀態限位，另外一個擋桿可以防止重錘擺過頭。圖8為擠壓式（螺桿行走機械原理）剎車拆檢。

在營運檢驗時發現過剎車蓋板重新布置螺栓孔的痕跡，如圖9，這樣很容易造成依靠蓋板限位槽進行限位的重錘（如圖10）裝復后重錘平時剎車角度的變化。

當剎車處于臨界狀態時，極易失穩而自動解除剎車。有經驗的放艇操作者在手搖收艇前都會有意壓一下重錘（或者通過圖7保險裝置鎖定），有時我們會明顯看到重錘可以壓下一截，這也提醒我們該剎車系統可能已不太穩定。

（2）對于舷邊釋放（如圖11），因鋼絲繩纏繞或卡住造成舷邊釋放重錘或者拉環被拉緊也會導致剎車狀態解除，當然，此處人為誤操作也時常發生。

由以上分析可知，廣西—東盟國家跨境貿易人民幣結算的大力發展能夠促進廣西對東盟出口貿易的發展，同時對東盟出口貿易發展也有助于促進廣西—東盟國家跨境貿易人民幣結算規模的擴大。而廣西對東盟進口與廣西—東盟跨境人民幣結算間沒有直接因果關系。因此，相關部門在推動廣西—東盟跨境人民幣結算發展時，需研究分析廣西對東盟出口的影響因素。

（3）對于艇內釋放端，則時常發生釋放重錘鋼索過長而被小艇門把手掛住或者被耐火救生艇的噴水管掛住而導致剎車狀態解除，另外艇內釋放延伸端也有可能卡住。（圖12是一個錯誤的案例，該重錘不應該在艇內，應在艇外適當高度處，另外再通過一根鋼索引入艇內，引入艇內端應能自由通過小艇頂部的貫穿孔）。

（4）此次演習現場人員的協調與操作也可能有疏漏。棄船演習參與船員多，現場的指揮和協調很重要。倒臂艇通常有4個操作端（3個釋放端加1個電動回收端），任何一個操作端誤動作或者運行不良都會產生風險，那么一個集中負責收集信息及發布指令的指揮崗位就很重要。通常大副擔任現場指揮，三副負責艇內指揮。另外載人放艇演習前一般先放空艇作驗證試驗，如果出現卡住的情況，現場指揮者首先應清空并檢查操作端，然后采取保險措施（壓緊剎車重錘），再檢查并分析卡住的原因，即使一時無法得出結論，在采取手搖收艇時也應意識到手搖裝置的安全風險而謹慎操作。

3、“此時艇架依靠重力突然快速下降，手柄被帶動高速旋轉飛出”。

SOLAS公約83修正案要求：“應設有收回每艘救生艇筏和救助艇的有效的手動裝置。在救生艇筏和救助艇下降時，或使用動力吊起時，絞車的轉動部分應不使手動裝置手柄或手輪旋轉?！卑l生事故的船舶也適用該要求。手動裝置分為手搖手柄和手搖轉軸兩部分。為了救生艇下降時，絞車的轉動部分不應使手動裝置手柄轉動，該手動裝置的搖把（即手柄）要么不跟著反轉（反轉時搖把卡住或者自動脫離），要么手搖轉軸本身就不會反轉。我們常見的轉軸有三種，方形截面（圖13）、圓形截面實心帶擋銷（圖14）和圓形截面空心帶卡槽（圖15）兩種。

方形截面轉軸如果反轉（回收救生艇時轉軸為正轉，救生艇下降時轉軸為反轉），搖把是根本脫不開的，那么防止搖把反轉可以分兩種情況，阻止轉軸反轉和搖把不會跟著反轉。如果轉軸伸出長度足夠，可以在上面加裝一個棘輪，剎車罩上對應安裝一個棘齒，但正常放艇都須先解鎖棘輪或者關注棘輪的狀態，這反倒增加了船員利用救生艇逃生的程序和風險，所以這種方式對于單轉軸系統不可取。那我們換一種做法，在搖把上安裝棘輪，剎車罩上對應安裝一個棘齒，棘齒系統只會在搖把插入轉軸且轉軸反轉時發揮作用，可行。但其具體型式及位置很重要，圖16剎車罩上的棘齒可以保持在開啟位置，有隱患?？梢酝ㄟ^將擋桿的位置左移來排除此隱患，不過此擋桿很弱很容易銹掉，建議增強。

棘齒棘輪系統必須有一個自鎖效應，即越卡越緊，棘齒的結構型式及布置應使其能夠承受小艇突然下墜而傳遞過來的巨大沖擊載荷。圖15那個棘齒作用角度和承受沖擊載荷可能有問題，另外這種布置棘齒和棘輪磨損一點點即容易失去作用。圖17的設計更合理些，棘齒處于一個有限的活動位置，撬開棘齒需要一個有意的動作，當這個動作解除時棘齒會通過壓銷彈簧又壓緊棘輪。

還有一個解決思路，采用扭力扳手的原理來設計這個搖把，圖18就是一把扭力扳手的結構圖。當然，用在船上我們必須進行改進，將其中的轉軸接口更換為匹配絞車轉軸的，將搖把手持端設計足夠的臂長，必要時還可以把彈簧3放到牙盤7和11之間，這樣操作搖把時首先要有一個有意的預緊力。如果手搖提升小艇的阻力更大的話，還需要改良牙盤7和11的嚙合方式以增大作用面防止滑齒。不過，由于此類搖把比較復雜，平時需妥善維護及保存。

本質安全性的設計思路

那么有沒有更安全、更容易操作，性能又穩定，容差率更高且保養方便的解決方案呢？我們這里提供幾種解決問題的思路。

1、采用單向軸承系統防止動力吊起時手搖裝置跟著轉動

使用單向軸承系統的原理很簡單，如下圖，內外轉軸均只能朝固定的且相反的方向運動時才會鎖死并聯動，反之，當它們之中的任一部件反向運動時，則內外部件解鎖而不再跟隨運動。運用在手搖裝置時，比如下左圖21，內部部件連接手搖裝置，外部部件為絞車轉軸，外部部件通過其他齒輪連接動力起吊裝置。當內部手搖裝置逆時針旋轉時會帶動外部絞車轉軸也逆時針轉動而手動提升鋼絲繩。而當動力起吊時，其他齒輪帶動外部絞車轉軸逆時針轉動，而此時內部手搖裝置自動解鎖，不會跟隨轉動。

下面是幾個單向軸承的原理圖。圖21為兩種單向滾柱軸承，圖22為自行車棘齒棘輪系統。

2、采用牙盤離合裝置防止動力吊起時手搖裝置跟著轉動

圖23是一個救助艇單臂吊的起升和下降手動操作裝置，倒臂艇艇架完全可以借鑒。先說它的優點吧，首先是安全，而且是本質安全的，起升和下降分別為不同轉軸控制；其中下降鋼絲繩設計為手輪，不會被誤插入也不用擔心搖把傷人，另外這個手輪是可拔、插的，使用時推入即可，不用時其依靠彈簧自動脫離；手搖提升轉軸也是活動的，使用時先推入轉軸，不用時其也會自動脫離。其次是更人性化，雖然釋放空鋼絲繩及滑輪（未掛艇筏）并不需要多少力（這也是為什么手搖釋放鋼絲只需要一個手輪即可，而手搖回收小艇必須借助有較大力臂的搖把的原因），但沒這個手動釋放手輪就必須直接通過手拉鋼絲繩或者滑車，又臟又危險。

再說說內部結構吧，當動力提升時起自動脫離作用的就是這個鎖緊牙盤（圖24、圖25）。當需要手搖提升救生艇時，插入搖把并逆時針嚙合內部轉軸，轉軸受力后轉動提升救生艇。當動力提升時內部轉軸也會逆時針旋轉，搖把會依靠牙盤切面自動脫開。當然，我們還可以內置一個彈簧作為輔助分離手段。這個鎖緊牙盤是個兩卡槽兩切面的，齒輪箱轉軸的端面見圖25。之所以采用兩卡槽兩牙盤，是因為要保持兩點，咬得緊、脫得快，另外還有易加工和抗剪強度大要求。咬合得緊需要卡槽深、卡槽多，這樣受力面大；脫離得快需要切面斜度小、卡槽少。

3、采用另外一種單向軸承系統防止救生艇突然下降時手搖裝置跟著轉動

如上圖26，內部轉軸連接手搖裝置，外部轉軸連接絞車轉軸。當內部部件順時針旋轉則可以帶動外部絞車轉軸順時針提升救生艇。而當救生艇突然下降、外部轉軸逆時針旋轉時，則會自動與內部轉軸脫離，不會導致內部手搖裝置旋轉。

那么，如果我們把牙盤離合裝置和單向軸承組合起來，就可以生成一個完全依靠內部機械鏈接且滿足LSA規則的手動裝置，不需要其他電器限位，也不需要額外的操作注意事項。

SOLAS公約很早就提出相關要求來規避如背景材料所示風險，相關要求也早已納入救生設備規則（LSA），但實船設施因為維護不當甚至本身就有的設計隱患依然很常見。希望相關設備廠能升級有設計隱患的現有產品，并開發出新的更安全更可靠的設備。