造船門式起重機安全性分析和技術檢驗思考

潘紅星

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院連云港分院，江蘇連云港 222000）

在過去的10年里，隨著時代的進步和科學技術的進步，中國造船業蓬勃發展。現在，在世界造船市場上，中國的份額每年都在顯著增加，成為世界上最重要的造船中心之一。起重機是造船廠最重要的基礎設施之一。滿足人們需求的各種起重設備出現在市場上。隨著造船業的蓬勃發展，起重機的起重能力越來越受到人們重視，已成為科學家們極具競爭力的研究課題。為了更好地發展，越來越多的船廠開始從舊船臺改為船塢。造船碼頭使用大型起重機，使滑道船能夠獨立建造大型船舶，從而大大縮短造船時間，這對碼頭非常重要。另一方面，大型船舶門式起重機的廣泛應用也表明，近年來我國船舶制造企業的規模越來越大，船舶建造的潛力越來越大，科技含量不斷提高。

1.大型造船門式起重機特點

門式起重機（又稱龍門起重機）是一種門式起重機，通過側腿將橋梁固定在地面軌道上。該結構包括門框、轉向架移動機構、起重轉向架和電氣部分。一些龍門起重機一方面工作，另一方面在工廠或立交橋中工作，稱為半龍門起重機。龍門起重機的龍門橋由上橋（主梁和端梁）、支架、下梁等組成。為了擴大起重機的工作范圍，主梁可以在支架外側或兩側拉伸支架，形成懸臂。懸臂起重機還可用于擴大起重機節距和懸臂旋轉的工作范圍。造船廠在進行船體吊裝、船塢組裝和焊接時，經常需要使用帶有大型造船門的起重機。由于現場使用了其他合同設備，大型船用起重機和其他設備的設計和操作也有許多不同的特點，主要有以下幾點。

1.1 起重量大，自重大

隨著造船技術的發展，斷面質量一般是根據起重機的起重能力來計算和設計的，目前，普通門式起重機已逐漸不能滿足人們造船的需要。為了提高造船廠的生產效率，有必要使用大負載起重機。為了滿足這一需求，一臺大型造船門式起重機可以達到100t的重量，而且起重機本身非常巨大。

1.2 跨度大，起升高度高

在實際船體生產中，整個船塢和分段裝配廠必須有起重機操作，因此起重機必須有很大的跨度。只有當起重機的高度足夠時，才能進行大體積、重量、翻轉和懸掛的工作。

1.3 功能多，結構獨特，電氣控制系統復雜

大型船舶門式起重機除了滿足正常起重和移動的要求外，還需要進行一系列工作，如逐步提升2個車廂的精確定位離合器等。與普通起重機不同，大型船舶的起重機結構有2個車廂和3個主鉤，與普通起重機相比，不同的掛鉤可以同時獨立工作。事實上，吊鉤之間的距離及其承載能力也受到特殊規定的約束。與門式起重機相比，大型船用起重機的整個電氣控制系統也非常復雜。

1.4 安全保護和防護裝置多

由于大型船用起重機噸位大、跨度大，在生產過程中必須采取更復雜的動作，因此，為了保證大型船用起重機的正常安全運行，必須對其折疊紙進行防護裝置的保護。在所有情況下，盡可能避免在使用過程中出現危險情況并損壞情況。

2.造船門式起重機的安全性分析

2.1 設備安全的重要性

船舶門式起重機在生產、安裝、使用、維護、試驗等環節存在風險因素，可能引發事故。以下是災難性事故的一些例子：在山東某造船廠一艘600t級船舶的艙口操作期間，一人因硬材料柔性支腿支撐偏差過大而死亡；上海一艘600t級船舶在運行中2次坍塌，造成重大損失。由于截面承載力較大，懸架對柔性支腿的沖擊導致結構失穩；某600t船務公司在安裝調試船門時，由于兩側操作機構轉向架偏差過大，承受側向拉力，機器倒塌，造成2人死亡，1人受傷；江蘇和浙江造船門戶上的幾家造船廠被風吹走，生產原因是防風裝置沒有按照說明啟動，鋼絲繩斷裂，吊架也脫落。可以看出，船舶入口具有多種風險因素。因此，強調安全是重要和必要的。

2.2 安全狀況分析

根據全年起重機使用事故統計，運行中事故比例為79.62%，儲運中事故比例為6.64%，調試和調試過程中事故比例為6.16%，維護和恢復過程中事故率為7.11%，在測試中-0.5%。可以看出，起重機設備運行過程中最有可能發生的事故當然是由于設備運行的高頻率，但在儲存、安裝、調試、維護和改造過程中，甚至在檢查環節也可能發生事故。通過事故分析不難發現使用不當是一個重要原因，設備的隱患和缺陷不容忽視。根據丹石大橋及門控機構的安全風險分析，該裝置的安全隱患比例為39.5%，主要部件隱患占25.6%，電氣元件隱患占14.3%，操作機構隱患占12.2%，金屬結構隱患占6.2%，其他安全隱患2.2%。因此，對設備安全的潛在影響極大地影響著設備的安全，尤其是安全裝置、基礎零部件和電氣元件、操作機構和金屬結構都是不可忽視的因素。此外，由于特殊情況，起重機的設計不完善，導致缺乏適當的安全系數，這是不可忽視的。船舶艙口模型在危險條件下的模擬表明，在某些特殊情況下存在很大的風險。例如，當承載能力突然卸載時，門式起重機結構產生的最大應力，在滿載靜態懸掛下可達到1.7倍；當重物突然失去控制并高速下落時，緊急制動效果遠大于起重機車輪和鋼絲繩的強度值；在臺風作用下，防滑機構失效，可能導致車輪與軌道末端的車廂相撞，導致起重機傾覆和結構損壞[1]。

3.大型造船門式起重機的使用

大型造船門式起重機屬于特種設備，為了使其安全使用和控制，必須設計科學的控制系統。從大型船用起重機的管理效率可以直接看出企業特種設備的管理水平。鑒于大型船舶門式起重機的特殊性，其管理也應符合其特點。此外，企業還應制定一套更詳細的大型船用起重機操作規程、維修和應急預案。大型起重機的操作人員需要經過相關培訓并取得特種作業資格證書才能開始操作，操作人員還需要積極培養綜合素質，具有強烈的責任心和良好的心理素質，熟練掌握各種應急措施。只有這樣，事故發生的可能性才能降到最低。此外，由于地面工作繁重，可能會對起重機的安全運行產生一定影響，企業可以定期進行培訓，提高員工的技能和專業技能，確保機器操作的安全。企業還需要專業維修人員對大型船用起重機進行維修，并應制定科學合理的維修計劃，選擇受過高等專業培訓的人員進行維修，使其熟悉起重機的機械和電氣部件，為了及時發現起重機的異常情況，選擇合理的方案并及時解決。為了保證船用起重機的安全，有必要對起重機進行全面的安全分析，并積極開展技術檢查。為了起重機的安全，首先要注意起重機的安全，并貫穿于從設計到控制的全過程。其次，每個參與者都要建立完善的安全生產責任制，提高全體員工的安全意識。最后建立完善的質量保證體系，確保產品質量達標。相關工作人員應特別注意安全技能和知識的培訓，以確保起重機能夠合理有效地運行并進行安全工作，這將消除起重機、造船等方面的缺陷。對于起重機的技術檢查，應首先做好準備，包括充分了解起重機的運行機理和設備參數、結構形式和結構連接方式，制定合理的控制技術，優化測試儀器的控制和準備技術；在國家有關規定的試驗過程中，對其額定負載進行性能試驗。并根據需要優化試驗過程，以確保起重機主梁的撓度及其減徑等相關要求；檢查結束后，將檢查結果告知被檢查單位，并敦促其利用檢查結果解決發現的安全問題或威脅。

4.大型造船門式起重機的檢驗

在造船門式起重機中，采用了通用門式起重機。其承載能力、跨度、提升高度和集裝箱重量遠大于普通起重機，因此設備和電氣控制系統的設計很困難，安全保護裝置很多。這些特點決定了造船門的大量試驗，并且試驗工作將持續更長時間，因此，檢查單位應當提前與有關單位聯系，確保檢查工作順利完成。在起重機試驗期間，必須嚴格遵守國家相關要求。國家規定，起重機械只有在以下情況下才能注冊和投入生產：如何進行相關的檢驗和驗證申請。與其他重型設備一樣，大型船舶門式起重機也應成為檢驗機構的重點。大型船用門式起重機試驗前，檢驗員應完成相關任務，準確確定大型船用門式起重機的結構、運行參數、電氣控制系統等知識，并能熟練驗證。同時，由于起重機的面積和體積非常大，需要準備先進的測量儀器。因此，為了確保數據的可靠性，通過試驗獲得的檢驗機構必須配備高精度、廣泛的測量儀器，如通用儀器。由于大型船用起重機主梁和支腿的鋼板厚度在設計過程中和某些特殊位置也不同，因此，所選用的測厚儀必須提供足夠大的測量范圍來進行測試。在制定大型船用起重機的試驗方案和過程中，相關檢驗機構應仔細檢查起重機，準確評估其實際情況，制定詳細全面的計劃，并突出其主要部件。根據國家質檢總局開發的管理技術和待測設備的設計說明，必須引入新的測試方法，而不應僅停留在現有的測試方法上。由于大型船用起重機的檢測對象眾多，檢測時間可能很長[2]。因此，在監測方案中，有必要提前規劃相關單位的工作，以確保各單位之間的一致性和默契，確保測試的有效性。在大型船用起重機的檢測過程中，起重機性能的確定起著非常重要的作用。空載試驗、額定負載試驗、靜負載試驗、動負載試驗和特殊要求下的試驗。由于大型造船門式起重機的承載能力非常大，在運行能力測試中，在負載測試前準備重量可能需要很長時間。此外，為了使檢驗更加準確可靠，有必要仔細準確地計算成品重量并記錄數據。檢查結束后，檢查機構應當根據檢查結果對檢查結果進行適當反饋，并提出必要的檢查通知。如果在測試中發現問題，使用機構將采取科學的糾正措施。

5.檢驗中發現的問題

以上分析表明，應加強對船舶艙門安全的管理和監督。起重機設備從設計、制造、儲存、安裝調試到運行、維護和控制的每一個環節都不容忽視。船舶建造安全管理是一項復雜的系統工程，因此，有必要根據系統科學的原理進行綜合管理。各環節有關單位要完善安全生產責任制，增強企業負責人、領導和其他人的安全意識。通信產品的設計、生產、儲存和運輸必須建立完善的質量保證體系，確保產品質量。運營單位應加強對安全人員的培訓，嚴格按照說明書操作，消除設備缺陷和隱患，加強設備安全，服務人員必須保證服務質量加強安全檢查和特種設備安全檢查。在這方面，中國與發達國家之間存在很大差距。根據控制標準，我們的《造船門式起重機》（GB/T 27997-2011）只規定了兩種類型的工廠試驗和外形試驗，美國ASME標準包括初始試驗、定期試驗和定期試驗。ASME標準的定期檢驗每年進行一次，我們的門式起重機基本上是2年。作為一種特殊設備，我們在安全規則中增加了與安全相關的驗證元素，但測試周期和常規控制措施的缺陷是顯而易見的。中國起重機事故的發生率遠高于發達國家，系統管理水平的差距肯定是一個重要原因。在大型起重機械上安裝安全控制系統也是提高安全性的重要措施。國家安全監督管理總局要求2014年實施船舶建造門戶安全監督制度。這有助于確保造船門的安全，但也許更重要的是確保設備在整個使用壽命期間安全可靠，有關單位應及時采取糾正措施。在具體施工過程中，施工現場往往采用多種同時作業方式，在交叉作業施工中尤為明顯，此時吊車上的保護裝置未首次安裝時容易出現問題。零件的狀態與安裝圖紙的狀態不同。門式起重機的安全管理制度應在人員要求、工作職責和操作程序、業務管理、檢查周期、獎懲制度等方面做出具體明確的規定。重點是明確的安全指示，至少包括風險源的識別：例如，軌道斷裂會導致人員受傷和機械損壞。起吊貨物時放棄過載保護會造成嚴重損壞；開工前：如果啟動前鋼軌被夾緊和錨固，應松開鐵楔，電源、電壓和耦合應正常；工作中：如果每班第一次起吊貨物，應在原位置懸掛約0.5m，然后放下貨物并可靠檢查制動器的效率，嚴格遵守“十不吊”制度操作后：為防止風吹門腿導致吊鉤墜落到一定高度，將控制器手柄置于“零”位置，關閉門窗，記錄并夾緊軌道和錨固件；應急響應措施：運行中出現故障時，應立即停止運行，報告維修工作，等待維修人員，禁止個人修理等；職業風險防護：當接觸金屬、灰塵時需要在操作環境中采取除塵措施，必須攜帶工作人員的作業噪聲、隔聲等防護用品。

6.結語

船舶起重機在復雜惡劣的環境中使用，安全性要求很高。從根本上減少和預防工業事故，安全管理應致力于在設備的整個使用壽命內對設備的各個環節進行安全和質量控制。因此，有關單位必須落實安全措施，確保起重機在使用壽命到期前始終得到設計的保證。安全生產的可能性主要取決于用戶對大型船用起重機安全使用的重要性，檢驗機構只能執行一項監督大型船用起重機驗收的職能。使用大型船用起重機時，相關人員應嚴格遵守相關管理制度和操作規程，確保操作過程中的安全操作。設備應在工作日內定期進行維護和檢查，以確保設備的正常運行，確保大型船用起重機工人的安全，推動中國船運業的快速發展。