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港口门座式起重机安全监控及防风能力研究

来源:恺德尔起重机安全监控管理系统专家 发表日期: 2021-11-26 11:01:00

每年的夏秋两季台风和突发性阵风多发季节,大风对港口大型起重机械造成损毁的事故时有发生,由此造成了巨大的经济损失,严重影响了港口的正常生产经营。随着全球海运船舶的大型化趋势,港口起重机也向大型化发展,智能化发展,安全风险管控也越发严格,防风安全就显得特别重要。

   台风、突发性阵风的破坏力极大,给港口大型起重机械造成的损害主要有三种。

1)整机滑移。受风力作用,大型起重机整机滑移,导致相邻设备碰撞,造成机械设备受损、货物受损和人员伤亡。如 19917月,青岛港码头一台岸边桥式起重机在作业中,因突发阵风发生滑移。该起重机被风吹行80多米,撞上另一台岸边桥式起重机,两台起重机倒塌,造成人员一死一伤。据悉现场风力大于 10级,已超过这两台起重机夹轨器制动装置的设计防风能力。

2)整机倾覆。受风力影响,大型起重机整机倾覆,导致设备报废,港口无法正常生产。20186月,青岛地区发生一次突发性大风,风力达到 55 m/s 以上,导致港口 5 台桥式起重机倾覆,造成了巨大经济损失,严重影响了港口生产。

3)金属结构损坏。受风力影响,作业中大型起重机失控,造成碰撞,或起重机臂架等金属结构变形折损,造成设备受损、货物受损和人员伤亡。1996 9 月,15 号台风登陆广东湛江,中心风力达到 12 级以上,造成湛江港 16 台大型起重机损毁,大部分起重机为臂架折损,经济损失巨大。

风害对大型起重机造成破坏的原因分析

1)大型起重机设计防风能力不足,不能满足于实际需要。根据交通运输部《港口装卸机械风载荷计算及防风安全要求》,港口大型起重机设计防风能力最大规定为 55 m/s;目前大型起重机风速仪的监测能力理论值仅为 35 m/s。随着恶劣天气的变化,风力风速不断攀升,2018 6 月,青岛地区发生一次突发性大风,风力达到 55 m/s 以上,已经超出了检测范围。

2)思想麻痹大意,防风措施不力。作业完毕,不及时锚定重机或锚定措施不到位,如锚定插板落下后,未检查确认锚定插板是否插入锚定坑,防风铁楔漏塞或单向塞放。

3)防风装置的数量、性能和质量达不到防风要求,防风能力低,不能抵御台风的冲击。以门座起重机为例,目前常用的防风装置主要为:8个手动铁楔,8 台惯性制动器,2 台电动铁楔,4条锚定拉索。各个地区和厂家对设备防风装置配置标准不一,而且防风装置的可靠性有待于提高。

提高大型起重机防风能力的方法

国内各港口对大型设备防风高度重视,因地制宜,多措并举,采取了各种防范措施,下面以门座起重机(以下简称“门机”)为例,在设备的防风安全装置方面,重点突出抗滑移能力,阐述提高防风能力的方法。

建议提高机械设备设计防风能力2003年,交通部颁布的《港口大型机械防阵风防台风管理规定》第九条指出,“轨道式大型港机应当符合:

1)应当配备防滑和制动装置,其中防滑装置须保证设备在 15 m/s 35 m/s的现场风力作用下不发生滑移;

2)选择配备防止风的水平力和上拔力的装置时,须保证设备在 35 m/s 55 m/s 的现场风力作用下不发生倾覆”。根据实际天气情况,“15 m/s 35 m/s 的现场风力作用下不发生滑移”的设计要求,已不能满足实际需求。建议国家相关部门进一步提高港口机械设备防风抗台装置的配置标准,提高内制动环和摩擦片,增加摩擦力,实现制动,保证门机在动态作业过程中或无人操作时,能实现制动(图 2)。

设备的防风安全能力。

3.2 确保防风装置的可靠性。防风装置的可靠性是确保起重机防风能力的重要保障,应当将起重机的各类防风装置作为重要部件进行设计、制造、安装和使用。

1)夹轮器的应用。夹轮器是利用钳臂夹紧起重机行走轮边两侧,通过夹紧力和夹钳的摩擦力阻止起重机滑移。主要分为手动、电动和电动液压3种类型:手动夹轮器夹紧力小,不适应港口大型起重机;电动和电动液压夹轮器动作迅速,加紧力大,性能可靠,多用在大中型起重机上。

2)电动楔块式防爬器的应用。电动防爬器又称为电动铁楔,由电动液力推杆、电机、铁楔、连接杆等部件组成(图 1)。电动防爬器的控制与起重机大车行走机构实现电气联锁控制,大车行走停止时,防爬器铁楔压在轨道面上,与起重机活动连接。当起重机受风力作用发生滑移,铁楔不动,压力轮将沿着铁楔前端斜面爬坡,压力轮对铁楔的垂直压力使铁楔与轨面产生摩擦力,当摩擦力能平衡风力时起重机就停止移动。电动防爬器的应用,可以有效增强起重机工作状态下的抗风能力。

3)惯性常闭制动器的应用。应用于门机上,惯性常闭制动器依靠门机行走电机的驱动力矩,主动联轴节上的差动销通过带动内部滑动式顶压盘轴向位移,消除了作用在内制动环和磨擦片之间的压紧力(即制动力),解除了制动。停车后,电机停止输出扭矩,顶压盘与从动顶的凹凸螺纹面上的相互作用力消失,主弹簧被压缩时存储的能量释放,压迫顶压盘复位,从而压紧制动环和摩擦片,增加摩擦力,实现制动,保证门机在动态作业过程中或无人操作时,能实现制动(图 2)。



4)铁楔的使用。铁楔是一种简单、有效的防风工具,主要用于非工作状态下的防风锚定。一般情况下,每台门机定点放置8个铁楔,分别塞放于同一个行走轮,对向塞放。为了防止铁楔受行走轮作用发生滑动和蹦跳,将铁楔改造为长舌铁楔,端部采用导角处理,增加铁楔的有效性。

5)自动铁楔的设计应用。为了达到便捷、高效的目的,设计一种自动塞放的铁楔,利用杠杆和连杆的原理,达到快速塞放的目的。该自动铁楔装置采用四连杆机构,将支架、大小摇臂、连杆、踏板连接在一起,通过固定座上的平衡销实现在台车上精准定位:需要抬起铁楔时,只需踩下踏板,踏板带动连杆,将铁楔抬起;需要掩放铁楔时,只需轻踩踏板,用脚前部拨动平衡销,利用铁楔的自重,可实现铁楔的自动掩放,进一步提高了防突发性瞬间大风的响应速度。该装置由青岛前湾西港联合码头有限责任公司自行设计研制,已经获得了国家专利授权。

6)锚定装置的应用。起重机在非工作状态下,采用防风锚定措施,达到防滑移、防倾覆的目的。防风锚定装置有插销式、插板式、拉索式3种类型,港口门座起重机主要使用插板式和拉索式防风锚定装置。

加强对防风装置的安全管理

确保防风装置的可靠性,除了设计、制造和安装这些重要环节外,另一个很重要的方面就是要加强对防风装置的日常安全管理,定期检查防风装置的可靠性。要建立防风装置的检查制度,将防风装置作为设备安全装置,每天交接班进行检查,每月开展专项检查,确保良好的技术状况和可靠性。

加强防风应急管理

高度重视港口大型起重机械防风工作,时刻绷紧防风安全弦,切忌重生产轻安全的麻痹思想。要制定大型机械设备防风应急预案,针对防台风、防瞬间大风不同的情况,明确各级员工的职责,明确各岗位的应急准备与响应的要求,定期开展预案演练,演练结束要进行评价和改进,切实提高员工的应急响应和处置能力。

1)对有预报的台风、大风,将所有的防风措施提前落实位,必要时可采取加装拉索的方式加固设备。

2)对突发性大风,日常工作中要居安思危,待用设备要使用防风拉索锚定,作业中的设备要时刻注意天气情况,发生突发性大风时要争分夺秒、处置得当,减少损失。

综上所述,确保门座起重机防风安全,需要从管理方面、防风装置设计配置、应急处置等多个方面同时入手,全方位的落实好防风措施,提升门座起重机防风安全能力,保证企业财产安全和人员生命安全。