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吴红春，李新东
(1. 中海石油(中国)有限公司天津分公司辽东作业公司 天津 300459；
2. 中海石油(中国)有限公司天津分公司渤南作业公司 天津 300459)
海上平台的起重吊机属于关键设备，平台施工所需物料和生活物资全部都由起重吊机来完成吊运，所以起重吊机的安全稳定运行至关重要。按照中国船级社的检验要求，每年需对起重吊机进行定期检验，同时每4 年对吊机的主钩、副钩分别进行一次试重检验，以确保吊机在运行期间的吊装安全。
某海上平台在对某一台起重吊机年检试重时发现，起重吊机的主钩吊装达到100%额定载荷时无法吊起试重压块，不能完成后续试重检验，需要查找原因并及时解决。在对液压元件进行测试与调整之后，为了保证液压系统的整体性能和技术指标，还应对起重吊机液压系统整体进行全面细致的调试，以达到各元件的合理协调工作，进而保证液压系统工作的稳定可靠[1]。
海上平台多使用液压驱动型海洋起重吊机，由柴油机或电动机驱动的液压油泵安装在能够360°回转的回转平台上，液压油泵输出高压的液压油来驱动吊臂变幅、主钩、副钩和回转等绞车滚筒的液压马达，进而实现吊臂变幅、主钩起升、副钩起升和回转等运动。
吊臂变幅、主钩起升、副钩起升和回转等运动的正反向都是通过起重吊机司机在驾驶室手动操作先导阀、液压控制多路阀的阀芯换向来实现的，多路阀也叫主控制阀，多路阀上安装的安全阀用来向各种动作提供过载保护。在360°回转平台上安装的吊臂变幅、主钩、副钩通过液压马达带动绞车滚筒转动，将缠绕在滚筒上面的钢丝绳进行回收和下放，并通过三脚架和吊臂顶端的各滑轮的组合作用实现吊物的起升、下降、左转、右转。
起重吊机主要部件包括底座、吊臂、三角架、主绞车系统、副绞车系统、变幅系统、回转系统、动力系统等。
2.1 底座
起重吊机底座为带有顶部法兰的圆柱形筒体，筒体由纵向轧制的板材焊接形成。筒体上开有人孔，人员进入底座内部较为方便，人孔四周设有筋板进行加强。由于底座与平台支座连接处有焊接坡口，保证了底座与平台支座经过焊接满足强度的要求。通过底座焊接后再经过机加工，达到了安装使用的要求。
2.2 吊臂
海上平台起重吊机的吊臂通常都采用桁架式，其优点为挡风面积小、承风能力更强，适用于海上平台恶劣的工作环境。吊臂一般分为多节的形式，以方便起重吊机安装时的吊装要求，节与节之间采用的是销轴连接，吊臂头部安装有主钩、副钩钢丝绳滑轮。组成吊臂的舷杆及斜拉筋均采用高强度的钢管进行制作，利于吊臂重量变轻，整体外形美观大方。吊臂根部销轴和顶滑轮轴也都采用高强度的钢材制作而成，通过衬套轴承来进行转动，通过轴端面的油嘴对轴承进行加油润滑。
2.3 三角架
三角架由前后撑杆组成，变幅滑轮架与前撑杆连成一体，三角架通过前后撑杆与绞车平台铰接。三角架采用铰接可卸结构，加工、焊接、安装、运输、平台吊装等都极为方便。三角架前后撑杆均为钢管焊接而成，三角架上部设置了从回转平台到三角架顶部的维护检修所用的通道和顶部工作平台。
2.4 回转平台
回转平台采用圆筒的结构形式，三角架、吊臂均与两梁铰接。回转系统、动力泵组平台、驾驶室平台及三角架等均布置在回转平台上，回转平台上设置有溢出油汇集托盘及回收口，在设备维护检修时产生的污油不会影响到起重吊机之外的环境。
2.5 主绞车系统
主绞车由滚筒、行星减速齿轮箱、液压马达和支架组成。绞车的制动通过内部安装的弹簧制动器进行，制动器为弹簧作用液压释放湿式摩擦片式常闭制动器，设有摩擦片磨损补偿装置。在失压情况下，制动器会马上接合到一起，以实现安全制动。减速器润滑油油位表一般设置在进行检修、维修最为显眼的位置，便于观察。维护时润滑油注入和排放可减到最低限度。绞车滚筒保证钢丝绳的卷绕合理、均匀、高效、可靠、安全，并能够延长钢丝绳寿命，其最大起升负载通过多路阀的溢流阀和力矩限制仪来限制。
2.6 副绞车系统
副绞车和主绞车形式相同，也是由滚筒、行星减速齿轮箱、支架和液压马达4 部分组成。其制动也与主绞车系统类似。
2.7 变幅系统
变幅系统的动作通过一个变幅绞车钢丝绳吊臂支承机构来完成。绞车减速器油位表设在最为明显的位置，便于观察油位，润滑油注入和排放口设置合理，便于油的注入和排出。绞车制动也是通过弹簧制动器进行，在突然失压情况下，制动器可以马上接合实现安全制动。滚筒容量保证当吊臂下放到最低位置(水平以下10°)时，绞车滚筒上至少有5 圈钢丝绳。绞车滚筒的设计用来保证钢丝绳的卷绕安全、合理、均匀、可靠、高效，并能够延长钢丝绳的使用寿命。滚筒上安装有变幅锁定装置，用来防止吊臂意外降落造成事故，变幅锁定机构由安装在变幅绞车上的棘轮和掣爪来完成锁定动作。起重吊机的变幅动作需要通过操作人员在驾驶室内手动操纵液压系统来完成：当吊臂仰起时，幅度减小；
当吊臂俯下时，幅度会增大。
2.8 回转系统
回转系统主要包括回转齿轮箱、回转支承、组合阀块、液压马达等。每个回转齿轮箱都是带圆盘制动器的行星齿轮减速器，它由液压马达来驱动、小齿轮来输出，以带动整机进行360°全回转动作。减速器润滑油油表设置在较为明显的部位，回转制动通过圆盘制动器进行。当吊机吊臂位置固定后，可以拆下整个回转装置，也可以拆检回转装置局部的零件。
2.9 动力系统
起重吊机一般有2 种动力形式：一种是柴油机动力系统，由柴油机、液压泵和弹性联轴器组成；
一种是电动机动力系统，由电动机、液压泵和弹性联轴器组成。通过动力系统驱动液压油泵输出高压的液压油来驱动各绞车滚筒的液压马达。
由于海上平台各种吊装作业较多，起重吊机使用比较频繁，进而导致液压系统长期运转，液压油对液压系统管线及各阀组的冲刷和温度变化都会导致阀组阀芯等的磨损、卡滞等诸多问题，易出现主钩100%满载起钩时液压系统压力不足、主钩在试重时无法满载起吊的现象。
结合故障现象对多路阀特别是对多路阀主钩起钩安全阀进行检查分析，认为可能是由于多路阀主钩起钩安全阀的开启压力降低，造成主钩液压系统在满载试重时安全阀动作泄压，液压油通过回油管路最终到达液压油箱。液压油压力不能满足主钩满载起钩的压力要求，从而主钩无法吊起试重块。
安全阀在液压系统中起着重要的作用，其开启压力的降低会对起重吊机的安全运行造成严重的影响，所以对安全阀开启压力变小的原因进行分析，主要包含以下几点。
3.1 阀芯和阀座之间有杂质
阀芯和阀座之间存在一部分杂质，导致密封面密封不严，当液压油系统内压力升高时，泄漏量逐渐增大，不能维持液压系统设定的压力。针对此问题，可在安全阀进行拆除后对阀芯和涉及的管路进行充分的清理和检查。
3.2 阀芯回座不正
液压油压力升高时会导致安全阀开启。由于安全阀长期使用，阀芯、阀座、弹簧磨损后配合精度不断下降，阀芯不能正常回座或者卡滞，导致液压油压力升高时泄漏量逐渐增加。如若阀芯、阀座、弹簧磨损、阀杆弯曲、倾斜等原因使阀芯与阀座错位，应重新研磨或更换新的阀组。
3.3 温度对弹簧的影响
当所处环境温度变化范围较大时，安全阀内部的弹簧刚度也会发生很大的变化，实际开启压力相比原先设定的额定压力要低，当温度升高后，其弹簧刚度就会随之变小，此时的开启压力就会变小了。我们通常是将安全阀拆卸下来进行调校，此时调校温度比实际运行的温度要低很多，所以调整到设定压力后，在实际的使用中也会稍早开启。安全阀经常开启会影响其使用寿命和起重吊机的稳定。除了温度的影响之外，也会有调校时压力表的读取误差、人员的技术水平差异和采用调校时压力表精度等方面的影响。为了使开启压力尽可能准确，就要使调校时的工作环境接近实际运行时的环境或设定得比实际设定压力稍高一些。
3.4 安全阀弹簧弹力不足
安全阀达不到规定压力而开启的原因可能是定压不准、弹簧老化、疲劳损坏、弹力下降。经过长期使用，弹簧的弹力下降，不能维持额定的设定压力[2]。对于此情况，应适当旋紧安全阀的调整螺杆或更换新的弹簧来达到预期的压力值。
3.5 安全阀阀芯和密封面磨损
由于安全阀使用时间较长，阀芯和阀座之间产生腐蚀或磨损，导致液压油压力升高时不能完全密封，部分液压油通过回油管泄露至液压油箱中。
根据阀芯和阀座的损伤程度，我们可以采用研磨或者车削后研磨的方法进行修复，以保证其密封面的密封效果。
多路阀具有流阻小、安全保护性能好的特点，多路阀可通过调节阀芯上行程限制螺钉的方法，单独调节经过每一联阀芯的流量，使它适用于不同负载流量的环境。多路阀还具有流量分配与负载无关的性能，即当控制人员同时操纵手柄时，系统会自动根据多路阀的每个开口调整进入各用户的流量，这与用户所承受的负载大小没有关系。多路阀具有各种安全保护功能，按SOLAS 公约规定“凡在液压系统中能被隔断的，并且由于动力源或外力能使其产生压力的任何部位，应设置安全阀”[3]。每一联多路阀的阀芯中都具有单独的动作安全保护装置，阀块的前端共有2 个总安全保护阀，此阀压力应为各动作的液压油最大压力值。有时为满足起重吊机大流量的需要，起重吊机的液压系统采用2 个多路阀组合起来，一起向用户供油。起重吊机各个动作的流量压力值在出厂试验时均已设定好，非故障或其他特殊情况时一定不要轻易改变。
根据上述分析，需要准备好内六角等调整工具，对多路阀的主钩起钩的安全阀现场确认后，先利用开口扳手将主钩起钩安全阀调整螺栓固定锁母松开，然后利用合适尺寸的内六角扳手顺时针向内旋转进行微调，完成微调后锁紧固定锁母，通过增强安全阀控制压力增加主钩起钩的系统压力。主钩起钩测试，如不能吊起则继续向内旋转微调，直至主钩可以吊起对应的试重块。调整完毕后将主钩起钩安全阀的固定锁母紧固。依照此方法对100%额定负载试验完成后进行125%试重。
调整时需要注意的是在调整主钩起钩安全阀前必须检查起重吊机液压系统高压软管和连接管件接头部位没有破损、渗漏、裂纹、鼓包情况。如有渗漏、破损、裂纹、鼓包现象，则必须在调试前采取接头紧固或更换高压软管等措施，确保管线和连接件接头部位没有渗漏后才能够进行主钩起钩液压系统安全阀的调试。同时，注意液压系统压力表勿超过系统规定压力值，以防止主钩满载试重时造成高压软管爆管、刺漏、断裂等故障发生。
为保证开启压力值准确，应使调整时的介质条件尽量接近实际运行时的条件。
当对安全阀调整时，向左进行逆时针方向旋转，排放压力和回座压力将会降低。反之，向右进行顺时针方向旋转时，排放压力和回座压力都会升高。调整吊机主钩液压系统压力时，旋转调整螺栓要缓慢、微量进行调整，不应该急于求成，要分多次少量进行调整，每一次调整时转动的角度不宜过大，同时每次调整之后都应将固定锁母拧紧，避免因调整量过大对吊机主钩液压系统造成损坏或使起重吊机不能正常运行。
调整完毕后需要对起重吊机液压系统的整体性能进行全面细致的试运，保证达到各元件之间配合精准。
起重吊机是海上平台关键的设备之一，同时也属于特种设备，所以日常检查保养和按照规程要求进行年度检验至关重要。定期对液压油进行油品分析化验，并按照厂家维保手册中规定的时间对回油滤器进行更换，以保证油质清洁、油品物理参数和化学参数在规定的标准范围内。
多路阀主钩起钩安全阀的控制压力降低造成主钩液压系统在满载试重时安全阀动作泄压，液压油通过回油管路到达液压油箱。液压油压力不能满足主钩满载起钩的压力要求，则导致主钩无法吊起试重块。安全阀开启压力变小的原因很多，主要为阀芯和阀座之间有杂质、阀芯回座不正、温度对弹簧的影响、安全阀弹簧弹力不足、阀芯和密封面磨损等。
通过以上各方面分析，今后在起重吊机日常运行中要加强保养，并进行油品的定期化验分析，以定期发现潜在的事故隐患，并制定相应的应对措施加以解决，确保液压系统各阀组的功能稳定和起重吊机各部件的安全运行。
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