在用港口起重机防风性能检验方法探讨

在用港口起重机防风性能检验方法探讨仇佳捷【摘要】提出了一种港口起重机械防风性能检验的方法.该方法由理论校核、现场试验、综合检验3部分组成，能够有针对性地对港口起重机防风能力进行综合评估,解决在用港口起重机防风能力检验中的相关问题，具有良好的实用性和准确性.【期刊名称】《港口装卸》【年(卷)，期】2018(000)006【总页数】3页(P33-35)【关键词】港口起重机;防风能力;安全评估【作者】仇佳捷【作者单位】宁波市特种设备检验研究院【正文语种】中文*基金项目：2016年度浙江省质监科研计划项目：在役大型港口起重机防风性能评估方法研究(20160345)1引言目前，特种设备检验中对防风性能的检验仍然停留在起步阶段，主要以理论校核为主，对于投入时间较长的在用港口起重机没有较好的检验检测方法。本文提出一种操作性较高的防风性能检验方法，可为港口设备管理人员及特种设备检验人员提供2港口起重机风灾事故风灾事故是每一台露天使用起重机设计时都要考虑的，而对于港口起重机来说，风灾事故带来的影响往往更大、更严重，从1979年至今，在中国大陆沿海共发生10起港口起重机风灾事故。这些港口起重机风灾事故基本都是环境原因、设备原因和使用管理原因三者共同作用造成的。排除起重机本身设计防风能力与事故发生时风载强度不符的原因，设备防风能力不足、防风保护装置损坏、保养不到位是造成风灾事故的重要成因。如1991年日本长崎的风灾事故，受灾起重机防风锚定未完全使用；2009年张家港事故，原因是由于起重机电动铁鞋年久失修，采用的手动铁鞋无法达到相应的效果，大车制动器失效。由于在用起重机实际设备状况与设计可能存在出入，以及设计要求与使用环境之间存在差异，对在用港口起重机防风性能进行检验，可以帮助企业了解在用港口起重机在实际使用状况下的防风能力，以便应对相应的风灾情况。3检验方法在用港口起重机防风能力检验由3个部分组成：理论验算、现场试验和综合检验。最后将3部分的结果进行综合，得出检验结论。3.1理论验算理论验算是通过等效静力法计算施加在起重机上的风载荷大小，并将其与计算得出的防风装置防风能力相比较，来验算起重机的防风能力。根据GB/T3811-2008《起重机设计规范》所述，等效静力法是将脉动风的动力效应等效为一个静力载荷，并假设该静力载荷以最不利于起重机的水平方向作用在起重机上，来等效计算风载荷对起重机影响的一种工程方法［2］。其计算公式为式中，PWI、PWH、PWB分别为工作状态正常风载荷、工作状态最大风载荷、非工作状态风载荷，kN;PI、PH、PB为对应状态下的计算风压，kN/m2;C为风力系数，其是由受风载元件的形状结构决定的，在工程计算中一般会做一定的近似简化；A为迎风面积，根据起重机图纸及现场测量得到；Kh为风高系数。表1是某设备风载荷垂直于臂架方向状态时旋转部件风载荷计算值，这里取风速为20m/s。表1某门座起重机工作状态风载荷计算表部件名称风力系数C迎风面积A风载荷PwI象鼻梁1.517.50.656主臂架1.538.41.440大拉杆1.513.70.514变幅平衡梁1.67.50.300小拉杆1.22.20.066上转柱1.419.70.690转盘1.2280.840机器房1.2421.260变幅机构1.210.030梯子平台1.240.120司机室1.250.150通过等效静力法计算得到该设备整机工作状态风载荷状况，见表2。表2某门座起重机工作状态风载荷状况幅度/m臂架方向起重量/t风向工作风载荷/t工作最大风载荷以25垂直轨道35平行轨道12.3237.72通过等效静力法计算得到风载荷状况后，需要与设计的防风装置防风能力进行比较。该台被测设备设计配备有8个惯性制动器，4个电动铁鞋。经过计算，可提供的工作防风能力见表3。表3某门座起重机防风装置防风能力计算表/t项目海侧台车1海侧台车2路侧台车3路侧台车4总计单个总单个总单个总单个总单个总车轮的轮压35.5345.5317.2622.94最大静摩擦4.976.372.423.21制动器的防风能力4.979.956.3712.752.424.833.216.4216.9833.95铁鞋的防风能力16.3416.3420.9420.947.947.9410.5510.5555.7855.78总防风能力26.2933.6912.7716.9789.73从理论验算角度来分析，该台起重机电动铁鞋和惯性制动器共同作用的情况下，满足工作状态最大风载荷情况下的防风需求。基于等效静力法的理论验算在在用港口起重机防风能力检验过程中起着基础的作用，一方面其能够验算在役港口起重机是否能适应实际港口风环境，另一方面为现场试验提供安全性验证和指标参考。3.2现场试验在用港口起重机的防风能力现场试验是采用模拟风载荷的试验方式，对设备防风装置的防风能力进行直接测量的检验方法。本文介绍的是采用液压油缸来模拟风载荷的试验手段，将2个油缸布置于起重机与固定止档之间，通过对起重机台车端部施加推力以模拟风载荷，来测试不同情况下不同起重机防风装置防风能力。图1为防风能力检验设备布置图。图1防风测试实验台布置图根据待测设备防风装置初期评估，在现场试验阶段对其惯性制动器及铁鞋的防风能力进行了测试，表4为臂架垂直轨道、吊钩朝向陆侧位置时防风装置的防风能力。表4防风能力试验结果表/t状态第一次第二次第三次海侧陆侧海侧陆侧海侧陆侧解除所有防风装置0.720.82----2个铁鞋8.227.398.998.619.068.824个铁鞋15.8414.4612.2712.2713.5513.144个惯性制动器6.035.697.587.009.418.698个惯性制动器10.339.5314.0812.8916.1215.69经过试验不难发现，简单的增加同种防风装置数量，其防风能力并不能按照算术关系成倍增长，这是由设备轮压分配不均、防风装置本身差异（如普通铁鞋的尺寸区别等）、防风装置的调节差异（如惯性制动器的制动力区别等）［3］这3个主要因素造成的。同时，在现场试验过程中，试验设备通过检测液压油缸推力的变化来判定设备是否发生移动，而防风装置在完全发挥其制动能力前往往存在一些带有轻微位移的暂态，因此在试验结果选取时应选取试验过程中的最大值作为防风能力测试结果。该设备现场试验得到的结果比理论计算得到的防风能力要小，其原因主要有2个:①该设备的电动铁鞋未使用，采用普通铁鞋，普通铁鞋制造工艺粗糙，长期暴露在露天环境下，锈蚀现象明显；②惯性制动器在使用过程中相关部件磨损，制动同步性不能保证，制动力下降。通过实验得到的整机工作状态防风能力约为62.11t，小于理论工作状态防风能力89.73t,但是仍然可以满足工作状态最大风载荷的防风需求。3.3综合检验综合检验是依照相关标准及设计制造要求，以起重机检验中的防风性能相关项目为基础，结合现场试验结果，针对不同设备对影响防风能力的相关项目指标进行细化，从而对设备进行定性定量的检验过程，如下。使用与管理。主要检查使用单位相应的防风预案、防风措施操作指导、零部件维修保养记录等相关档案资料是否合理、齐全。总体情况。主要检查防风装置的设置、布置与设计以及实际防风需求是否相符，这一部分需要结合3.1中理论计算的校核结果进行。防风装置。防风装置包括防风缆索、锚定、铁鞋、防爬装置、惯性制动器、夹轨器、轮边制动器。罗列了港口起重机主要的防风措施，所有的防风措施需要检查其实际状况，包括使用情况(如防风缆索及其接头是否存在磨损，铁鞋是否存在锈蚀，更换后的防风装置零部件与设计是否相符等)、电气联锁的可靠性以及实际防风能力。其中，实际防风能力的检查是通过3.2中的现场试验来完成的。3.2中的防风能力试验平台可以对主要工作状态防风装置进行防风能力试验，包括惯性制动器、轮边制动器、铁鞋、防爬装置、夹轨器等。防风能力综合检验采用安全评估与缺陷评估相结合的检验方式。如果理论计算结果反应出设备当前防风措施与设计或实际防风需求不符合，同时现场试验结果反应出防风装置的防风能力与实际防风需求不符合，就需要提出防风能力不足的安全警示。在防风能力可以满足设计要求及防风需求的前提下，对受检设备进行缺陷评价，提出相关的缺陷问题供使用单位参考。4结语防风能力是港口起重机重要的安全性能指标之一，TSGQ7015-2008《起重机械定期检验规则》第十四条进行了详细规定，而在日常检验过程中，检验规则对防风性能的相关检验内容规定较为笼统[4-5]，往往不能达到真实反映设备防风性能的目的。本文提出的检验方法将理论校核、现场试验、综合检验3部分有机结合，可以有效地检验港口起重机的防风能力，尤其在在役港口起重机的防风性能的检验中。由于理论校核与现场试验相互补充，较好地解决了防风装置与设计出入较大、设计资料遗失等问题，有很强的实用性。本方法的提出也弥补了业内相关检测内容的空白，可为相关从业人员和使用单位提供一定的参考。参考文献【相关文献】胡浩亮涨志坚