每年的夏秋兩季臺(tái)風(fēng)和突發(fā)性陣風(fēng)多發(fā)季節(jié),大風(fēng)對(duì)港口大型起重機(jī)械造成損毀的事故時(shí)有發(fā)生,由此造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重影響了港口的正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。隨著全球海運(yùn)船舶的大型化趨勢(shì),港口起重機(jī)也向大型化發(fā)展,智能化發(fā)展,安全風(fēng)險(xiǎn)管控也越發(fā)嚴(yán)格,防風(fēng)安全就顯得特別重要。
臺(tái)風(fēng)、突發(fā)性陣風(fēng)的破壞力極大,給港口大型起重機(jī)械造成的損害主要有三種。
(1)整機(jī)滑移。受風(fēng)力作用,大型起重機(jī)整機(jī)滑移,導(dǎo)致相鄰設(shè)備碰撞,造成機(jī)械設(shè)備受損、貨物受損和人員傷亡。如 1991年7月,青島港碼頭一臺(tái)岸邊橋式起重機(jī)在作業(yè)中,因突發(fā)陣風(fēng)發(fā)生滑移。該起重機(jī)被風(fēng)吹行80多米,撞上另一臺(tái)岸邊橋式起重機(jī),兩臺(tái)起重機(jī)倒塌,造成人員一死一傷。據(jù)悉現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力大于 10級(jí),已超過這兩臺(tái)起重機(jī)夾軌器制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)防風(fēng)能力。
(2)整機(jī)傾覆。受風(fēng)力影響,大型起重機(jī)整機(jī)傾覆,導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢,港口無(wú)法正常生產(chǎn)。2018年6月,青島地區(qū)發(fā)生一次突發(fā)性大風(fēng),風(fēng)力達(dá)到 55 m/s 以上,導(dǎo)致港口 5 臺(tái)橋式起重機(jī)傾覆,造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重影響了港口生產(chǎn)。
(3)金屬結(jié)構(gòu)損壞。受風(fēng)力影響,作業(yè)中大型起重機(jī)失控,造成碰撞,或起重機(jī)臂架等金屬結(jié)構(gòu)變形折損,造成設(shè)備受損、貨物受損和人員傷亡。1996 年 9 月,15 號(hào)臺(tái)風(fēng)登陸廣東湛江,中心風(fēng)力達(dá)到 12 級(jí)以上,造成湛江港 16 臺(tái)大型起重機(jī)損毀,大部分起重機(jī)為臂架折損,經(jīng)濟(jì)損失巨大。
風(fēng)害對(duì)大型起重機(jī)造成破壞的原因分析
(1)大型起重機(jī)設(shè)計(jì)防風(fēng)能力不足,不能滿足于實(shí)際需要。根據(jù)交通運(yùn)輸部《港口裝卸機(jī)械風(fēng)載荷計(jì)算及防風(fēng)安全要求》,港口大型起重機(jī)設(shè)計(jì)防風(fēng)能力最大規(guī)定為 55 m/s;目前大型起重機(jī)風(fēng)速儀的監(jiān)測(cè)能力理論值僅為 35 m/s。隨著惡劣天氣的變化,風(fēng)力風(fēng)速不斷攀升,2018 年 6 月,青島地區(qū)發(fā)生一次突發(fā)性大風(fēng),風(fēng)力達(dá)到 55 m/s 以上,已經(jīng)超出了檢測(cè)范圍。
(2)思想麻痹大意,防風(fēng)措施不力。作業(yè)完畢,不及時(shí)錨定重機(jī)或錨定措施不到位,如錨定插板落下后,未檢查確認(rèn)錨定插板是否插入錨定坑,防風(fēng)鐵楔漏塞或單向塞放。
(3)防風(fēng)裝置的數(shù)量、性能和質(zhì)量達(dá)不到防風(fēng)要求,防風(fēng)能力低,不能抵御臺(tái)風(fēng)的沖擊。以門座起重機(jī)為例,目前常用的防風(fēng)裝置主要為:8個(gè)手動(dòng)鐵楔,8 臺(tái)慣性制動(dòng)器,2 臺(tái)電動(dòng)鐵楔,4條錨定拉索。各個(gè)地區(qū)和廠家對(duì)設(shè)備防風(fēng)裝置配置標(biāo)準(zhǔn)不一,而且防風(fēng)裝置的可靠性有待于提高。
提高大型起重機(jī)防風(fēng)能力的方法
國(guó)內(nèi)各港口對(duì)大型設(shè)備防風(fēng)高度重視,因地制宜,多措并舉,采取了各種防范措施,下面以門座起重機(jī)(以下簡(jiǎn)稱“門機(jī)”)為例,在設(shè)備的防風(fēng)安全裝置方面,重點(diǎn)突出抗滑移能力,闡述提高防風(fēng)能力的方法。
建議提高機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)防風(fēng)能力2003年,交通部頒布的《港口大型機(jī)械防陣風(fēng)防臺(tái)風(fēng)管理規(guī)定》第九條指出,“軌道式大型港機(jī)應(yīng)當(dāng)符合:
(1)應(yīng)當(dāng)配備防滑和制動(dòng)裝置,其中防滑裝置須保證設(shè)備在 15 m/s 到 35 m/s的現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力作用下不發(fā)生滑移;
(2)選擇配備防止風(fēng)的水平力和上拔力的裝置時(shí),須保證設(shè)備在 35 m/s 到 55 m/s 的現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力作用下不發(fā)生傾覆”。根據(jù)實(shí)際天氣情況,“15 m/s 到 35 m/s 的現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力作用下不發(fā)生滑移”的設(shè)計(jì)要求,已不能滿足實(shí)際需求。建議國(guó)家相關(guān)部門進(jìn)一步提高港口機(jī)械設(shè)備防風(fēng)抗臺(tái)裝置的配置標(biāo)準(zhǔn),提高內(nèi)制動(dòng)環(huán)和摩擦片,增加摩擦力,實(shí)現(xiàn)制動(dòng),保證門機(jī)在動(dòng)態(tài)作業(yè)過程中或無(wú)人操作時(shí),能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)(圖 2)。
設(shè)備的防風(fēng)安全能力。
3.2 確保防風(fēng)裝置的可靠性。防風(fēng)裝置的可靠性是確保起重機(jī)防風(fēng)能力的重要保障,應(yīng)當(dāng)將起重機(jī)的各類防風(fēng)裝置作為重要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造、安裝和使用。
(1)夾輪器的應(yīng)用。夾輪器是利用鉗臂夾緊起重機(jī)行走輪邊兩側(cè),通過夾緊力和夾鉗的摩擦力阻止起重機(jī)滑移。主要分為手動(dòng)、電動(dòng)和電動(dòng)液壓3種類型:手動(dòng)夾輪器夾緊力小,不適應(yīng)港口大型起重機(jī);電動(dòng)和電動(dòng)液壓夾輪器動(dòng)作迅速,加緊力大,性能可靠,多用在大中型起重機(jī)上。
(2)電動(dòng)楔塊式防爬器的應(yīng)用。電動(dòng)防爬器又稱為電動(dòng)鐵楔,由電動(dòng)液力推桿、電機(jī)、鐵楔、連接桿等部件組成(圖 1)。電動(dòng)防爬器的控制與起重機(jī)大車行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電氣聯(lián)鎖控制,大車行走停止時(shí),防爬器鐵楔壓在軌道面上,與起重機(jī)活動(dòng)連接。當(dāng)起重機(jī)受風(fēng)力作用發(fā)生滑移,鐵楔不動(dòng),壓力輪將沿著鐵楔前端斜面爬坡,壓力輪對(duì)鐵楔的垂直壓力使鐵楔與軌面產(chǎn)生摩擦力,當(dāng)摩擦力能平衡風(fēng)力時(shí)起重機(jī)就停止移動(dòng)。電動(dòng)防爬器的應(yīng)用,可以有效增強(qiáng)起重機(jī)工作狀態(tài)下的抗風(fēng)能力。
(3)慣性常閉制動(dòng)器的應(yīng)用。應(yīng)用于門機(jī)上,慣性常閉制動(dòng)器依靠門機(jī)行走電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩,主動(dòng)聯(lián)軸節(jié)上的差動(dòng)銷通過帶動(dòng)內(nèi)部滑動(dòng)式頂壓盤軸向位移,消除了作用在內(nèi)制動(dòng)環(huán)和磨擦片之間的壓緊力(即制動(dòng)力),解除了制動(dòng)。停車后,電機(jī)停止輸出扭矩,頂壓盤與從動(dòng)頂?shù)陌纪孤菁y面上的相互作用力消失,主彈簧被壓縮時(shí)存儲(chǔ)的能量釋放,壓迫頂壓盤復(fù)位,從而壓緊制動(dòng)環(huán)和摩擦片,增加摩擦力,實(shí)現(xiàn)制動(dòng),保證門機(jī)在動(dòng)態(tài)作業(yè)過程中或無(wú)人操作時(shí),能實(shí)現(xiàn)制動(dòng)(圖 2)。
(4)鐵楔的使用。鐵楔是一種簡(jiǎn)單、有效的防風(fēng)工具,主要用于非工作狀態(tài)下的防風(fēng)錨定。一般情況下,每臺(tái)門機(jī)定點(diǎn)放置8個(gè)鐵楔,分別塞放于同一個(gè)行走輪,對(duì)向塞放。為了防止鐵楔受行走輪作用發(fā)生滑動(dòng)和蹦跳,將鐵楔改造為長(zhǎng)舌鐵楔,端部采用導(dǎo)角處理,增加鐵楔的有效性。
(5)自動(dòng)鐵楔的設(shè)計(jì)應(yīng)用。為了達(dá)到便捷、高效的目的,設(shè)計(jì)一種自動(dòng)塞放的鐵楔,利用杠桿和連桿的原理,達(dá)到快速塞放的目的。該自動(dòng)鐵楔裝置采用四連桿機(jī)構(gòu),將支架、大小搖臂、連桿、踏板連接在一起,通過固定座上的平衡銷實(shí)現(xiàn)在臺(tái)車上精準(zhǔn)定位:需要抬起鐵楔時(shí),只需踩下踏板,踏板帶動(dòng)連桿,將鐵楔抬起;需要掩放鐵楔時(shí),只需輕踩踏板,用腳前部撥動(dòng)平衡銷,利用鐵楔的自重,可實(shí)現(xiàn)鐵楔的自動(dòng)掩放,進(jìn)一步提高了防突發(fā)性瞬間大風(fēng)的響應(yīng)速度。該裝置由青島前灣西港聯(lián)合碼頭有限責(zé)任公司自行設(shè)計(jì)研制,已經(jīng)獲得了國(guó)家專利授權(quán)。
(6)錨定裝置的應(yīng)用。起重機(jī)在非工作狀態(tài)下,采用防風(fēng)錨定措施,達(dá)到防滑移、防傾覆的目的。防風(fēng)錨定裝置有插銷式、插板式、拉索式3種類型,港口門座起重機(jī)主要使用插板式和拉索式防風(fēng)錨定裝置。
加強(qiáng)對(duì)防風(fēng)裝置的安全管理
確保防風(fēng)裝置的可靠性,除了設(shè)計(jì)、制造和安裝這些重要環(huán)節(jié)外,另一個(gè)很重要的方面就是要加強(qiáng)對(duì)防風(fēng)裝置的日常安全管理,定期檢查防風(fēng)裝置的可靠性。要建立防風(fēng)裝置的檢查制度,將防風(fēng)裝置作為設(shè)備安全裝置,每天交接班進(jìn)行檢查,每月開展專項(xiàng)檢查,確保良好的技術(shù)狀況和可靠性。
加強(qiáng)防風(fēng)應(yīng)急管理
高度重視港口大型起重機(jī)械防風(fēng)工作,時(shí)刻繃緊防風(fēng)安全弦,切忌重生產(chǎn)輕安全的麻痹思想。要制定大型機(jī)械設(shè)備防風(fēng)應(yīng)急預(yù)案,針對(duì)防臺(tái)風(fēng)、防瞬間大風(fēng)不同的情況,明確各級(jí)員工的職責(zé),明確各崗位的應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)的要求,定期開展預(yù)案演練,演練結(jié)束要進(jìn)行評(píng)價(jià)和改進(jìn),切實(shí)提高員工的應(yīng)急響應(yīng)和處置能力。
(1)對(duì)有預(yù)報(bào)的臺(tái)風(fēng)、大風(fēng),將所有的防風(fēng)措施提前落實(shí)位,必要時(shí)可采取加裝拉索的方式加固設(shè)備。
(2)對(duì)突發(fā)性大風(fēng),日常工作中要居安思危,待用設(shè)備要使用防風(fēng)拉索錨定,作業(yè)中的設(shè)備要時(shí)刻注意天氣情況,發(fā)生突發(fā)性大風(fēng)時(shí)要爭(zhēng)分奪秒、處置得當(dāng),減少損失。
綜上所述,確保門座起重機(jī)防風(fēng)安全,需要從管理方面、防風(fēng)裝置設(shè)計(jì)配置、應(yīng)急處置等多個(gè)方面同時(shí)入手,全方位的落實(shí)好防風(fēng)措施,提升門座起重機(jī)防風(fēng)安全能力,保證企業(yè)財(cái)產(chǎn)安全和人員生命安全。