探析港口起重机防风管理实践与检验
吕江龙
广东省特种设备检测研究院湛江检测院 广东湛江 524022
摘要：近些年来，关于港口起重机防风管理的工作越来越得到重视，因为突发性的阵风带来的危害太大，所以，要提高对港口起重机的防风能力以及建设工作。本文主要对这个问题进行探讨，主要涉及到的内容有常规的港口起重机防风设备以及其存在的缺陷、港口大型起重机防风需要注意的问题、提出了一种港口起重机械防风性能检验的方法。以便在突发情况下最大程度避免损伤。
关健词：港口起重机；防风管理；防风能力
引言
随着海洋运输行业的发展，加速了全球经济一体化的发展，而海洋运输行业发展最大的依靠就是港口起重机使用越来越大型化。有一些的确由于其天气原因或者季节影响，特别是在一些突发性的阵风的时候，起重机的防风能力直接影响着港口的运作情况。因此，港口起重机的防风管理工作特别重要。本文提出一种操作性较高的防风性能检验方法及探析防风管理实践，仅供参考。
1、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。
2、常规的港口起重机防风设备以及缺陷
2.1防台风的设备以及缺陷
首先要说明一下，这些设备都是在起重机没有使用的情况下工作的，现在使用比较多的是门式起重机，关于这种设备，可以先进行详细的了解。首先要说的就是夹轨器，这也是目前运用比较广的，一般情况下通过大车轨道和钳口之间的摩擦来形成摩擦力限制起重机的下滑速度。但是夹持力的大小通常都是一个定值，而风速的大小通常都是无法控制的，一旦风速过大导致夹钳无法承受，那么最大的可能性就是出现危害安全的事故。其次要说的就是铁鞋，铁鞋的工作原理是利用起重机的自重，让其在轨道上面产生摩擦力，以便很好的起到固定的作用。
2.2防突发性阵风的设备和缺陷
在防突发性阵风的设备上面，一般情况下也有三种可能；第一种就是制动轮式的设备，这种设备在构成上面非常的简单，其主要利用的是在高速轴上面家里一个延时制动的设备，此延时设备可以有效的在紧急状态之下制动以防止起重机被强风所吹走。第二种就是电动铁鞋式的设备，此设备和我们之前说的铁鞋设备有相似之处，都是利用摩擦来制动的。第三种就是轮边的制动器，此设备主要安装在每一台车上面，在紧急的情况下可以临时制动，但是，这种制动器很多的时候是安装在电动机的轮轴下方位置上面，因此，在实际的操作中需要的力矩就比较小，这样的结果就是减弱了起重机的防风能力。
3.港口起重机防风防台建设的一些意见
3.1准备工作
准备工作一定要事先做好，比方说，不同的地区其防风程度肯定不一样，要做好调整，还有锚定设备上面要事先设置好，此外，就是对防风防台的建设工作一定确保其能正常的运用到起重机上面。还有一定就是要建设完善的检查制度，只有这样才能确保每一点都不会忽视。如前文我们所说的，大型的起重机需要一个防滑的设备或者一个制动器，此外还要确保这两种设备可以抵御每秒三十五米的风速。当然，在实际工作中最好要准备每秒五十五米的风速。
3.2源头管理工生
还注意的一点就是做好源头的管理工作，比方说厂商的选择上面，一定选购一些质量比较好的，可以保证其能抵御强烈的风速上面，在起重机的制造上面一定要确保每一个环节的质量，在设计上面也要确保其技术上面的支持，对于起重机的生产过程要做好审查龚总，这有这样才能增加防风的能力。此外，还要注意的就是防风上面有的时候会用到缆绳，其作用是直接固定到起重机上面，因为一定要注重其质量，且不要缆绳的一段切不可系在大车上面，防止更大程度的危险。
4、检验方法
4.1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。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。其计算公式为：
P WⅠ=CpⅠA
P WⅡ=CpⅡA
P WⅢ=CK h pⅢA
式中，PWⅠ、P WⅡ、P WⅢ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、PⅡ、PⅢ为对应状态下的计算风压，kN/m 2；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；K h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20 m/s。
表1某门座起重机工作状态风载荷计算表
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部件名称
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风力系数C
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迎风面积A
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风载荷P wI
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象鼻梁
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1.5
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17.5
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0.656
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主臂架
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1.5
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38.4
|
1.440
|
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大拉杆
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1.5
|
13.7
|
0.514
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变幅平衡梁
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1.6
|
7.5
|
0.300
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小拉杆
|
1.2
|
2.2
|
0.066
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|
上转柱
|
1.4
|
19.7
|
0.690
|
|
转盘
|
1.2
|
28
|
0.840
|
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机器房
|
1.2
|
42
|
1.260
|
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变幅机构
|
1.2
|
1
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0.030
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梯子平台
|
1.2
|
4
|
0.120
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|
司机室
|
1.2
|
5
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0.150
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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
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幅度/m
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臂架方向
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起重量/t
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风向
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工作风载荷/t
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最大风载荷/t
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25
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垂直轨道
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35
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平行轨道
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12．32
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37．72
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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。
4.2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。
（1）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。
（2）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4.1中理论计算的校核结果进行。
（3）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。
5、结束语
防风能力是港口起重机重要的安全性能指标之一，TSG Q7015－2008《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，往往不能达到真实反映设备防风性能的目的。而港口起重机防风管理工作还存在着很多的限制，这些限制会致使我们的起重机在使用中出现很多的问题，因此我们要注重从根本上解决这些问题，只有这样才能切实的落实到防风工作上面。
参考文献：
[1]港口起重机防风试验研究[J].侯晓勤，徐长生.物流工程与管理.2009（03）
[2]港口起重机工作状态防风能力现状与对策[J].周玉忠，胡玉良.宝钢技术.2007（01）
[3]港口起重机风灾事故机理研究[J].胡浩亮，张志坚，柯韬，丁高耀，吴文祥，赵章焰.起重运输械.2016（12）
基金项目：广东省市场监督管理局科研攻关项目，项目编号：2020ZT074