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浮式起重机回转支承架结构拆卸维护技术

0 引言

随着陆地资源的逐渐枯竭,人类已把眼光投入到广阔的海洋,由此可见远洋作业的大型浮吊已成为海洋工程不可或缺的设备。近年来浮式起重机(以下简称浮吊)市场呈现出蓬勃的发展势态,目前世界*大的浮吊起重重量达 12 000 t。随着作业环境的需要,也逐渐演变出固定式和全回转式两种类型产品。其中,全回转浮吊因自身的回转特性,使其在复杂海洋作业环境中有更好的表现,备受用户的青睐。另外,浮吊主要回转结构的回转支承架经过一段时间使用后,需要定期进行维修保养,否则将造成整个回转支承架结构的物理损害。因此,对其进行安全、有效、快速的拆卸维修及保养显得尤为重要。本文将以 1 600 t 全回转浮吊为例,介绍其回转支撑结构的更换维修方案及过程。

1 维修难点分析

1 600 t 全回转浮吊船全长 102 m,宽 36 m,起吊高度 86 m,起重机静态*大载荷 1 600 t,旋转状态*大载荷 500 t。

1.1 组件自重大,吊装困难

1 600 t 全回转浮吊结构可分为上部回转结构和下部固定结构两部分 , 上部回转结构主要由臂架、人字架、桁框架、回转底盘等组成,下固定结构主要为圆筒体结构(图 1)。上部回转结构与下部固定结构,通过回转支承架与滚轮装置进行连接,起到固定支撑作用。因此,回转支承架结构上方承载着臂架,人字架、桁框架、回转底盘、电气控制设备等所有钢结构和相关电气设备的质量,且各钢构结构部件自重较大,整体总重约 1 200 t。

如采用传统的拆卸吊装方法,将上部回转部分全部拆除,然后对回转支撑进行维修保养,则必须租赁大型浮吊进行多次吊装,且维修周期至少 6 个月以上。

1.2 构件繁多,拆卸复杂全回转浮吊主要工作系统都集中在上部回转结构中,其主副钩钢丝绳缠绕系统、液压系统、电气控制系统及电力动力系统等都已全部贯通。如对其主结构件进行拆卸,则需对所有系统连接处进行拆解,涉及多个系统交叉作业,拆卸任务繁重。拆解过程中容易造成部分电气元件的损坏,后期系统复原恢复过程中则需要更换大量电气元部件,且部分关键部位常为进口电气元件,造成巨大的维护成本支出。

1.3 重复拆卸,结构易变形

在主结构件拆卸过程中,由于其尺寸和质量都非常大,且水面吊装作业稳定性较差,构件吊装时会受到水流、天气、船只等外部因素的影响,从而造成起吊后构件晃动幅度过大,使其结构件局部受力较大产生变形,导致尺寸偏差,无法装配到位,大型构件吊装也存在较大的施工安全风险。

2 主要制造技术

2.1 整体思路

综合考虑维修成本、制作周期及技术难度等因素,以确定维修方案思路。整个维修方案的设计应充分考虑低成本、短周期、施工简易等三要素,*终形成的维护保养方案是以稳定上部回转结构,在整体固定的工况下利用回转支承架结构内部活动间隙,将其与上部回转结构与下部固定结构进行分离,并牵引滑移。

2.2 技术方案

根据以往浮吊的制作、总装经验,结合 1 600 t 全回转浮吊的实际自重载荷情况,对回转上、下支承架连接形式进行分析,通过利用回转支承架内部空间,对其进行紧固件进行拆卸,采用液压千斤顶同步顶升分离回转支承架;然后,搭制安装辅助滑行平台工装和牵引装置将回转支承架牵引出回转底盘结构,进行维护和保养。此方案要点有:1)臂架需搁置于臂架搁架上固定,锚好回转锚定装置,以防止浮吊上部结构移动;2)轴承外圈支座上需加装工艺辅助支座,用以液压千斤顶搁置,以便于将轴承外圈支座从回转底盘中顶出;3)圆筒体中部需搭制平台,以便于采用千斤顶将回转支撑从圆筒体中顶出;4)圆筒体结构外侧搭建辅助滑移平台,便于从侧面牵引回转支承架结构。

2.3 现场施工

1)拆除前准备工作

首先,将浮吊起重臂架运行至非工作状态角度,通过变幅系统将臂架整体搁置在船体臂架搁座上,以减少臂架自重导致回转底盘结构偏心的影响。其次,锁紧固定回转锚定装置,防止由于船体晃动造成上部回转结构在维修过程中发生偏移旋转。在前部反倾结构与圆筒体结构轨道之间,采用钢质锲块垫实,以增强上回转结构的稳定性。

2)中心集电器及电缆等电气设备的拆卸

①上部回转结构与中心集电器上的连接电缆拆除,并将电缆端从上回转结构中,全部牵引至下部固定圆筒体结构内,并采用柔性绳索将其缠绕固定于中心横梁上,然后用三防布将电缆包裹覆盖,做好相应的防护措施,防止施工过程中造成电缆损伤。

②中心集电器中连接管拆卸(见图 2),拆卸时先将连接管与回转底盘连接处现场用火焰割刀对其做分段处理,切割作业前需做好对其周围电气元件的保护工作。同时,控制火焰切割深度,不得伤及回转底盘结构母材;连接管切割分离后,将连接管与联轴器连接螺栓拆除。连接管法兰座需放到中心集电器支架上,并用绳索固定好。

③现场拆卸的中心集电器、电缆端部等电气元件过程中,均需做好防火、防撞等安全措施。同时,所有拆卸的电气元件都要用防护材料进行包裹保存,避免电气设备受潮或磕碰损坏。

3)斜梯、滚轮及滚轮支架拆除

根据前期规划的回转支承架拆卸移位路线(见图3),先将移位路线上所有干涉的滚轮、滚轮支架以及外部机器房斜梯设施进行拆卸、分离,然后用绳索、抱箍等紧固件,将其与周围结构进行临时固定,做好保护与防坠措施,待回转支承架更换完毕后恢复到位。

4)辅助滑轨平台搭制

为了确保回转支承架的顺利移出,在规划的移位路径上安装专用滑轨平台(见图 4),该滑轨平台主结构采用 H 形钢,按井字形进行搭制,并与圆筒体��构进行焊接固定。同时,平台上表面安装简易滑轨,以降低回转支承架牵引过程中与辅助平台表面的摩擦阻力。

5)回转支承架拆卸与更换

①现场拆除回转支承架上的油槽、润滑管路等附属件;

②拆除回转支承架与上回转结构连接紧固螺栓。回转支承架四周均布焊接固定辅助顶升支座,并布置相应数量的液压千斤顶,所有千斤顶为并联连接,可实现同步顶升,使回转支承架与上回转结构分离(见图 5);

③拆除回转支承架与下部固定圆筒体中心轴连接板之间的固定螺栓,并在回转支承架下方布置液压千斤顶,施压顶升将整个回转支承架从中心轴连接板凹槽内整体顶出(见图 6);

④在中心轴凹槽上方架设临时滑轨,与滑轨平台轨道进行贯通固定。回转支承架下方液压千斤顶缓慢泄压,确保回转支承架稳固搁置在滑轨上,通过绳索

和牵引装置将回转支承架整体牵引到滑轨平台上,并引导移至平台外侧(见图 7),*后通过汽车起重机将其吊装到地面;

⑤将用于更换的新回转支承架吊装到滑轨平台上,牵引到安装位置,逆向重复上述工艺流程,将其安装到位,并锁紧所有相关紧固件,安装相关附属件。

6)电气、机械拆卸件的恢复与调试在回转支承架安装到位后,恢复中心集电器内部电缆连接,并逐一拆除所有辅助平台及辅佐顶升支座,恢复安装滚轮、滚轮支架及外部机器房斜梯等设施,*后去除前部反倾结构锲块,整机恢复通电,按起重机试车大纲对其进行试车,以检测维护后效果。

3 结束语

通过该方案,成功地实现了 1 600 t 全回转浮吊回转支承架结构的超短周期更换工作,积累了浮吊维修经验,证实其制造工艺方案的科学性、可行性和适用性,也为后续同类产品的维修提供了参考依据和新思路。












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