E.-Zen=el+e2+e3+e4+e5=5.071目前公司更滑鋼絲繩的外委服務費用X2=6萬
元,鋼絲繩均價M2=5萬元,20臺吊車在油田壽命周期20年內若采用五年到期強制更換鋼絲繩,則公司20年吊車更換大鉤鋼絲繩費用為:
A2=(X2+M2)-X·En·X·n=1115.62(萬元)變幅:
五年更換周期時更換的鋼絲繩次數的期望值為:
E-Xen=el+e2+e3+e4+e5=6.917目前公司更滑鋼絲繩的外委服務費用X3=6萬元,鋼絲繩均價M3=6萬元,20臺吊車在油田壽命周期20年內若采用五年到期強制更換鋼絲繩,則公司20年吊車更換大鉤鋼絲繩費用為:
A3=(X3+M3)·X·En·X·n=1660.08(萬元)在五年強制更換的前提下,公司目前所有吊車,在油田壽命20年的周期內所用費用為:
A=A1+A2+A3=3636.7(萬元)
(3)6年強制更換
依照上述計算方式,可得:
Al=(X1+Ml)·X·En·X·m=834.45(萬元)A2=(X2+M2)·X·En-X-n=l042.36萬元)A3=(X3+M3)·X·En·X-n=1596.72(萬元)在六年強制更換的前提下,公司目前所有吊車,在油田壽命20年的周期內所用費用為:
A=A1+A2+A3=3473.53(萬元)對三種模式進行分析,顯然第三種模式(更換周期六年)最經濟,比第一種模式可以節約近1400萬元。
結合歷史數據和計算結果,參考API SPEC2C中對海上起重機鋼絲繩更換時間間隔(TBR)的要求,在保障吊機可靠性的前提下,最終確定整個油田吊機鋼絲繩更換策略為:“小鉤和變幅鋼絲繩每三年更換,大鉤鋼絲繩每五年更換”。
2鋼絲繩常見故障
鋼絲繩的選型根據鋼絲繩滾筒結構、起重載荷和破斷力等,并根據起重機廠家的推薦,參考相關的行業標準來確定鋼絲繩的型號。吊車在使用時,由于摩擦、擠壓作用的存在,導致鋼絲繩的磨損會一直存在于吊車使用的整個作業過程中。因此定期檢查鋼絲繩,評估鋼絲繩的狀態十分重要。鋼絲繩的檢驗標準主要依據GB5972-86《起重機械用鋼絲繩檢驗和報廢實用規范》進行判定,達到報廢標準應予以報廢。
鋼絲繩應按照規定定期對其檢查,各項檢查標準必須在范圍之內,否則就要報廢。但鋼絲繩的損壞往往是由多種因素累積造成的,這就需要綜合考慮評估鋼絲繩的狀態。發現鋼絲繩異常磨損或損壞時,要及時分析造成鋼絲繩損壞的原因,若是設計或機械結構缺陷造成的,要及時處理缺陷,避免二次傷害發生。
3提高鋼絲繩壽命的建議
延長鋼絲繩使用壽命,也就是延長鋼絲繩的更換周期。吊車所使用的鋼絲繩規格品種較多,使用千差萬別,在長期使用實踐中,鋼絲繩損壞的原因歸納起來主要有:摩擦磨損和線性劃傷、銹蝕損壞、疲勞缺陷、打折、扭曲、擠壓變形和鋼絲繩咬繩等。針對鋼絲繩經常出現的幾種故障,分析歷史原因,進行分類歸納總結,可以從以下幾方面提升鋼絲繩的使用壽命。
3.1設計與采購
鋼絲繩主要由鋼絲和繩芯組成。鋼絲繩是先由多層鋼絲捻成股,再以繩芯為中心,由一定數量股捻繞成螺旋狀的繩。所以鋼絲的材質及性質決定了鋼絲繩的質量。鋼絲繩材質一般為優質鋼,經過一系列的熱處理加工成直徑小于6mm的圓鋼,然后進過多次冷拔后成為絲狀。經過熱處理及冷拔后,鋼絲的強度大大提高,抗拉強度最高可以達到2000MPa。起重鋼絲繩由于工作特性,需要具有較高的安全特性以及較長的使用壽命。若鋼絲質量不合格,鋼絲繩就會存在缺陷,降低了鋼絲繩的使用壽命。
如果鋼絲繩的原材料選擇含碳量較高的合金鋼,經過熱處理和冷拔之后,使得鋼絲的金相組織中滲碳體數量會明顯增多,滲碳體的外形也大了不少。這時鋼絲韌性降低,變得較脆,多次彎折就會斷裂。若使用這種鋼絲纏繞而成的鋼絲繩,鋼絲繩在使用中多次經過滑輪和滾筒,很快就會出現斷絲,并且斷絲存均布于整根鋼絲繩中,使用幾次就會達到報廢極限。因此,采購鋼絲繩時,要購買正規廠家的,從根源上杜絕鋼絲繩的缺陷。
3.2使用與維護
(1)做好鋼絲繩檢查。研究表明,吊車正常使用過程中,由于重物,導致鋼絲繩受到拉伸應力、彎曲應力及擠壓應力等多種力的共同作用。鋼絲繩的損壞過程為:鋼絲繩需繞過鋼絲繩滾筒和多個滑輪組,當受吊運物品重力影響,會使鋼絲繩拉在滾筒處受到擠壓變形,滑輪處磨損加劇以及鋼絲繩自身之間的摩擦磨損加劇。長時間、重載荷的運轉,鋼絲繩最外層的鋼絲磨損和疲勞,會造成外層鋼絲斷裂,隨著磨損加劇,斷絲越來越多。當斷絲較多超過一定數量,鋼絲繩就應報廢,若繼續使用,很有可能造成鋼絲繩突然斷裂,給人員或設備造成傷害。因此,定期對鋼絲繩檢查十分必要,可及早發現問題,及早處理。
(2)加強鋼絲繩潤滑。鋼絲繩的潤滑主要分為制造時的潤滑和使用中的潤滑。制造時主要是多鋼絲繩內部繩芯的潤滑,使用中主要是針對外部潤滑防腐以及通過油品的滲透性,對內部進行進行潤滑。因此。鋼絲繩用油應具有良好的滲透性、黏度較大,在低溫環境中不易硬化結塊,在氣溫高時不易流淌。防銹蝕和潤滑性能均較好的油脂。
良好的潤滑是延長鋼絲繩壽命的有效措施。
一方面,鋼絲繩在使用中受力擠壓,導致鋼絲繩中間以及表面涂抹的潤滑脂就會被擠壓出來,造成鋼絲繩缺少潤滑,導致鋼絲繩磨損和銹蝕加劇。同時,鋼絲繩在使用中,會出現疲勞,導致表面出現微小裂紋,當涂抹潤滑脂之后,就可以有效防止鋼絲繩進一步的電化學腐蝕。另一方面,由于海上的環境中空氣潮濕,鹽度大,鋼絲繩的工作環境較惡劣,鋼絲繩的潤滑就需要采取合理的潤滑工藝,選擇合適的鋼絲繩潤滑劑,嚴格控制油脂質量,做好記錄定期潤滑。這樣才能有效地提高鋼絲繩的使用壽命。研究表明,吊車在露天環境中,若鋼絲繩不進行潤滑僅8個月就可能徹底腐蝕,導致無法使用,定期保養潤滑可以延長鋼絲繩壽命2倍以上]。
(3)正確操作,定期的保養,出現故障及時處理。操作吊車進行起升或下放時,要勻速。快速起停使得鋼絲繩受到沖擊載荷較大,同時可導致鋼絲繩跳槽,造成鋼絲繩擠壓變形及加快鋼絲繩的磨損。當吊車出現問題時及時處理,避免造成其他損傷。若滑輪出現卡滯,需要及時停車處理故障,避免滑輪卡滯或不轉動時,摩擦阻力較大,當吊運重物時,對其損害就會越大,嚴重時可直接導致鋼絲繩報廢。