E.-Zen=el+e2+e3+e4+e5=5.071目前公司更滑钢丝绳的外委服务费用X2=6万
元,钢丝绳均价M2=5万元,20台吊车在油田寿命周期20年内若采用五年到期强制更换钢丝绳,则公司20年吊车更换大钩钢丝绳费用为:
A2=(X2+M2)-X·En·X·n=1115.62(万元)变幅:
五年更换周期时更换的钢丝绳次数的期望值为:
E-Xen=el+e2+e3+e4+e5=6.917目前公司更滑钢丝绳的外委服务费用X3=6万元,钢丝绳均价M3=6万元,20台吊车在油田寿命周期20年内若采用五年到期强制更换钢丝绳,则公司20年吊车更换大钩钢丝绳费用为:
A3=(X3+M3)·X·En·X·n=1660.08(万元)在五年强制更换的前提下,公司目前所有吊车,在油田寿命20年的周期内所用费用为:
A=A1+A2+A3=3636.7(万元)
(3)6年强制更换
依照上述计算方式,可得:
Al=(X1+Ml)·X·En·X·m=834.45(万元)A2=(X2+M2)·X·En-X-n=l042.36万元)A3=(X3+M3)·X·En·X-n=1596.72(万元)在六年强制更换的前提下,公司目前所有吊车,在油田寿命20年的周期内所用费用为:
A=A1+A2+A3=3473.53(万元)对三种模式进行分析,显然第三种模式(更换周期六年)最经济,比第一种模式可以节约近1400万元。
结合历史数据和计算结果,参考API SPEC2C中对海上起重机钢丝绳更换时间间隔(TBR)的要求,在保障吊机可靠性的前提下,最终确定整个油田吊机钢丝绳更换策略为:“小钩和变幅钢丝绳每三年更换,大钩钢丝绳每五年更换”。
2钢丝绳常见故障
钢丝绳的选型根据钢丝绳滚筒结构、起重载荷和破断力等,并根据起重机厂家的推荐,参考相关的行业标准来确定钢丝绳的型号。吊车在使用时,由于摩擦、挤压作用的存在,导致钢丝绳的磨损会一直存在于吊车使用的整个作业过程中。因此定期检查钢丝绳,评估钢丝绳的状态十分重要。钢丝绳的检验标准主要依据GB5972-86《起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范》进行判定,达到报废标准应予以报废。
钢丝绳应按照规定定期对其检查,各项检查标准必须在范围之内,否则就要报废。但钢丝绳的损坏往往是由多种因素累积造成的,这就需要综合考虑评估钢丝绳的状态。发现钢丝绳异常磨损或损坏时,要及时分析造成钢丝绳损坏的原因,若是设计或机械结构缺陷造成的,要及时处理缺陷,避免二次伤害发生。
3提高钢丝绳寿命的建议
延长钢丝绳使用寿命,也就是延长钢丝绳的更换周期。吊车所使用的钢丝绳规格品种较多,使用千差万别,在长期使用实践中,钢丝绳损坏的原因归纳起来主要有:摩擦磨损和线性划伤、锈蚀损坏、疲劳缺陷、打折、扭曲、挤压变形和钢丝绳咬绳等。针对钢丝绳经常出现的几种故障,分析历史原因,进行分类归纳总结,可以从以下几方面提升钢丝绳的使用寿命。
3.1设计与采购
钢丝绳主要由钢丝和绳芯组成。钢丝绳是先由多层钢丝捻成股,再以绳芯为中心,由一定数量股捻绕成螺旋状的绳。所以钢丝的材质及性质决定了钢丝绳的质量。钢丝绳材质一般为优质钢,经过一系列的热处理加工成直径小于6mm的圆钢,然后进过多次冷拔后成为丝状。经过热处理及冷拔后,钢丝的强度大大提高,抗拉强度最高可以达到2000MPa。起重钢丝绳由于工作特性,需要具有较高的安全特性以及较长的使用寿命。若钢丝质量不合格,钢丝绳就会存在缺陷,降低了钢丝绳的使用寿命。
如果钢丝绳的原材料选择含碳量较高的合金钢,经过热处理和冷拔之后,使得钢丝的金相组织中渗碳体数量会明显增多,渗碳体的外形也大了不少。这时钢丝韧性降低,变得较脆,多次弯折就会断裂。若使用这种钢丝缠绕而成的钢丝绳,钢丝绳在使用中多次经过滑轮和滚筒,很快就会出现断丝,并且断丝存均布于整根钢丝绳中,使用几次就会达到报废极限。因此,采购钢丝绳时,要购买正规厂家的,从根源上杜绝钢丝绳的缺陷。
3.2使用与维护
(1)做好钢丝绳检查。研究表明,吊车正常使用过程中,由于重物,导致钢丝绳受到拉伸应力、弯曲应力及挤压应力等多种力的共同作用。钢丝绳的损坏过程为:钢丝绳需绕过钢丝绳滚筒和多个滑轮组,当受吊运物品重力影响,会使钢丝绳拉在滚筒处受到挤压变形,滑轮处磨损加剧以及钢丝绳自身之间的摩擦磨损加剧。长时间、重载荷的运转,钢丝绳最外层的钢丝磨损和疲劳,会造成外层钢丝断裂,随着磨损加剧,断丝越来越多。当断丝较多超过一定数量,钢丝绳就应报废,若继续使用,很有可能造成钢丝绳突然断裂,给人员或设备造成伤害。因此,定期对钢丝绳检查十分必要,可及早发现问题,及早处理。
(2)加强钢丝绳润滑。钢丝绳的润滑主要分为制造时的润滑和使用中的润滑。制造时主要是多钢丝绳内部绳芯的润滑,使用中主要是针对外部润滑防腐以及通过油品的渗透性,对内部进行进行润滑。因此。钢丝绳用油应具有良好的渗透性、黏度较大,在低温环境中不易硬化结块,在气温高时不易流淌。防锈蚀和润滑性能均较好的油脂。
良好的润滑是延长钢丝绳寿命的有效措施。
一方面,钢丝绳在使用中受力挤压,导致钢丝绳中间以及表面涂抹的润滑脂就会被挤压出来,造成钢丝绳缺少润滑,导致钢丝绳磨损和锈蚀加剧。同时,钢丝绳在使用中,会出现疲劳,导致表面出现微小裂纹,当涂抹润滑脂之后,就可以有效防止钢丝绳进一步的电化学腐蚀。另一方面,由于海上的环境中空气潮湿,盐度大,钢丝绳的工作环境较恶劣,钢丝绳的润滑就需要采取合理的润滑工艺,选择合适的钢丝绳润滑剂,严格控制油脂质量,做好记录定期润滑。这样才能有效地提高钢丝绳的使用寿命。研究表明,吊车在露天环境中,若钢丝绳不进行润滑仅8个月就可能彻底腐蚀,导致无法使用,定期保养润滑可以延长钢丝绳寿命2倍以上]。
(3)正确操作,定期的保养,出现故障及时处理。操作吊车进行起升或下放时,要匀速。快速起停使得钢丝绳受到冲击载荷较大,同时可导致钢丝绳跳槽,造成钢丝绳挤压变形及加快钢丝绳的磨损。当吊车出现问题时及时处理,避免造成其他损伤。若滑轮出现卡滞,需要及时停车处理故障,避免滑轮卡滞或不转动时,摩擦阻力较大,当吊运重物时,对其损害就会越大,严重时可直接导致钢丝绳报废。