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[摘 要]随着社会经济的不断发展，时代的不断进步，我国在一些重要物料的搬运设备上也得到了很大的改善，其中起重机的运用就是其中一个方面。起重机是一种重要的物料搬运设备，广泛应用于生产领域中。在起重机中，造船门式起重机具有其独特的技术特点，同时也有一定的缺陷。本文将以造船门式起重机为例，分析了其主要的技术特点，并对防腐、磨损方面的缺陷进行了研究，提出了提高造船门式起重机安全性的建议。
[关键词]造船门式起重机 防腐 安全性
中图分类号：TH213.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0285-01
引言
从上世纪90年代中期开始，国内开始自行研制开发大型造船门式起重机。渤海造船厂480t×122m和南通中远川崎300t×116m门式起重机的设计建造，使我国在造船门式起重机的设计建造领域内逐步走上了自我发展的道路。随着造船工业的发展，对于造船门式起重机的要求越来越高，其对于防腐以及磨损方面的重视度也越来越高，因此，为了提高造船门式起重机的安全性，对于其防腐与磨损方面的研究具有重要的现实意义。
一、造船门式起重机简介
1、造船门式起重机的作用
造船门式起重机是专门用于造船厂船体分段吊装、运输和总组船体的关键设备。由于设备主梁跨度大、起吊高度高、吊运载荷大，能实现船体起升、平移、抬吊、翻身等功能协同操作，船台利用率很高。然而造船门机比较昂贵，大型设备往往造价过亿。并且，门机起吊又是造船生产中极为关键的环节，事故对生产的影响很大，因而造船门机的安全性非常重要。
2、造船门式起重机的弱点
造船门式起重机金属结构常年经受灰尘、杂质、潮湿空气、酸碱气体以及烈日暴晒等的侵袭。由于特殊的工程状况和超载作业导致金属疲劳，以及长大重货物棱角的磕碰，破坏了金属结构表面的防腐材料，加速了金属结构腐蚀的形成和扩散。腐蚀导致的金属结构失效是造船门起重机事故的重要原因之一。造船门式起重机的钢丝绳、锻造吊钩、片式吊钩、卷筒、滑轮、制动器、车轮、传动齿轮以及传动轴等零部件在运行过程中因相互摩擦而产生的磨损，磨损到一定程度就会使零部件失去原有的功能而导致失效，从而引发机构故障甚至造成恶性事故。
二、造船门式起重机腐蚀及磨损的成因分析
1、腐蚀成因分析
（1）成因
造船门式起重机的锈蚀和涂层被破坏，与建筑物周围的温度和湿度、大气中侵蚀性介质的含量和活力、大气中的含尘量、构建所处的环境条件、部位、刷/喷涂漆的工艺及钢结构的材料质量等有关，其主要原因有氧化皮未被清楚干净、未在钢结构表面上及时涂漆、铁锈未被除尽、焊渣未被清除、旧漆未被除掉、油污未被清除或未清除干净、光涂面漆而未涂底漆、选用漆料品种不当、起重机主梁上盖板、走行板排水不畅、焊接表面缺陷等。
（2）危害
造船门式起重机钢结构发生的腐蚀主要属于电化学腐蚀，有大气腐蚀、缝隙腐蚀、疲劳腐蚀和电偶腐蚀等4种形式。腐蚀对于造船门式起重机的危害有以下几个方面：①截面厚度均匀减薄，产生局部较大的锈坑，引起应力集中，促使结构早起破坏；②使直接承受动力载荷作用和处于低温地区的钢结构疲劳许用应力大幅度下降，钢材抗冷脆性能下降；③钢结构腐蚀使承载截面减小，由于腐蚀的作用而使钢的应力集中、脆性增大，均会降低钢结构的承载能力。
2、磨损成因分析
（1）成因
①钢丝绳磨损产生的主要原因是钢丝绳在使用过程中其外周与绳槽、滑轮、挡绳器等物理表面接触而引起的磨损为外部磨损，也有由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损，为变形磨损；
②吊钩磨损产生的主要原因是钢丝绳和吊具等通常悬挂在吊钩上，使用过程中吊钩和钢丝绳等悬挂物之间产生相对移动，造成吊钩磨损，这种磨损面正好在吊钩的垂直危险断面上；
③卷筒磨损产生的主要原因是空载时钢丝绳在绳槽中处于松弛状态，负载后钢丝绳被拉紧，钢丝绳在绳槽中产生相对滑动，特别是由于起重机载荷变化，钢丝绳的弹性伸长也随之有了较大的变化，故使钢丝绳在绳槽中反复产生相对滑动，从而造成绳槽磨损。
（2）危害
①钢丝绳的磨损会造成钢丝绳失效，并非钢丝绳突然断裂，往往表现为累积式的断丝、断骨和直径缩小，以致绳的强度逐渐降低，最后达到极限而破坏；②吊钩磨损，减少有效承载截面积，降低承载能力，影响正常使用，带来安全隐患。吊钩开口处于危险断面磨损超标，易引起钩的断裂；③卷筒如果磨损超标，易造成卷筒破坏；如果卷筒键磨损严重，易造成键脱落、剪断，严重者会造成重物坠落。
三、造船门式起重机防腐及防磨措施分析
1、涂装油漆
（1）比常规油漆涂装工艺多1层底漆，从而具有更强的防腐性能。底漆漆膜中含有较多的锌粉，为底材提供较好的阴极保护作用。
（2）起重机表面各涂层间有较好的附着力，其测试值高于标准2倍。
（3）新工艺规定油漆施工中的质量控制点如下：①底材表面处理须达到国际标准化组织ISO8502-3：1992《涂料和有关产品使用前的钢底材处理——表面清洁度的视觉评价标准》中的Sa2.5级；②喷涂前对施工中不易喷到的部位进行有效预涂，确保干膜总厚度；③在无机富锌油漆施工中保证漆膜混合均匀，无机富锌底漆干膜的厚度尽量控制在55～之间，油漆施工完毕后对漆膜表面进行定时洒水（每隔）以加速漆膜固化，待漆膜固化后才能进行下道油漆施工；④严格控制钢板油漆涂装（包括补漆）工艺，例如，对环境温度、湿度、各层油漆涂装时间等进行准确记录；⑤避免将小件随意焊接到主结构上，杜绝现场焊接打磨，以免产生浮锈。
2、电气、液压元器件的防腐、防磨措施
户外罩壳、电缆槽、托架、接线箱、接头、油箱等均采用316L不锈钢材质，以增强其防腐性能以及耐磨。
3、紧固件的防腐、防磨措施
（1）M14及以下尺寸螺栓材质应使用防腐、防磨等级较高的316L不锈钢材质；
（2）螺母下增设垫片，避免螺母与钢板直接接触，以防止在旋紧螺母时破坏表面油漆。
4、梯子、平台及栏杆的防腐、防磨措施
（1）踏步及走道格栅使用玻璃钢材质。该材质在满足使用强度的前提下，具有质量轻、不易产生浮锈的优点。
（2）栏杆使用实心圆钢；梯子、栏杆及平台经整体热浸锌加工后再涂油漆，以增加防护；斜梯和直梯使用装配式，以减少焊接点。
5、结构件的防腐、防磨措施
（1）对易锈蚀部位采取箱体密封措施，对易锈蚀部件的设计应以方便检查、维护和更新为标准之一；
（2）设置排水装置，保证漏水孔畅通，避免局部积水。
四、加强造船门式起重机安全性的主要措施
通过上面对于造船门式起重机腐蚀以及磨损方面的分析，可以看出起重设备从设计、制造、储运、安装调试到使用、维修保养和检验检测每一个环节都不应有任何疏忽。造船门机的安全管理是一项复杂的系统工程，故应按照系统科学的原理综合整治。各个环节的相关单位必须健全安全生产责任制，提高企业领导、管理人员和其他人员的安全意识。设计、制造、储运环节要建立完善的质量保证体系，确保产品质量合格。使用单位应加强操作人员安全知识、技能的培训，严格按照规程进行操作，并加强设备维护保养工作，消除设备缺陷和安全隐患。维修人员必须保障维修质量。
参考文献
[1] 杨治方.特大型造船门式起重机的结构行为与优化研究[D].石家庄铁道大学，2014-06-01.
[2] 徐鹏程.造船门式起重机安全保护系统的思考[J].机械研究与应用，2013-06-30.
[3] 李屹东.基于疲劳失效的造船起重机金属结构安全性评价[D].浙江大学，2012-11-01.
[关键词]造船门式起重机 防腐 安全性
中图分类号：TH213.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0285-01
引言
从上世纪90年代中期开始，国内开始自行研制开发大型造船门式起重机。渤海造船厂480t×122m和南通中远川崎300t×116m门式起重机的设计建造，使我国在造船门式起重机的设计建造领域内逐步走上了自我发展的道路。随着造船工业的发展，对于造船门式起重机的要求越来越高，其对于防腐以及磨损方面的重视度也越来越高，因此，为了提高造船门式起重机的安全性，对于其防腐与磨损方面的研究具有重要的现实意义。
一、造船门式起重机简介
1、造船门式起重机的作用
造船门式起重机是专门用于造船厂船体分段吊装、运输和总组船体的关键设备。由于设备主梁跨度大、起吊高度高、吊运载荷大，能实现船体起升、平移、抬吊、翻身等功能协同操作，船台利用率很高。然而造船门机比较昂贵，大型设备往往造价过亿。并且，门机起吊又是造船生产中极为关键的环节，事故对生产的影响很大，因而造船门机的安全性非常重要。
2、造船门式起重机的弱点
造船门式起重机金属结构常年经受灰尘、杂质、潮湿空气、酸碱气体以及烈日暴晒等的侵袭。由于特殊的工程状况和超载作业导致金属疲劳，以及长大重货物棱角的磕碰，破坏了金属结构表面的防腐材料，加速了金属结构腐蚀的形成和扩散。腐蚀导致的金属结构失效是造船门起重机事故的重要原因之一。造船门式起重机的钢丝绳、锻造吊钩、片式吊钩、卷筒、滑轮、制动器、车轮、传动齿轮以及传动轴等零部件在运行过程中因相互摩擦而产生的磨损，磨损到一定程度就会使零部件失去原有的功能而导致失效，从而引发机构故障甚至造成恶性事故。
二、造船门式起重机腐蚀及磨损的成因分析
1、腐蚀成因分析
（1）成因
造船门式起重机的锈蚀和涂层被破坏，与建筑物周围的温度和湿度、大气中侵蚀性介质的含量和活力、大气中的含尘量、构建所处的环境条件、部位、刷/喷涂漆的工艺及钢结构的材料质量等有关，其主要原因有氧化皮未被清楚干净、未在钢结构表面上及时涂漆、铁锈未被除尽、焊渣未被清除、旧漆未被除掉、油污未被清除或未清除干净、光涂面漆而未涂底漆、选用漆料品种不当、起重机主梁上盖板、走行板排水不畅、焊接表面缺陷等。
（2）危害
造船门式起重机钢结构发生的腐蚀主要属于电化学腐蚀，有大气腐蚀、缝隙腐蚀、疲劳腐蚀和电偶腐蚀等4种形式。腐蚀对于造船门式起重机的危害有以下几个方面：①截面厚度均匀减薄，产生局部较大的锈坑，引起应力集中，促使结构早起破坏；②使直接承受动力载荷作用和处于低温地区的钢结构疲劳许用应力大幅度下降，钢材抗冷脆性能下降；③钢结构腐蚀使承载截面减小，由于腐蚀的作用而使钢的应力集中、脆性增大，均会降低钢结构的承载能力。
2、磨损成因分析
（1）成因
①钢丝绳磨损产生的主要原因是钢丝绳在使用过程中其外周与绳槽、滑轮、挡绳器等物理表面接触而引起的磨损为外部磨损，也有由于振动、碰撞造成的钢丝绳表面撞损，为变形磨损；
②吊钩磨损产生的主要原因是钢丝绳和吊具等通常悬挂在吊钩上，使用过程中吊钩和钢丝绳等悬挂物之间产生相对移动，造成吊钩磨损，这种磨损面正好在吊钩的垂直危险断面上；
③卷筒磨损产生的主要原因是空载时钢丝绳在绳槽中处于松弛状态，负载后钢丝绳被拉紧，钢丝绳在绳槽中产生相对滑动，特别是由于起重机载荷变化，钢丝绳的弹性伸长也随之有了较大的变化，故使钢丝绳在绳槽中反复产生相对滑动，从而造成绳槽磨损。
（2）危害
①钢丝绳的磨损会造成钢丝绳失效，并非钢丝绳突然断裂，往往表现为累积式的断丝、断骨和直径缩小，以致绳的强度逐渐降低，最后达到极限而破坏；②吊钩磨损，减少有效承载截面积，降低承载能力，影响正常使用，带来安全隐患。吊钩开口处于危险断面磨损超标，易引起钩的断裂；③卷筒如果磨损超标，易造成卷筒破坏；如果卷筒键磨损严重，易造成键脱落、剪断，严重者会造成重物坠落。
三、造船门式起重机防腐及防磨措施分析
1、涂装油漆
（1）比常规油漆涂装工艺多1层底漆，从而具有更强的防腐性能。底漆漆膜中含有较多的锌粉，为底材提供较好的阴极保护作用。
（2）起重机表面各涂层间有较好的附着力，其测试值高于标准2倍。
（3）新工艺规定油漆施工中的质量控制点如下：①底材表面处理须达到国际标准化组织ISO8502-3：1992《涂料和有关产品使用前的钢底材处理——表面清洁度的视觉评价标准》中的Sa2.5级；②喷涂前对施工中不易喷到的部位进行有效预涂，确保干膜总厚度；③在无机富锌油漆施工中保证漆膜混合均匀，无机富锌底漆干膜的厚度尽量控制在55～之间，油漆施工完毕后对漆膜表面进行定时洒水（每隔）以加速漆膜固化，待漆膜固化后才能进行下道油漆施工；④严格控制钢板油漆涂装（包括补漆）工艺，例如，对环境温度、湿度、各层油漆涂装时间等进行准确记录；⑤避免将小件随意焊接到主结构上，杜绝现场焊接打磨，以免产生浮锈。
2、电气、液压元器件的防腐、防磨措施
户外罩壳、电缆槽、托架、接线箱、接头、油箱等均采用316L不锈钢材质，以增强其防腐性能以及耐磨。
3、紧固件的防腐、防磨措施
（1）M14及以下尺寸螺栓材质应使用防腐、防磨等级较高的316L不锈钢材质；
（2）螺母下增设垫片，避免螺母与钢板直接接触，以防止在旋紧螺母时破坏表面油漆。
4、梯子、平台及栏杆的防腐、防磨措施
（1）踏步及走道格栅使用玻璃钢材质。该材质在满足使用强度的前提下，具有质量轻、不易产生浮锈的优点。
（2）栏杆使用实心圆钢；梯子、栏杆及平台经整体热浸锌加工后再涂油漆，以增加防护；斜梯和直梯使用装配式，以减少焊接点。
5、结构件的防腐、防磨措施
（1）对易锈蚀部位采取箱体密封措施，对易锈蚀部件的设计应以方便检查、维护和更新为标准之一；
（2）设置排水装置，保证漏水孔畅通，避免局部积水。
四、加强造船门式起重机安全性的主要措施
通过上面对于造船门式起重机腐蚀以及磨损方面的分析，可以看出起重设备从设计、制造、储运、安装调试到使用、维修保养和检验检测每一个环节都不应有任何疏忽。造船门机的安全管理是一项复杂的系统工程，故应按照系统科学的原理综合整治。各个环节的相关单位必须健全安全生产责任制，提高企业领导、管理人员和其他人员的安全意识。设计、制造、储运环节要建立完善的质量保证体系，确保产品质量合格。使用单位应加强操作人员安全知识、技能的培训，严格按照规程进行操作，并加强设备维护保养工作，消除设备缺陷和安全隐患。维修人员必须保障维修质量。
参考文献
[1] 杨治方.特大型造船门式起重机的结构行为与优化研究[D].石家庄铁道大学，2014-06-01.
[2] 徐鹏程.造船门式起重机安全保护系统的思考[J].机械研究与应用，2013-06-30.
[3] 李屹东.基于疲劳失效的造船起重机金属结构安全性评价[D].浙江大学，2012-11-01.