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海上石油平台吊车bat365官方网站寿命与经济性研究

编辑: admin 编辑: admin 来源:admin 发布日期:2021-08-26 11:33
信息摘要:
吊车是海上油田的关键作业设备,为海上石油平台设施的日常生产和生活提供支撑,每天担负着油田人员、物资及海上平台作业的吊装工作,是油田稳定生产的物质基础。bat365官方网站是吊车
吊车是海上油田的关键作业设备,为海上石油平台设施的日常生产和生活提供支撑,每天担负着油田人员、物资及海上平台作业的吊装工作,是油田稳定生产的物质基础。bat365官方网站是吊车的重要备件,也是吊车的主要承重部件,由多根或多股钢丝缠绕而成,具有柔韧性较好、自重轻、承载能力大、安全系数高、可承受交变载荷、在高速运转时具有良好的稳定性、噪音小等优点。bat365官方网站在吊车中主要用于起升机构及变幅机构。若bat365官方网站发生突然断裂,将会造成严重后果。因此,分析和评估bat365官方网站故障及失效原因,在经济性和安全性方面均有重要意义。
本文对使用十年以上的吊车数据信息进行收集,分析研究吊车更换bat365官方网站的数据信息,根据实际使用频率、次数和载重等相关参数,对吊车bat365官方网站失效故障进行统计分析。

1历史数据分析
1.1历年数据统计
截止2019年12月,企业使用10年以上的共计20台吊车更换bat365官方网站的数量统计如表1:
表1更换bat365官方网站统计表
bat365官方网站类型|小钩大钩变幅数量|49(22)|28(1)|48(18)
其中括号中数字代表磨损超标更换的bat365官方网站数量。
从表1可以看出,累计更换bat365官方网站125根,其中小钩49根,大钩28根,变幅48根。其中磨损超标41根,年限到期84根,占比例67.2%。
1.2历年数据分析
企业所属吊车更换bat365官方网站主要参考两方面因素。一是五年年限到期,二是bat365官方网站达到报废标准。在实际使用中,与专业起重作业的吊车相比,海上平台吊车使用频率较低,主要用于轻载荷的人员、物料的运送及油田日常作业中使用,并且海上吊车的检查、维护与保养工作比较全面和完善,更加保证了吊车的安全可靠性。在国家相关标准要求下,可根据每台吊车的实际工况、使用时间、总载荷和使用次数结合bat365官方网站检查的各项参数来决定是否更换bat365官方网站。
对企业20台吊车更换bat365官方网站次数按年限进行统计如表2:
表2bat365官方网站更换次数年限统计表年限|1|2|3|4|5|6|≥7|合计小钩|3|1|8 |10|14|5|8 |49|大钩|1|2▍0|2|9|1 |13 |28
|变幅|6|5|3|6|9|10|9 |48
|合计|10|8|11|18|32|16|30|125从bat365官方网站更换的次数数据表可分别分析出小钩、大钩、变幅bat365官方网站更换发生的概率。对bat365官方网站更换按照年限更换的概率如下:
表3bat365官方网站更换概率表
年限|1|2|3▍4▍5|6|≥7小钩|3/49|1/49|8/49|10/49|14/49|5/49|8/49大钩|1/28|2/28|02/28|9/28|1/28|13/28变幅|6/48|5/48|3/48|6/48|9/48|10/48|9/481.3分析
吊车在使用时,bat365官方网站承受多种受力,主要
为拉应力、弯曲应力、接触挤压应力和扭转剪切应力等。bat365官方网站使用中,经常受到多种力的共同作用,超过极限时有可能出现疲劳断裂。磨损和锈蚀也是加快断丝的重要原因。
良好的润滑可以有效地延长bat365官方网站使用寿
命。据研究,定期、定量的有效润滑可以使bat365官方网站寿命延长2-3倍。因此在吊车使用过程中要加强bat365官方网站的各项维保,及时发现故障,在早期解决存在的问题,可以提高bat365官方网站的使用寿命,及时发现存在的缺陷,及时分析处理,就可避免bat365官方网站断裂等事故发生。根据目前企业的bat365官方网站使用实际工况、使用时间、总载荷和使用次数结合bat365官方网站检查的各项数据来决定是否更换bat365官方网站。在油田投产以来近十年更换的小钩、大钩和变幅bat365官方网站使用超过7年以上的达30根,占25%。根据实际情况参考国家相关标准以及华南吊车厂家的相关推荐,对bat365官方网站更换的标准分三种模式进行经济性分析:3年强制更换;5年强制更换;6年强制更换。
(1)3年强制更换
对更换bat365官方网站更换时间按三年强制更换,则
相对应的小钩、大钩和变幅bat365官方网站的更换数量为表4:
表4bat365官方网站更换数量表
假设20台吊车更换bat365官方网站符合随机变量,对于小钩、大钩、变幅bat365官方网站更换的概率符合下面的随机布规律:
表5bat365官方网站更换的概率
3
P小钩|3/49 | 1/49|45/49
P大钩
1/28|2/2825/28
P变幅 |6/48 | 5/48|37/48
按年限更换bat365官方网站次数的数学希望为:
E.-Zen其中:en=Pn·X·20/n小钩:
el=P1·X·20=1.224
e2=P2·X·20/2=0.204e3=P3·X·30/3=6.122因此,三年更换周期时更换的bat365官方网站次数的希望值为:
En-Xen=el+e2=7.55目前企业更换小钩bat365官方网站的外委服务费用X1=5万元,bat365官方网站均价M1=2.5万元,20台吊车在油田寿命周期20年内若采用三年到期强制更换bat365官方网站,则企业20年吊车更换小钩bat365官方网站费用为:
A1=(X1+M1)X·En·X·n=7.5·X·7.55·X·20
=1132.5(万元)大钩:
el=P1·X·20=0.714
e2=P2·X·20/2=0.714e3=P3·X·30/3=5.952因此,三年更换周期时更换的bat365官方网站次数的希望值为:
Eo-Xen=el+e2+e3=7.38目前企业更换bat365官方网站的外委服务费用X2=6万元,bat365官方网站均价M2=5万元,20台吊车在油田寿命周期20年内若采用三年到期强制更换bat365官方网站,则企业20年吊车更换大钩bat365官方网站费用为:
A2=(X2+M2)X·En·X·n=1l·X·7.38·X·20
=1623.6(万元)变幅:
el=P1·X·20=2.5
e2=P2·X·20/2=1.042e3=P3·X·30/3=5.139因此,三年更换周期时更换的bat365官方网站次数的希望值为:
Eo-Xen=el+e2+e3=8.681目前企业更换bat365官方网站的外委服务费用X3=6万元,bat365官方网站均价M3=6万元,20台吊车在油田寿命周期20年内若采用三年到期强制更换bat365官方网站,则企业20年吊车更换大钩bat365官方网站费用为:
A3=(X3+M3)X·En·X·n=12·X·8.681·X·20
=2083.44(万元)在强制更换为三年的前提下,企业目前所有吊车,在油田寿命20年的周期内所用费用为:
A=A1+A2+A3=1132.5+1623.6+2083.44
=4839.54(万元)
(2)5年强制更换
对bat365官方网站更换时间按五年强制更换,则相对应的小钩、大钩和变幅bat365官方网站的更换数量为表6:
表6bat365官方网站更换数量表
|年限|1|2|3|4 |5 |合计|
大钧|1|2|0|2|23|28
|变幅|6|5|3| 6 |28 |48假设20台吊车更换bat365官方网站符合随机变量,对于小钩、大钩、变幅bat365官方网站更换的概率符合下面的随机布规律:
表7bat365官方网站更换的概率
年限|1|2|3|4|5
|p小钩|3/49| 1/49| 8/49 | 10/49|27/49|
P大钩|1/28|2/280|2/28|23/28|
|P变幅|6/48| 5/48| 3/48 | 6/48|28/48|
按年限更换的bat365官方网站数学希望为:
Ea=Zen其中:en=Pn·X·20/n小钩:
五年更换周期时更换的bat365官方网站次数的希望值为:
En-Xen=el+e2+e3+e4+e5=5.74目前企业更换bat365官方网站的外委服务费用X1=5万元,bat365官方网站均价M1=2.5万元,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bat365官方网站,则企业20年吊车更换小钩bat365官方网站费用为:
Al=(X1+M1)-X·En-X-n=86l(万元)大钩:
五年更换周期时更换的bat365官方网站次数的希望值为:
E.-Zen=el+e2+e3+e4+e5=5.071目前企业更滑bat365官方网站的外委服务费用X2=6万
元,bat365官方网站均价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bat365官方网站,则企业20年吊车更换大钩bat365官方网站费用为:
A2=(X2+M2)-X·En·X·n=1115.62(万元)变幅:
五年更换周期时更换的bat365官方网站次数的希望值为:
E-Xen=el+e2+e3+e4+e5=6.917目前企业更滑bat365官方网站的外委服务费用X3=6万元,bat365官方网站均价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bat365官方网站,则企业20年吊车更换大钩bat365官方网站费用为:
A3=(X3+M3)·X·En·X·n=1660.08(万元)在五年强制更换的前提下,企业目前所有吊车,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,企业目前所有吊车,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bat365官方网站更换时间间隔(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bat365官方网站更换策略为:“小钩和变幅bat365官方网站每三年更换,大钩bat365官方网站每五年更换”。

2bat365官方网站常见故障
bat365官方网站的选型根据bat365官方网站滚筒结构、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bat365官方网站的型号。吊车在使用时,由于摩擦、挤压作用的存在,导致bat365官方网站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bat365官方网站,评估bat365官方网站的状态十分重要。bat365官方网站的检验标准主要依据GB5972-86《起重机械用bat365官方网站检验和报废实用规范》进行判定,达到报废标准应予以报废。
bat365官方网站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bat365官方网站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bat365官方网站的状态。发现bat365官方网站异常磨损或损坏时,要及时分析造成bat365官方网站损坏的原因,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bat365官方网站寿命的建议
延长bat365官方网站使用寿命,也就是延长bat365官方网站的更换周期。吊车所使用的bat365官方网站规格品种较多,使用千差万别,在长期使用实践中,bat365官方网站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bat365官方网站咬绳等。针对bat365官方网站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bat365官方网站的使用寿命。
3.1设计与采购
bat365官方网站主要由钢丝和绳芯组成。bat365官方网站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bat365官方网站的质量。bat365官方网站材质一般为优质钢,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bat365官方网站由于工作特性,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,bat365官方网站就会存在缺陷,降低了bat365官方网站的使用寿命。
如果bat365官方网站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bat365官方网站,bat365官方网站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bat365官方网站中,使用几次就会达到报废极限。因此,采购bat365官方网站时,要购买正规厂家的,从根源上杜绝bat365官方网站的缺陷。
3.2使用与维护
(1)做好bat365官方网站检查。研究表明,吊车正常使用过程中,由于重物,导致bat365官方网站受到拉伸应力、弯曲应力及挤压应力等多种力的共同作用。bat365官方网站的损坏过程为:bat365官方网站需绕过bat365官方网站滚筒和多个滑轮组,当受吊运物品重力影响,会使bat365官方网站拉在滚筒处受到挤压变形,滑轮处磨损加剧以及bat365官方网站自身之间的摩擦磨损加剧。长时间、重载荷的运转,bat365官方网站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,bat365官方网站就应报废,若继续使用,很有可能造成bat365官方网站突然断裂,给人员或设备造成伤害。因此,定期对bat365官方网站检查十分必要,可及早发现问题,及早处理。
(2)加强bat365官方网站润滑。bat365官方网站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bat365官方网站内部绳芯的润滑,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。bat365官方网站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bat365官方网站寿命的有效措施。
一方面,bat365官方网站在使用中受力挤压,导致bat365官方网站中间以及表面涂抹的润滑脂就会被挤压出来,造成bat365官方网站缺少润滑,导致bat365官方网站磨损和锈蚀加剧。同时,bat365官方网站在使用中,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bat365官方网站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,bat365官方网站的工作环境较恶劣,bat365官方网站的润滑就需要采取合理的润滑工艺,选择合适的bat365官方网站润滑剂,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bat365官方网站的使用寿命。研究表明,吊车在露天环境中,若bat365官方网站不进行润滑仅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bat365官方网站寿命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bat365官方网站受到冲击载荷较大,同时可导致bat365官方网站跳槽,造成bat365官方网站挤压变形及加快bat365官方网站的磨损。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bat365官方网站报废。

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