装卸臂主要部件解析

装卸臂主要由组合式旋转接头、输送臂、配重机构、转向机构及支承立柱组成。组合式旋转接头是装卸臂能补偿LNG船起伏、摇晃的装置，应能准确、快速地与LNG船上的接口进行连接或脱卸，并能自由旋转，以补偿不同方向的位移。当接头连接好以后，即使船舶在装卸过程中产生摇晃或上下起伏，装卸臂可以随着船舶的运动，在三个方向进行相应的调整。

低温旋转器是组合式旋转接头中的关键部件，不仅要能承受LNG的低温工作环境，而且要能够轻松地转动，还要有良好的密封性。低温旋转器采用具有聚乙烯树脂作唇边的不锈钢密封结构，通过不锈钢弹簧的压紧力形成密封。通常采用两道内密封，一道为主密封，另一道为辅助密封。另外设置有水密封，目的是为了保护旋转轴承。

1.快速连接装置

快速连接装置（Quick Connect/Disconnect Cou-plers，QCDC）是在装卸臂的组合式旋转接头的法兰与船上装卸口法兰对接准确以后，对连接法兰实施压紧的装置。是一种由液压驱动的夹紧装置。操作方式有手动操作和无线电遥控操作两种。

（1）手动快速连接器 用液压驱动的快速连接器来实现装卸臂与船舶装卸口的对接，手动快速连接器是通过手动操作的方式，把装卸臂法兰和甲板上装卸口的法兰牢固地连接在一起。由于是通过专门的夹具来实施夹紧，不需传统法兰连接时使用的螺栓和螺母，因此可以实现快速的连接。只需要传统操作方式十分之一的时间。当装卸臂或连接器在向目标位置移动时，连接器上的摩擦装置控制夹具处于张开的状态，每个夹紧爪的夹紧力是独立的，确保了连接的密封性。手动快速连接器能快速取下和更换，也能很方便地装到法兰上。图8-92为手动快速连接装置。

图8-92 手动快速连接装置

（2）液压快速连接器

图8-93为液压快速连接器。它是装卸臂系统中的一个集成部件，可以将多个装卸臂在几秒的时间内完成液压定位和连接。独立的双向液压马达驱动螺杆，可用每一个夹具把法兰平面绝对夹紧，夹紧以后则不需要动力维持。如果出现停电的情况，夹具可由手动开启或夹紧。连接时可以在岸上的操纵室内操作，也可以用船上携带的便携式远距离操纵盒，操纵盒有电缆与岸上操作室相联。液压装置可提供足够的压力，保证连接处的密封性。

图8-93 液压快速连接器

操纵箱可对不同的装卸臂进行移动、快速连接和快速脱离的操作，也可以通过操纵盒上的“RemoteOn—Off”开关转移到岸上的操作室控制，也可采用无线电远距离控制。

2.紧急脱离装置

紧急脱离装置如图8-94所示。它是为了在紧急状态下使船舶和装卸臂快速分离的安全装置。在进行LNG装卸操作的过程中，如果船舶上或者码头上万一发生火灾，或者其他事故，将影响到安全时，需要将船舶和装卸臂快速脱离，使船舶能尽快驶离码头。紧急脱离装置由两个阀门和动力驱动装置组成。双球阀型紧急脱离系统（DBV+PERC）、双蝶阀型紧急脱离系统（DBFV+PERC），是卸货系统中的关键设备，连接要快捷，密封性要好，在紧急状态下能迅速脱离，以便让LNG能够迅速离开码头。LNG接收站的卸货臂与蒸汽返回臂的比例为3∶1。大多数的卸货臂的外径为400mm，也有外径为300mm或更小一些的。紧急脱离系统设计制造规范：①按照OCIMF1999标准；②EN1474—1997版；③SHELL 77/306标准（允许泄漏量：≤0.40L/min）；④设计压力1.9MPa；⑤设计温度-165℃；⑥满膛阀门间的存液量7.9L。

图8-94 紧急脱离装置

a）双球阀型 b）双蝶阀型

3.旋转接头

图8-95所示为用于LNG装卸臂的低温旋转接头，它是装卸臂的关键部件。装卸臂工作时，LNG船会有一定幅度的飘移和晃动，装卸臂随着船体的移动和摇摆作出相应的移动，就像人的手臂一样能够移动自如。臂上设计有像关节一样可以自由转动的旋转接头，这种接头在LNG的低温状态下不仅能自由旋转，而且仍然有良好的密封性。旋转接头应具备以下功能：氮气吹扫通道、密封性检测接口、转动平稳、嵌入式滚珠轨道、可靠的密封性和及时复位能力。

OCIMF规范第12.5条（海上卸载臂的设计与施工规范，1999年，第3版），对卸料臂的旋转接头的测试内容和要求有具体的规定，主要的测试项目有：①局部真空测试；②旋转测试；③环境温度下的强度试验；④最低设计温度下的强度试验；⑤氮气冲扫测试。

图8-95 用于LNG装卸臂的低温旋转接头

（1）局部真空测试

1）局部真空测试的测试要求

①水压测试压力/保压时间：3MPa（DPx1.5）/30min。

②真空测试绝对压力/保压时间：51.5kPa/5min。

③在真空测试压力/保压时间后的操作压力：2MPa（DP）/30min。

④测试温度：环境温度。

⑤用于静水压和操作压力测试的测试介质：水或甲醇。

2）测试程序

①用规定的测试介质，使旋转接头的压力达到液压测试的压力水平（3MPa）。

②在30min的静置时间内，对焊缝、法兰连接处，以及旋转接头进行检查并确认没出现变形、损坏及表面渗漏现象。

③清除所有测试压力和介质。

④使旋转接头的绝对真空水平在2MPa，并维持5min。

⑤在操作压力（2MPa）下，对密封性进行确认。

⑥30min的保压时间后，检测并确认旋转接头没有出现任何表面渗漏。

（2）旋转测试 旋转接头的渗漏测试需要在以下的旋转状态下进行：

1）旋转：最少每0.1Hz±5°。

2）内压：设计压力2MPa。

3）测试温度：环境温度。

4）测试介质：水和甲醇。

5）测试时间：20min。(www.xing528.com)

在测试时间，需要进行检查和确认没有任何表面渗漏。

（3）环境温度下的强度测试

1）强度测试的要求

①测试温度：环境温度。

②设计压力（内压）：2MPa。

③测试介质：水或甲醇。

④旋转接头的设计联合负荷（Fc_A）：700kN。

⑤试验负荷系数（T_LF）：第一阶段1.5；第二阶段2.0；第三阶段3.0；第四阶段1.5（针对液化气）。

⑥测试负荷（Fc_T）：Fc_AT_LF。

⑦测试保压时间：5min。

2）测试程序

①把用于测试的旋转接头和一根梁，安装在测试固定装置上。

②把测试介质灌入旋转接头，并加压到设计压力。

③对负荷缸加压，直到压力水平达到第一阶段。

④负荷和内压需要维持最少5min。

⑤清除外部负荷、压力和测试介质。

⑥拆下测试旋转接头，并检验其滚珠座圈是否有剥蚀。

⑦记录其最大的剥蚀痕迹。

⑧重装互动接头。

⑨重复上述步骤①～⑦，并把压力按阶段进行调整。

（4）设计温度下的强度试验 在最低设计温度下进行的强度测试，其测试方法与在环境温度下进行的略有差别：

1）测试温度：最低设计温度-165℃。

2）测试介质：液氮（冷却）、氮气（加压）。

3）容许泄漏标准：17.5mL/min.cm×46.5cm（按直径）=814mL/min

（5）氮气冲扫测试

1）氮气冲扫测试的测试

①氮气冲扫压力：表压4kPa。

②内压：液氮汽化压力小于0.5MPa。

③测试温度：最低设计温度-165℃。

④结冰层厚度：10mm。

2）测试程序

①开启氮气冲扫系统。

②旋转接头旋转最少±5°。

③监察和维持氮气压力，直到旋转接头的温度恢复到环境温度。

④把液氮灌进接头，并稳定在设计温度。

⑤对接头喷水，直到冰层厚度达到10mm；然后保持温度1h。

⑥从旋转接头进行吹扫氮气。

⑦停止旋转接头。

⑧允许旋转接头恢复到环境温度并外部干燥。

⑨拆下旋转接头，并进行内部检查。