海洋平臺設備定期智能檢測及維護保養(yǎng)

張澤茜，何廣華

（哈爾濱工業(yè)大學（威海），山東 威海 264200）

0 引言

目前，我國資源不斷被勘探和開發(fā)，海洋平臺設備的使用，是為了推進海洋資源的開發(fā)。隨著船舶建造技術的快速發(fā)展，海上平臺設備更加先進。近幾年，海洋平臺在使用過程中，不可避免的會出現(xiàn)故障問題，比如船舶運輸與平臺碰撞、海洋平臺設備與設備故障等，無論是深海還是淺海區(qū)域，這種碰撞都會發(fā)生[1]。因此，為了保證各種海洋平臺設備的合理使用、安裝和維護，使其處于最佳的工作狀態(tài)，提出了海洋平臺設備定期智能檢測及維護保養(yǎng)措施，由此保證海洋平臺的安全和穩(wěn)定。

1 海洋平臺設備定期智能檢測

1.1 電氣設備定期智能檢測

對于電氣設備定期智能檢測，需要從以下方面開展：

1）配電箱智能檢測。外觀及結構檢查。配電箱體外表面應噴涂無眩光、無反光的覆蓋層，該覆蓋層表面不能出現(xiàn)氣泡、裂紋、流痕等表面缺陷；配電箱的門可任意開閉，且角度不低于90°；對于低壓配電箱柜內，母線應該無毛刺和錘痕，接觸面必須平坦，各個相序應該符合要求[2]。配電箱中的電器和附屬設備的額定電壓、額定電流、使用壽命、通斷能力、短路強度和安裝方法都要符合規(guī)定。保護電路連續(xù)性試驗，要檢查各連接線路的接線狀況，并測得其主接線和保護線路的任意一點的電阻，不得超過0.01Ω。通電操作試驗，在進行試驗之前，先要對裝置的內部線路進行檢查。當全部配好后，副線路運行5次，在85%和110%的額定電壓下運行。所有電氣設備的操作和顯示都要按照電路圖的要求進行，各個電氣部件的操作要靈活。介電性能試驗，相間、相對、副線路接地的測試電壓是國家規(guī)定的測試電壓，在使用帶有電氣元件和絕緣材料的外部操縱把手進行測試時，裝置的機架未接地，將把手包上金屬箔片，再在金屬間即金屬薄片和帶電元件施加1.5倍的測試電壓。

2）報警裝置智能檢測。目前，大部分的報警器都是通過TCD探測儀來實現(xiàn)對海上平臺設備的智能探測，然后再由控制器進行分析和判定，發(fā)出報警信號。TCD檢測器與報警裝置之間存在一定的距離，由于 TCD探測器的信號較弱，因此控制器只能接收到很少的信號，甚至不能被接收，不能進行正確的分析和判斷，從而影響到智能探測和報警系統(tǒng)的可靠性。為此，需對報警裝置進行智能檢測。

TCD探測器將檢測到的氣體濃度信號通過差分接收回路進行差分均衡放大，然后由逆變器進行放大[3]。經(jīng)過增益放大，負極性信號與后續(xù)的輸出回路的阻抗相匹配，然后再由反饋調節(jié)回路來調節(jié)差動接收器的增益，使得輸出信號在有效的接收區(qū)域內流經(jīng)控制器，以補償在發(fā)送時信號的衰減、信號自身的微弱，從而對控制器所接收的信號進行正確的分析和判定，增強智能探測報警設備的可靠性。

3）電纜線路智能檢測。對于電纜線路的智能檢測，主要從施工工程所需的電纜、橋架、導體板、切割焊接電纜線軸等方面出發(fā)，檢查焊接過程中可能出現(xiàn)的問題，對于集中控制臺、變壓器的安裝，應及時采取保護措施。當電纜線路鋪設一段時間后，需對工程使用的物料進行定期保養(yǎng)，檢驗其質量，并獲取相關檢驗證明。在對電纜橋架進行檢查時，應重點關注電纜型號和規(guī)格，查看其是否與圖紙一致，嚴格按照施工圖紙內容檢測每一個鋪設環(huán)節(jié)[4]。為了達到防雷、防雨的要求，甲板上的開孔必須保證其結構不受損壞。電纜線路鋪設時的孔洞，其直徑大小與位置也應與圖紙保持一致。

4）電機智能檢測。電機是鉆井、修井的動力輸出者，也是海上平臺的動力輸出者。由于該平臺位于海洋的中心地帶，環(huán)境條件差，交通不便，因此對電機的維修有了更高的要求。電機組成結構復雜，主要包括定子、轉子、線圈等，電機故障主要是因為管理人員日常檢測工作存在一定問題而造成的，所以為了避免這種故障類型的發(fā)生，減少修理費用。從智能角度出發(fā)，通過看、聽、摸、聞、測可以預防和避免該類型故障的發(fā)生，減少修理費用[5]。

定期查看：每日巡視時，有關人員應留意電機工作電流的大小及變動，留意四周有無水珠，電機絕緣會不會因低擊穿而燒毀；留意電機外部有無影響其通風及散熱的物件，并檢查風扇端蓋、風扇及電機外殼是否過于骯臟，以確保其散熱。

智能探聽：認真細聽電機運轉聲音，由于海洋平臺環(huán)境噪聲較大，需要借助各種工具，并貼近電機，通過聲音才能判斷電機運行情況。根據(jù)判斷結果，及時作出相應處理措施，避免電機被燒壞。特別注意的是定子的氣隙不均、三相電流不平衡、鐵芯松動、軸承缺油、滾珠運動不規(guī)律等均可引起異常聲響。

定期觸摸：用手背來檢查模具電機的殼體溫度情況，當軸承狀況良好時，其末端撇度應低于中間繞組的溫度。如果兩端軸承溫度較高時，需要結合看和聽的結果來檢查軸承。當電機溫度總體偏高時，需要結合電機的工作電流及時檢查電機負載和通風情況，電機溫度升高的等級是由電機絕緣材料的絕緣等級所決定的。

定期聞味：通過聞電機的氣味也能判斷及預防故障發(fā)生。若有特別的涂料氣味，則表示電機內部溫度太高。若有強烈的焦味，說明絕緣層破裂或線圈電阻燒壞。

智能測試：每隔一段時間，用絕緣計來測量接地或相之間的電阻。如有絕緣缺陷，應進行烘焙，以改善其絕緣性能，避免因絕緣過低而使線圈擊穿并燒毀電動機。因海上環(huán)境濕度較大，不要輕易關掉電加熱電機的電熱開關。在塢修過程中，受到冬天溫度和潮濕天氣影響，應特別注意電動機的防水、防潮。在空曠、潮濕的環(huán)境中，應尤其重視電動機的防水性能。如果電機受到嚴重的濕氣或水花影響，在使用之前應先認真地檢查。當電機在拖動時，會受到波浪沖擊，并有飛濺水花。在停機狀態(tài)下，保護罩能相對地確保電動機的隔熱性能。若發(fā)現(xiàn)電機浸在海水中，應拆卸電機，將轉子取出，用60℃～70 ℃的溫水反復沖洗，再用壓縮空氣烘干，再由電機定子兩端烘焙，直至電機絕緣恢復正常為止。在電機運行過程中，各相電流與平均偏差的誤差不應超過10%，如果每相電流差過大，就會產(chǎn)生匝間短路。

1.2 機械設備定期智能檢測

對于機械設備定期智能檢測，需要從機械設備外殼破損和設備吊裝環(huán)節(jié)方面，對機械設備進行定期智能檢測。

1）機械設備外殼破損情況智能檢測

機械設備外殼的破損會危脅到設備的安全，比如某些特殊的設備，外殼的構造是由一種特殊的材料制造而成，防御力非常高。一旦外殼受損，就會喪失抵抗能力。在某些危險的操作中，很容易以外殼為突破口，使整個裝置徹底癱瘓，從而危及海洋平臺的正常工作。

對機械設備，在安裝前要檢查有沒有出廠問題，如有問題要及時更換，以保證不存在安全隱患。檢驗內容為：機器設備及附件的型號、設備及附件數(shù)目、零件是否完好、是否有損壞、底座與底座的焊縫是否正確、油漆是否均勻、設備狀況是否完好。對每個項目進行檢驗，準確地記錄檢驗結果，解決問題。在裝配過程中，要根據(jù)圖紙和部件的特性進行，不要依賴經(jīng)驗，在安裝完畢后，要保證裝置的穩(wěn)定性。

2）設備吊裝環(huán)節(jié)智能檢測

應對設備吊裝環(huán)節(jié)進行嚴格控制。為了設備吊裝過程能夠安全使用，需在吊裝過程中，使用卡箍或索具，該過程需要經(jīng)歷嚴格的檢查，保證吊裝過程不會出現(xiàn)松動或損壞。為了保證該檢測過程的順利進行，需選擇合理的吊裝環(huán)和吊裝設施。在多臺設備協(xié)同作業(yè)過程中，應注意吊裝的順序，加強對參與吊裝工人的安全操作技能的培訓，使其清楚責任，確保理解相關的安全技術。在對吊耳進行強度檢驗時，要結合現(xiàn)場實際情況，對其形狀和位置是否符合設計的要求進行檢驗，以保證安全運行，確保施工的順利進行。

1.3 危險區(qū)域定期智能檢測

對于危險區(qū)域進行的定期智能檢測，主要檢測以下內容：1）檢查電纜敷設長度是否滿足防爆要求；2）檢測危險區(qū)域的電氣接地情況是否滿足安全使用要求；3）電氣設備安裝質量是否滿足等級要求，這3項是危險區(qū)域定期智能檢測的重點任務。

1.4 設備焊接質量定期智能檢測

設備焊接質量檢測包括無損檢測和破壞性檢測，其檢測的側重點各不相同。其中非破壞性檢測技術主要用于對設備的焊縫進行外觀檢測、無損檢測、氣密性檢測，這在設備外部缺陷探查與檢測中起著至關重要的作用。

2 海洋平臺設備定期智能維護保養(yǎng)

在海洋平臺中，通常會有1套完整的維護保養(yǎng)計劃，以保證設備的正常運行。海洋平臺的負責人將根據(jù)平臺的特性，以及各種機器設備的狀況，選用適當?shù)木S修方法，以保證各種設備正常工作。因此，從電氣設備定期智能維護保養(yǎng)、機械設備定期智能維護保養(yǎng)2個角度展開詳細分析。

2.1 電氣設備定期智能維護保養(yǎng)

首先，對海洋平臺的電氣設備進行維修，應對其進行性能檢測，并對各元器件、電路的完整性進行全面的檢查，以保證其正常運行。其次，重點考察電力設施與其它專業(yè)的協(xié)作，電力設備的安裝、施工等專業(yè)交叉，必須對電纜與其它管線的安全間距進行嚴格的控制。實際的安全距離應該與蒸汽、熱管的管徑及溫度有關。在電氣控制柜、配電箱、報警控制箱等的上面和后面，應查看是否存在可能泄漏液體的管子，一旦發(fā)現(xiàn)，要及時進行調整。

對海洋平臺電氣設備進行智能維護保養(yǎng)，必須滿足下列條件：外檢的重點在于檢驗機器的進料裝置是否正常，銘牌、招牌上的資料是否清楚，資料是否完整。在海洋平臺的內部和電氣設備的檢查中，要特別小心，避免再次發(fā)生故障。拆下后，如果發(fā)現(xiàn)有銹蝕且很難拆下，可先涂上松散劑，然后慢慢地將其拆解。在實際拆解過程中，如果設備比較復雜，為了避免部件遺失，應將部件按序號依次拆解，并在裝配過程中依次裝配。

2.2 機械設備定期智能維護保養(yǎng)

對于機械設備定期智能維護保養(yǎng)，要做好設備安裝之前的檢驗，包括設備和零件的型號和數(shù)量是否與包裝清單相符，是否有損壞、腐蝕等問題，并將檢驗結果進行記錄，對設備基座和基座的焊接制造精度、油漆一致性和完成狀態(tài)等進行全面的檢驗，確保所有的工作都達到平臺工作的規(guī)范，并嚴格按圖紙進行，同時要注意調整撬塊，以保證裝置的穩(wěn)定。另外，設備的安裝必須以設備的完整性為先決條件，獨立的儀器部件必須在設備本體完工后才能進行。

3 實驗

為了對海洋平臺設備定期智能檢測及維護保養(yǎng)方法研究的合理性進行驗證，進行了實驗分析。對船舶海洋平臺設備樁靴裂紋損傷和平臺完整狀態(tài)進行模式識別，結果如表1所示。

表1 船舶海洋平臺設備樁靴裂紋損傷和平臺完整狀態(tài)模式識別

通過對船舶海洋平臺設備樁靴裂紋損傷和平臺完整狀態(tài)研究，能夠對剛度衰減、板厚減小和完整狀態(tài)進行精準識別。

4 結語

海洋平臺機械設備安裝、使用、維護、檢查直接關系到海洋平臺的安全性，我國海洋平臺各種資源的開發(fā)步伐越來越快，有關技術也越來越成熟。相信在今后的發(fā)展中，將會有更多的先進的設備和技術被用于海洋平臺開發(fā)與船舶運輸過程中，從而有效地促進了我國海洋石油鉆井平臺的運行。目前海洋平臺發(fā)展很快，為了保證平臺的正常使用，保證平臺的安全和穩(wěn)定，必須加強對平臺的檢查、安裝和維護，以保證平臺的各種功能。海上平臺運行狀況良好，有利于海上作業(yè)的有效開展。