岸桥集装箱起重机结构件模块化制作标准化研究

摘要：全球一体化使国际贸易空前繁荣，集装箱运输方式成为这波国际贸易中货物运输的主要方式，而岸桥集装箱起重机则是集装箱码头主要装卸货物的器械，岸桥集装箱起重机是集装箱码头主要进提集装箱货物的器械，岸桥集装箱起重机是否先进，直接关系着港口的营运能力，关系着港口的经济效益。通过建立一套合理科学的标准，来规范各个模块化的生产，使各个模块的可替性、通用性的增强，促进岸桥集装箱起重机行业的技术进步、促进岸桥集装箱起重机行业的产业升级，来提高我国港口设备制造业的国际竞争力。
关键词：岸桥集装箱；起重机；结构件；模块化制作
    传统的岸桥集装箱起重机制作方式周期长、投资大、质量受控难，难以适应竞争激烈的市场对设备到货周期短、质量要求高的需求。为了解决岸桥集装箱起重机产品质量问题、降低生产成本、加快设备到货周期，提高企业市场竞争力，采用模块化制作方式是行之有效的途径。传统的岸桥集装箱起重机制造采用现场制作方式，现场制作起重机结构件分总成或整体，起重机各分段在现场拼装。因此，开展岸桥集装箱起重机结构件模块化制作标准化研究具有积极的指导意义，对指导岸桥集装箱起重机结构件模块化制作具有重要的参考价值。
1岸桥集装箱起重机结构件模块化制作标准化存在的问题

1.1设计标准不统一

设计标准不一是岸桥集装箱起重机结构件模块化制作标准化的主要问题之一。目前，各设计人员或设计单位都是凭各自的经验和习惯进行设计，没有统一的标准和规范要求。在模块化制作时，不同的模块的尺寸不一样，接口形式不一样，连接方式不一样，使模块与模块之间的连接不够方便。有的模块在设计时考虑到连接孔，有的模块就没有考虑连接孔，在连接时就要对没有连接孔的模块进行修改。有的模块在设计时预留连接孔的位置和尺寸与其它模块不一致，在连接时就要把模块修改。这样就增加了制作的时间和工作量。在设计时没有考虑到接口形式和连接方式的统一性，给制作和安装增加了难度。设计标准不一是岸桥集装箱起重机整体性能和安全的主要隐患。由于每个模块的设计标准不一样，有些模块的力学性能没有得到很好的体现，在运行一段时间后，起重机整体的受力不均匀，有的模块长期处于疲劳状态，导致结构疲劳损坏的安全隐患。模块设计标准不一，给岸桥集装箱起重机的改造升级带来困难。当需要对起重机进行改造升级时，很难找到合适的模块进行替换、升级，不能很好地实现岸桥集装箱起重机的可持续发展。设计标准不一，给质量控制带来困难。由于设计标准不一，质量检验人员不能制订统一的检验标准和方法，质量控制难度大，就很难保证每一个模块的质量，岸桥集装箱起重机整体的质量和可靠性就得不到保证。

1.2制作工艺差异大

随着港口的发展，岸桥集装箱起重机结构件的模块化制作已经非常普遍，涉及到的工艺也比较多，比如切割、焊接、涂装等。不同厂家或制作车间模块制作的工艺水平也参差不齐。在切割工艺上，有些厂家采用数控切割，切割速度快、质量好；而另一些厂家则采用人工火焰切割（如图1所示），切割质量无法保证，尺寸误差较大。不同的制作工艺会影响模块的制作质量。焊接也是这样，焊接质量的提高会提高结构件的强度和刚度。不同的焊接工艺参数、焊接方法、焊接人员的水平都会造成不同的焊接质量。有些厂家有严格的焊接工艺卡、质量卡等管理制度，焊接质量能得到保证；而一些小厂家则因缺乏专业的焊接设备和焊接人员，焊接质量无法保证，很容易出现焊接气孔、焊接裂纹等质量问题，影响起重机的使用寿命和安全。涂装的差异也是比较大的。一个好的涂装可以防止结构件生锈和腐蚀，可以延长结构件的使用寿命。而不同的厂家涂装材料的选用、涂装工艺的执行等方面都会有所不同，涂装效果也就相差甚远。一些厂家为追求利润最大化，使用的是质量较差的涂装材料，或者涂装工艺不过关，涂层的附着力和耐腐蚀性不强，在恶劣的使用环境中涂层容易脱落和生锈。

图1 人工火焰切割

1.3质量检测体系不完善

目前，岸桥集装箱起重机结构件模块化制作缺乏完善的质量检测体系。首先，没有统一的质量检测标准。目前，不同的企业或地区都有自己的质量检测标准、方法，这造成在进行质量评估和验收时，可比性差。比如，不同标准对结构件的质量指标要求不同，有的要求严格，有的要求宽松。不同的检测标准就会导致质量检测结果不同。其次，质量检测方法落后。目前，很多企业还是采用人工检测的方法，这种方式效率低，而且受检测人员的主观因素影响大，检测结果不够准确和可靠。虽然有一些先进的检测方法，如无损检测、激光扫描检测等已在部分企业得到应用，但目前运用的还不是很广泛。最后，质量检测点少。在结构件模块化制作过程中，检测人员往往重视对制作出来的结构件模块本身的检测，而对制作过程中的制作过程中的检测重视不够。这样就造成一些制作过程中的质量问题到最终的制作出来的结构件模块检测时才被发现，这样被发现的质量问题纠正已来之不易，成本高，且会影响整个项目的进度。而且，一些关键部件和隐蔽工程的检测不到位，容易留下安全隐患。

2岸桥集装箱起重机结构件模块化制作标准化优化措施

2.1建立统一设计标准体系

因缺乏统一的设计标准，岸桥集装箱起重机结构件模块化制作难度较大。建议借鉴汽车行业的模块化生产经验，首先由行业协会牵头，联合集装箱起重机制造商、设计院所和专家共同制定集装箱起重机各模块的设计标准，明确各模块尺寸公差、接口形式、连接方式、力学性能等方面的要求，如不同规格起重机结构件模块的长度、宽度、高度公差，连接螺栓规格及螺栓间距等。然后采用数字化设计技术，制定标准化设计模板和设计数据库，设计人员在模板的基础上进行创新设计，同时可快速检索和调用设计数据库中符合标准的设计参数和模型，最后建立设计审查机制，对设计进行把关，不符合标准的图纸要求设计人员修改，确保模块的标准化，从而提高模块间的兼容性和互换性，降低制作成本，提高集装箱起重机质量。

2.2规范制作工艺流程

随着科学技术的发展，一些原来落后的工艺方法已被淘汰，取而代之的是一系列先进的方法和技术，如数控火焰切割、数控等离子切割、自动化焊接等。我们应在生产中采用先进的方法和技术。同时，还要有相应的工艺操作规程来指导制作人员的操作，明确规定各工艺环节的操作方法和质量要求。比如，在焊接工艺中，规定焊接电流、焊接电压、焊接速度等范围，焊接前的预处理方法，焊接后的检验方法等。与此同时，需要定期让制作人员参加工艺技术培训，提高制作人员的制作水平和质量意识。同时，还应建立质量追溯体系，对各模块的制作过程，进行详细的记录，一旦出现质量问题，可追溯到具体的制作工序和制作人员。另外，各企业之间还可以加强沟通和联系，相互学习制作工艺，共同提高制作工艺水平。这样，不同企业间的制作工艺差异对模块质量的影响就会降低，模块制作的稳定性也会提高。

2.3完善质量检测体系

完善质量检测体系是保证岸桥集装箱起重机结构件模块化制作质量的关键。首先，制订统一的质量检测标准。行业必须制订结构件质量检测标准，如测量方法、力学性能试验方法、无损检测方法等。模块制作厂家必须有专门的试验室，配备相应的检测设备和人员，按照标准对模块质量进行检测。其次，对制作过程进行质量监控。对关键工艺点进行监控，一旦发现质量缺陷，立即进行调整，将质量缺陷消灭在萌芽状态。如焊接过程的监测，通过监测焊接参数和焊缝质量，指导调整焊接，保证焊接质量符合要求。监测结果也应及时传输到质量检测实验室，作为质量检测的依据。另外，还应建立质量监测和质量检测结果反馈连接，将质量检测结果及时反送到质量缺陷的制作部门，以便采取改进措施。最后，加强原材料和外购质量的检测。模块制作厂家应对原材料和外购件质量进行检验，不符合设计要求的坚决不准使用。通过上述措施，可以提高模块质量的可靠性，降低质量风险。

结束语：集装箱起重机结构件模块化制作标准化是一项具有战略意义和现实意义的研究。通过这项课题研究，我们分析了岸桥集装箱起重机结构件模块化制作的现状及存在问题，制定了岸桥集装箱起重机结构件模块化制作的系列标准，涵盖了模块划分、设计标准、制造工艺、质量检验等方面。系列标准的制定，提高了岸桥集装箱起重机结构件模块化制作的质量，提高了效率，降低了成本，缩 短了生产周期，同时也提高了模块的互换性，方便了岸桥的现场装配及检修，提高了企业的适应性。
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