机械滑环系统维护与管理分析

胡国后

（中海石油有限公司，北京 100010）

1 滑环简介

图1 滑环结构示意图

图2 轴承

截止2012年，中海油有系泊系统15套，14套在用，1套暂废弃，每套系泊系统中均有一套核心的机械设备，即滑环（见图1）；图1中滑环是一个典型代表，由动滑环、静滑环和液压滑油系统三个主要部分组成，图1中间，粉色部分是动滑环，它主要是由三组滚动轴承（见图2）组成；余下部分是静滑环，由三组静支承组成，其中包括机械密封、间隔密封轴承支承环、轴承缩环、轴承压盖等部件；液压滑油系统是滑环的重要附属系统，它是由滑油槽、油泵、缓冲气罐、液压阀、压力表、管线等组成。此处要重点说明的是液压润滑系统还承担着滑油系统的责任。滑环在系泊系统中一般都承载着500吨以上的扭力，所以对轴承的制造质量和液压润滑系统的润滑、缓冲作业也尤为重要。如图3所示，滑油从油槽流出经油泵加压后，分成两路，一路从轴承下表面进入轴承系统润滑滚柱，从上表面流出进入与滑油平衡的系统，另一路从密封上表面流入从密封下表面流出进入与滑油平衡的系统，整个滑油系统最复杂的是滑油平衡系统；由于整个系统不是闭式循环系统，彻底更换一次滑油比较难，工作时间长，所以对滑油的定期取样分析要求非常高。

图3 滑环滑油系统

2 滑环故障历史

2000-2012年中海油滑环系统故障初步统计是37起、随着操作维护人员不断对该机械设备的数据故障率成逐年下降的趋势，滑环故障主要有以下几种类型。

（1）滑油系统故障主要有以下原因：①滑油质量不符合要求，如滑油型号不对、长期不更换、滑油内渗入杂质等等；②滑油压力不够，如滑油缓冲气瓶气压不够、油压泵故障、管线泄漏等等。

（2）滑环轴承故障主要有以下原因：①温度过高：②轴承烧伤；③滚道表面金属剥落；④轴承噪音过大；⑤支撑故障；⑥塑性变形。

3 滑环系统维护管理

通过对故障的分析研究，对于滑环滑油管理和滑环安全状态监测尤为重要。

（1）滑油管理

海油大多的滑环滑油均可按照油品检验制定对各润滑点位置进行油品取样检验，并利用热成像仪对电仪滑环进行检测，每季度一次。润滑脂类的主要是滑环螺栓、压盖等，主要通过铁谱与磨损颗粒分析，对磨损物来源与磨损程度进行评价，现场根据磨损程度评价只能使用加密注油频率替换的手段进行处理。润滑油类主要是滑环滑油系统：主要通过理化指标检验对油品的品质进行监测分析，如发现异常情况，再对油液进行针对性的滤膜与铁谱分析，针对分析结果及时对润滑油进行更换和清洗。通过初步梳理，表1中的内容必须检测。

表1 滑油指标对照表

但是在操作维护的滑油检测工作中，有很多检测工作都不是很到位，图4中将在工作中逐步完善和提高的诊断方法汇总。

图4 油液检测方法

（2）滑环动态监测管理

如图5所示，对于滑环的监测研究也是起步阶段，监测系统必须考虑震动、环境温度、滑油温度、位移、倾角、风速等参数，将这些参数与滑油化验的结果，来结合综合考虑滑环的安全状态。

图5 滑环监测参数

（3）除了要加强对滑环的本体监测以外，还必须加强对FPSO受力情况的监测。

1）加强波浪&流速对FPSO影响的监测，可以通过AWAC同时得到流剖面和波浪信息。系统采用世界上声学多普勒法测量海流剖面流速，采用PUV和AST(声表面跟踪技术）两种方法测量波浪。海流信息包括从海底到水面每一米间隔流层的流速和流向，所有的波浪参数均可监测，包括涌浪、风暴潮、风浪以及由船舶通行产生的瞬时波浪。

2）加强风速的监测，风向风速监测主要记录每日风向、风速的变化。为尽量减小船体附属结构对风向风速测量造成的干扰，监测设备置于船艏系泊支架顶部的开阔区域处。

3）加强FPSO六自由度的运动监测，目前FPSO船体位置测量国际上通用GPS的实时载波相位动态差分测量技术，将GPS基准站设立在单点平台顶部，GPS移动站设立在FPSO上。艏向测量选用DGPS方式，即在平台的运动轴向上安装2个GPS，通过两个GPS测量精确位置和基线长度，解算出基线与地理北的夹角。横摇、纵摇测量采用三个加速度计、三个陀螺以及高速微处理器。加速度计主要测量船体线加速度信息，陀螺用来测量船体的角速度信息。

辅助监测是从可能影响滑环、单点、FPSO的安全角度综合考虑，由于FPSO船体处于不安全而产生的各种不均衡力均会对滑环产生致命的损坏。

4 结束语

总之，滑环系统作为FPSO系泊系统中的核心部件，必须加强维护保养，以避免大型设施故障的发生。

［1］浮式生产系统系泊系统的设计、分析及维护［Z］.美国石油协会推荐做法2FP1：第一版，1993年2月1日.

［2］CCS.老龄固定平台结构评估审查及检验、发证管理暂行办法［Z］.2006.

［3］Q/HS 3003-2002.渤海海域钢质固定平台结构设计规定［S］.

［4］浮式单体船及固定式设备事故统计分析［R］.M Muncer，健康与安全执行局研究报告047，2003.

［5］API RP 2A-WSD Recommended Practice for Planning，Designing and Constructing Fixed Offshore Plat⁃forms-Working Stress Design［S］.2000.

［6］API RP 2SIM Structural Integrity Management of Fixed Offshore Structures［S］.

［7］NORSOK N-006.Assessment of structural integrity for existing offshore load-bearing structures［S］.

［8］ISO 13822-2010 Bases for design of structures-Assess⁃ment of existing structures［S］.