海洋平台设备定期智能检测及维护保养

张泽茜，何广华

（哈尔滨工业大学（威海），山东 威海 264200）

0 引言

目前，我国资源不断被勘探和开发，海洋平台设备的使用，是为了推进海洋资源的开发。随着船舶建造技术的快速发展，海上平台设备更加先进。近几年，海洋平台在使用过程中，不可避免的会出现故障问题，比如船舶运输与平台碰撞、海洋平台设备与设备故障等，无论是深海还是浅海区域，这种碰撞都会发生[1]。因此，为了保证各种海洋平台设备的合理使用、安装和维护，使其处于最佳的工作状态，提出了海洋平台设备定期智能检测及维护保养措施，由此保证海洋平台的安全和稳定。

1 海洋平台设备定期智能检测

1.1 电气设备定期智能检测

对于电气设备定期智能检测，需要从以下方面开展：

1）配电箱智能检测。外观及结构检查。配电箱体外表面应喷涂无眩光、无反光的覆盖层，该覆盖层表面不能出现气泡、裂纹、流痕等表面缺陷；配电箱的门可任意开闭，且角度不低于90°；对于低压配电箱柜内，母线应该无毛刺和锤痕，接触面必须平坦，各个相序应该符合要求[2]。配电箱中的电器和附属设备的额定电压、额定电流、使用寿命、通断能力、短路强度和安装方法都要符合规定。保护电路连续性试验，要检查各连接线路的接线状况，并测得其主接线和保护线路的任意一点的电阻，不得超过0.01Ω。通电操作试验，在进行试验之前，先要对装置的内部线路进行检查。当全部配好后，副线路运行5次，在85%和110%的额定电压下运行。所有电气设备的操作和显示都要按照电路图的要求进行，各个电气部件的操作要灵活。介电性能试验，相间、相对、副线路接地的测试电压是国家规定的测试电压，在使用带有电气元件和绝缘材料的外部操纵把手进行测试时，装置的机架未接地，将把手包上金属箔片，再在金属间即金属薄片和带电元件施加1.5倍的测试电压。

2）报警装置智能检测。目前，大部分的报警器都是通过TCD探测仪来实现对海上平台设备的智能探测，然后再由控制器进行分析和判定，发出报警信号。TCD检测器与报警装置之间存在一定的距离，由于 TCD探测器的信号较弱，因此控制器只能接收到很少的信号，甚至不能被接收，不能进行正确的分析和判断，从而影响到智能探测和报警系统的可靠性。为此，需对报警装置进行智能检测。

TCD探测器将检测到的气体浓度信号通过差分接收回路进行差分均衡放大，然后由逆变器进行放大[3]。经过增益放大，负极性信号与后续的输出回路的阻抗相匹配，然后再由反馈调节回路来调节差动接收器的增益，使得输出信号在有效的接收区域内流经控制器，以补偿在发送时信号的衰减、信号自身的微弱，从而对控制器所接收的信号进行正确的分析和判定，增强智能探测报警设备的可靠性。

3）电缆线路智能检测。对于电缆线路的智能检测，主要从施工工程所需的电缆、桥架、导体板、切割焊接电缆线轴等方面出发，检查焊接过程中可能出现的问题，对于集中控制台、变压器的安装，应及时采取保护措施。当电缆线路铺设一段时间后，需对工程使用的物料进行定期保养，检验其质量，并获取相关检验证明。在对电缆桥架进行检查时，应重点关注电缆型号和规格，查看其是否与图纸一致，严格按照施工图纸内容检测每一个铺设环节[4]。为了达到防雷、防雨的要求，甲板上的开孔必须保证其结构不受损坏。电缆线路铺设时的孔洞，其直径大小与位置也应与图纸保持一致。

4）电机智能检测。电机是钻井、修井的动力输出者，也是海上平台的动力输出者。由于该平台位于海洋的中心地带，环境条件差，交通不便，因此对电机的维修有了更高的要求。电机组成结构复杂，主要包括定子、转子、线圈等，电机故障主要是因为管理人员日常检测工作存在一定问题而造成的，所以为了避免这种故障类型的发生，减少修理费用。从智能角度出发，通过看、听、摸、闻、测可以预防和避免该类型故障的发生，减少修理费用[5]。

定期查看：每日巡视时，有关人员应留意电机工作电流的大小及变动，留意四周有无水珠，电机绝缘会不会因低击穿而烧毁；留意电机外部有无影响其通风及散热的物件，并检查风扇端盖、风扇及电机外壳是否过于肮脏，以确保其散热。

智能探听：认真细听电机运转声音，由于海洋平台环境噪声较大，需要借助各种工具，并贴近电机，通过声音才能判断电机运行情况。根据判断结果，及时作出相应处理措施，避免电机被烧坏。特别注意的是定子的气隙不均、三相电流不平衡、铁芯松动、轴承缺油、滚珠运动不规律等均可引起异常声响。

定期触摸：用手背来检查模具电机的壳体温度情况，当轴承状况良好时，其末端撇度应低于中间绕组的温度。如果两端轴承温度较高时，需要结合看和听的结果来检查轴承。当电机温度总体偏高时，需要结合电机的工作电流及时检查电机负载和通风情况，电机温度升高的等级是由电机绝缘材料的绝缘等级所决定的。

定期闻味：通过闻电机的气味也能判断及预防故障发生。若有特别的涂料气味，则表示电机内部温度太高。若有强烈的焦味，说明绝缘层破裂或线圈电阻烧坏。

智能测试：每隔一段时间，用绝缘计来测量接地或相之间的电阻。如有绝缘缺陷，应进行烘焙，以改善其绝缘性能，避免因绝缘过低而使线圈击穿并烧毁电动机。因海上环境湿度较大，不要轻易关掉电加热电机的电热开关。在坞修过程中，受到冬天温度和潮湿天气影响，应特别注意电动机的防水、防潮。在空旷、潮湿的环境中，应尤其重视电动机的防水性能。如果电机受到严重的湿气或水花影响，在使用之前应先认真地检查。当电机在拖动时，会受到波浪冲击，并有飞溅水花。在停机状态下，保护罩能相对地确保电动机的隔热性能。若发现电机浸在海水中，应拆卸电机，将转子取出，用60℃～70 ℃的温水反复冲洗，再用压缩空气烘干，再由电机定子两端烘焙，直至电机绝缘恢复正常为止。在电机运行过程中，各相电流与平均偏差的误差不应超过10%，如果每相电流差过大，就会产生匝间短路。

1.2 机械设备定期智能检测

对于机械设备定期智能检测，需要从机械设备外壳破损和设备吊装环节方面，对机械设备进行定期智能检测。

1）机械设备外壳破损情况智能检测

机械设备外壳的破损会危胁到设备的安全，比如某些特殊的设备，外壳的构造是由一种特殊的材料制造而成，防御力非常高。一旦外壳受损，就会丧失抵抗能力。在某些危险的操作中，很容易以外壳为突破口，使整个装置彻底瘫痪，从而危及海洋平台的正常工作。

对机械设备，在安装前要检查有没有出厂问题，如有问题要及时更换，以保证不存在安全隐患。检验内容为：机器设备及附件的型号、设备及附件数目、零件是否完好、是否有损坏、底座与底座的焊缝是否正确、油漆是否均匀、设备状况是否完好。对每个项目进行检验，准确地记录检验结果，解决问题。在装配过程中，要根据图纸和部件的特性进行，不要依赖经验，在安装完毕后，要保证装置的稳定性。

2）设备吊装环节智能检测

应对设备吊装环节进行严格控制。为了设备吊装过程能够安全使用，需在吊装过程中，使用卡箍或索具，该过程需要经历严格的检查，保证吊装过程不会出现松动或损坏。为了保证该检测过程的顺利进行，需选择合理的吊装环和吊装设施。在多台设备协同作业过程中，应注意吊装的顺序，加强对参与吊装工人的安全操作技能的培训，使其清楚责任，确保理解相关的安全技术。在对吊耳进行强度检验时，要结合现场实际情况，对其形状和位置是否符合设计的要求进行检验，以保证安全运行，确保施工的顺利进行。

1.3 危险区域定期智能检测

对于危险区域进行的定期智能检测，主要检测以下内容：1）检查电缆敷设长度是否满足防爆要求；2）检测危险区域的电气接地情况是否满足安全使用要求；3）电气设备安装质量是否满足等级要求，这3项是危险区域定期智能检测的重点任务。

1.4 设备焊接质量定期智能检测

设备焊接质量检测包括无损检测和破坏性检测，其检测的侧重点各不相同。其中非破坏性检测技术主要用于对设备的焊缝进行外观检测、无损检测、气密性检测，这在设备外部缺陷探查与检测中起着至关重要的作用。

2 海洋平台设备定期智能维护保养

在海洋平台中，通常会有1套完整的维护保养计划，以保证设备的正常运行。海洋平台的负责人将根据平台的特性，以及各种机器设备的状况，选用适当的维修方法，以保证各种设备正常工作。因此，从电气设备定期智能维护保养、机械设备定期智能维护保养2个角度展开详细分析。

2.1 电气设备定期智能维护保养

首先，对海洋平台的电气设备进行维修，应对其进行性能检测，并对各元器件、电路的完整性进行全面的检查，以保证其正常运行。其次，重点考察电力设施与其它专业的协作，电力设备的安装、施工等专业交叉，必须对电缆与其它管线的安全间距进行严格的控制。实际的安全距离应该与蒸汽、热管的管径及温度有关。在电气控制柜、配电箱、报警控制箱等的上面和后面，应查看是否存在可能泄漏液体的管子，一旦发现，要及时进行调整。

对海洋平台电气设备进行智能维护保养，必须满足下列条件：外检的重点在于检验机器的进料装置是否正常，铭牌、招牌上的资料是否清楚，资料是否完整。在海洋平台的内部和电气设备的检查中，要特别小心，避免再次发生故障。拆下后，如果发现有锈蚀且很难拆下，可先涂上松散剂，然后慢慢地将其拆解。在实际拆解过程中，如果设备比较复杂，为了避免部件遗失，应将部件按序号依次拆解，并在装配过程中依次装配。

2.2 机械设备定期智能维护保养

对于机械设备定期智能维护保养，要做好设备安装之前的检验，包括设备和零件的型号和数量是否与包装清单相符，是否有损坏、腐蚀等问题，并将检验结果进行记录，对设备基座和基座的焊接制造精度、油漆一致性和完成状态等进行全面的检验，确保所有的工作都达到平台工作的规范，并严格按图纸进行，同时要注意调整撬块，以保证装置的稳定。另外，设备的安装必须以设备的完整性为先决条件，独立的仪器部件必须在设备本体完工后才能进行。

3 实验

为了对海洋平台设备定期智能检测及维护保养方法研究的合理性进行验证，进行了实验分析。对船舶海洋平台设备桩靴裂纹损伤和平台完整状态进行模式识别，结果如表1所示。

表1 船舶海洋平台设备桩靴裂纹损伤和平台完整状态模式识别

通过对船舶海洋平台设备桩靴裂纹损伤和平台完整状态研究，能够对刚度衰减、板厚减小和完整状态进行精准识别。

4 结语

海洋平台机械设备安装、使用、维护、检查直接关系到海洋平台的安全性，我国海洋平台各种资源的开发步伐越来越快，有关技术也越来越成熟。相信在今后的发展中，将会有更多的先进的设备和技术被用于海洋平台开发与船舶运输过程中，从而有效地促进了我国海洋石油钻井平台的运行。目前海洋平台发展很快，为了保证平台的正常使用，保证平台的安全和稳定，必须加强对平台的检查、安装和维护，以保证平台的各种功能。海上平台运行状况良好，有利于海上作业的有效开展。