ISO 48622023 船舶和海洋技术.耙吸挖泥船用绞盘标准立项发展报告

船舶和海洋技术耙吸挖泥船用绞盘标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Shipsandmarinetechnology—Winchesfortrailingsuctionhopperdredger摘要随着全球海洋工程与疏浚行业的快速发展，耙吸挖泥船作为航道疏浚、港口建设、吹填造地及海洋工程维护的核心装备，其关键配套设备——绞盘系统的技术性能与标准化水平直接关系到船舶作业的安全性、可靠性和作业效率。国际标准化组织（ISO）于2023年6月12日正式发布ISO4862:2023《船舶和海洋技术耙吸挖泥船用绞盘》标准，该标准由ISO/TC8船舶与海洋技术委员会归口管理，填补了耙吸挖泥船专用绞盘在国际标准层面的空白。本报告系统梳理了该标准的立项背景、编制原则、主要技术内容及预期应用价值，重点阐述了标准对绞盘的设计制造、性能要求、安全防护及试验验证等方面作出的规范性规定。ISO4862:2023的发布实施，对于统一全球耙吸挖泥船绞盘的技术要求、促进国际贸易与技术交流、提升疏浚装备整体安全水平和作业效能具有重要的指导意义，也为我国疏浚装备制造业参与国际标准化工作提供了有益参考。关键词：耙吸挖泥船；绞盘；国际标准；船舶与海洋技术；疏浚装备；安全要求；标准化AbstractWiththerapiddevelopmentofglobalmarineengineeringanddredgingindustry,thetrailingsuctionhopperdredger,ascoreequipmentforwaterwaydredging,portconstruction,landreclamationandmarineengineeringmaintenance,demandshigh-performancewinchsystemswhosetechnicalperformanceandstandardizationleveldirectlyaffectthesafety,reliabilityandoperationalefficiencyofdredgingoperations.TheInternationalOrganizationforStandardization(ISO)officiallyreleasedISO4862:2023"Shipsandmarinetechnology—Winchesfortrailingsuctionhopperdredger"onJune12,2023,underthejurisdictionofISO/TC8ShipsandMarineTechnologyCommittee.Thisstandardfillsthegapininternationalstandardizationfordedicatedwinchesusedontrailingsuctionhopperdredgers.Thisreportsystematicallyreviewstheprojectbackground,compilationprinciples,maintechnicalcontentsandexpectedapplicationvalueofthestandard,withemphasisonthenormativeprovisionsconcerningdesignandmanufacture,performancerequirements,safetyprotectionandtestverificationofwinches.ThereleaseandimplementationofISO4862:2023isofgreatsignificanceforunifyingglobaltechnicalrequirementsfortrailingsuctionhopperdredgerwinches,promotinginternationaltradeandtechnicalexchange,andenhancingtheoverallsafetylevelandoperationalefficiencyofdredgingequipment.ItalsoprovidesvaluablereferenceforChina'sdredgingequipmentmanufacturingindustrytoparticipateininternationalstandardizationactivities.Keywords:Trailingsuctionhopperdredger;Winch;Internationalstandard;Shipsandmarinetechnology;Dredgingequipment;Safetyrequirements;Standardization一、引言1.1立项背景耙吸挖泥船（TrailingSuctionHopperDredger,TSHD）是疏浚工程领域应用最为广泛的船型之一，其工作原理是通过安装在船体两侧或船底的耙头将水底泥沙耙松，并利用离心式泥泵将泥浆吸入泥舱，运至指定抛泥区后卸空或通过吹填管路输送至陆域。这种集挖、运、抛（吹）功能于一体的作业方式，使耙吸挖泥船在航道维护疏浚、港口航道建设、围海造地及海洋环境治理等工程中发挥着不可替代的作用。绞盘（Winch）系统是耙吸挖泥船作业过程中的关键甲板机械设备，承担着耙臂收放、耙头提升与下放、软管绞缆、辅助系泊及拖带等多种功能。绞盘的工作状态直接关系着疏浚作业能否连续、安全、高效地进行。随着全球疏浚装备向大型化、自动化、智能化方向发展，耙吸挖泥船绞盘的技术复杂度和性能要求不断提高，然而长期以来，国际上缺乏专门针对耙吸挖泥船用绞盘的统一标准。现有相关标准，包括ISO3828《船舶与海洋技术甲板机械词汇》和ISO7365《船舶与海洋技术甲板机械绞车》等，虽对通用船用绞车（Winch）提出了要求，但未能充分涵盖耙吸挖泥船绞盘的工况特殊性，比如频繁带载启停、大深度变幅、高盐雾腐蚀环境、与疏浚控制系统的联动等特殊要求。因此，制定一项专门适用于耙吸挖泥船用绞盘的国际标准显得尤为必要和紧迫。国际标准化组织船舶与海洋技术委员会（ISO/TC8）于2018年正式启动了该标准的立项编制工作，经过多轮专家讨论、草案修改、征求意见和投票表决，最终于2023年6月12日正式发布ISO4862:2023。1.2目的与意义本标准的制定旨在达成以下目标：第一，统一技术要求。确立耙吸挖泥船用绞盘在设计与制造、性能指标、安全防护、试验方法等方面的统一技术要求，为全球范围内的设计单位、制造厂商、船东和检验机构提供技术依据。第二，保障作业安全。通过明确规定绞盘系统的安全系数、制动性能、限位保护、应急停止等安全要求，有效降低疏浚作业风险，保护人员与设备安全。第三，促进国际贸易。以国际标准形式消除技术壁垒，促进绞盘设备在全球范围内的自由流通与互换配套，降低船舶建造和维修成本。第四，引领技术发展。将当前行业先进技术成果与工程实践经验总结固化为标准条款，为绞盘产品的技术升级和智能化发展提供方向性指引。1.3编制原则本标准在编制过程中遵循了以下原则：-协调一致性原则：确保与国际海事组织（IMO）有关公约、国际船级社协会（IACS）统一要求及其他相关ISO标准的协调一致，避免技术要求之间的冲突和重复。-安全性原则：将作业安全性置于优先考虑位置，对涉及人身安全、设备安全和环境安全的条款从严制定。-适用性原则：充分考虑不同类型、不同吨位耙吸挖泥船的多样化需求，设置合理的参数分级和技术指标范围，确保标准的广泛适用性。-先进性原则：吸收和采纳近年来绞盘制造领域的新技术、新材料和新工艺成果，反映行业技术发展水平。-可操作性原则：试验方法和检验规则力求明确、具体，便于实施和执行。二、标准主要内容ISO4862:2023《船舶和海洋技术耙吸挖泥船用绞盘》标准共分为若干章条，内容涵盖范围、规范性引用文件、术语和定义、分类与标记、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等方面。2.1范围标准明确规定了耙吸挖泥船用绞盘的设计、制造、试验和检验的基本要求，适用于安装在耙吸挖泥船上的各类绞盘，包括但不限于：耙臂绞盘（dragarmwinch）、耙头绞盘（dragheadwinch）、软管绞车（hosewinch）、辅助绞盘（auxiliarywinch）以及用于系泊或拖带作业的通用绞盘。标准同时为同类功能的绞盘设备提供了选型和验收的技术参考。2.2规范性引用文件标准引用了多项国际标准作为技术支撑，主要包括：-ISO3828:2008船舶与海洋技术甲板机械词汇及符号-ISO7365:2012船舶与海洋技术甲板机械绞车-ISO6043:1985船舶与海洋技术甲板机械绞车术语及符号-ISO7824船舶与海洋技术甲板机械液压传动系统-IEC60034旋转电机（部分条款）-ISO12944色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护（部分章节）通过引用上述标准中的相关条款，本标准的编制遵循了现有国际标准体系，既保证了技术要求的继承性和一致性，又避免了重复规定内容。2.3术语和定义为统一理解和使用，标准对耙吸挖泥船绞盘相关的关键术语进行了定义，主要包括：-绞盘（Winch）：利用卷筒和钢丝绳实现牵引、提升或收放功能的甲板机械装置。-额定负载（Ratedload）：在规定的设计工况下，绞盘允许承受的最大工作载荷。-静载安全系数（Staticsafetyfactor）：绞盘结构件在静载条件下，材料极限强度与计算应力的比值。-制动保持能力（Brakeholdingcapacity）：在静止状态下，制动装置所能保持的最大负载值。-工作速度（Workingspeed）：绞盘在额定负载下所对应的钢丝绳收放线速度。这些术语定义的明确，为后续技术要求的表述和检验规则的执行提供了统一的基础。2.4分类与标记标准按照驱动方式（电动、液压或电液混合）、功能用途（耙臂绞盘、耙头绞盘、软管绞盘等）、额定负载等级和工作类型进行了分类规定。同时要求每台绞盘应在醒目位置设有铭牌，标注产品型号、额定负载、钢丝绳直径、卷筒容量、制造商名称和出厂编号等关键信息，并使用统一的分类和标记方法。2.5技术要求2.5.1设计基本要求标准规定绞盘的设计应当满足以下基本要求：1.设计工况：绞盘的设计应当覆盖包括满载起升、空载快速收放、紧急制动、动态冲击等在内的全部预期工况，各类载荷工况下的应力分析应当遵循相应的强度校核准则。2.材料要求：绞盘主要承力构件的材料应当具有足够的强度、韧性和耐腐蚀性能，应优先选用符合相应船用材料标准的钢材。钢丝绳选用应遵循ISO2408等相关标准。3.结构设计：绞盘的卷筒、支架、底座、齿轮箱等主要结构件的设计，应当确保在承受额定负载和最大冲击载荷时不会产生有害变形和应力集中。4.防腐蚀保护：绞盘钢结构件应进行有效的表面处理和防腐涂装，涂层体系应满足ISO12944相关要求。对于长期处于高湿度、高盐雾环境的绞盘，应考虑采用热浸镀锌或不锈钢等加强保护措施。2.5.2性能要求1.额定负载与额定速度：绞盘在额定负载下的起升速度与设计规定值之间的偏差应控制在允许范围内（通常为±5%），空载速度不应超过设计最大值的110%。2.制动性能：绞盘制动装置应能在额定负载的1.5倍负荷下可靠保持静止状态；紧急制动时，制动距离不应导致钢丝绳产生塑性变形或设备结构受损。制动器应具有自动复位功能，并且制动状态应有明确指示。3.过载保护：系统应设置过载保护装置，当负载超过额定值的110%时，应自动停止卷筒的提升动作并发出报警信号。4.限位保护：绞盘应设置行程限位装置，在钢丝绳收放至极限位置前自动切断驱动动力或平稳减速停车，以防止钢丝绳过卷、乱绳等事故发生。5.调速性能：液压驱动绞盘的调速范围应满足疏浚作业工况要求，调速过程平稳、无冲击，速度控制精度应满足设计规定。6.耐候性能：绞盘整机在环境温度为-20℃至+50℃范围内应能正常工作，其电气和液压元件的使用环境适应性应符合相关规定。2.5.3安全要求标准设置了专门的安全条款，重点包括：-所有运动部件，包括卷筒、齿轮、联轴器等，应设置防护罩或防护栏，防止人员接触造成伤害。-绞盘操作位置应具有良好的视野，应设置紧急停止按钮，紧急停止后系统应保持在安全状态。-液压系统中应设置溢流阀，液压管路应能承受最大工作压力的1.5倍而不发生泄漏。-绞盘的电气控制系统应满足绝缘、接地和防护等级相应要求，在潮湿和盐雾环境下具有可靠的工作性能。-对于遥控或自动控制的绞盘，应当设置本地手动应急操作装置，确保在主控系统失效时仍可进行必要的操作。2.6试验方法标准规定了绞盘出厂试验的类别、项目和方法，主要包括：1.空载试验：检查绞盘在空载状态下的启动、运转、换向、调速及制动动作是否灵活可靠，运转过程中应无异常噪声、振动和温升。2.额定负载试验：在额定负载条件下进行起升、下降和制动操作，验证绞盘的速度特性、制动距离和系统压力等指标是否满足设计要求。3.过载试验：在110%额定负载条件下进行短期操作试验，确认过载保护装置的动作准确性及结构的安全性。4.制动性能试验：在额定负载和1.5倍额定负载两种工况下分别进行制动保持试验，验证制动装置的工作可靠性。5.连续运转试验：在模拟实际作业工况下进行一定时长的连续运转测试，检查各部件温升情况、密封性能和磨损状况，确保系统在持续运行条件下具备良好的工作稳定性。2.7检验规则标准规定绞盘产品应通过型式检验和出厂检验。型式检验是对产品设计性能和安全指标的全面验证，在首台样机或设计重大变更时进行；出厂检验则针对每台产品进行，包括外观检查、空载试验、额定负载试验等关键项目。经检验合格的产品应签发产品合格证，并附详细的使用说明书和维护手册。2.8标志、包装、运输和贮存绞盘应在醒目位置固定铭牌，内容包括产品名称、型号规格、额定负载、制造日期和出厂编号等。产品包装应根据运输方式采用适当的防护措施，确保在运输途中不发生损伤和锈蚀。设备的贮存环境应保持通风干燥，长期存放时应对裸露加工表面进行防锈处理。三、主要参与单位介绍3.1荷兰IHC公司在ISO4862:2023标准的制定过程中，荷兰IHC公司（IHCHollandB.V.）作为全球领先的疏浚装备制造商，发挥了重要的核心和引领作用。IHC公司成立于1942年，总部位于荷兰斯利德雷赫特（Sliedrecht），是全球最大的疏浚设备供应商之一，也是世界上唯一能够为整个疏浚产业链（包括设计、建造、维护和服务）提供全面解决方案的企业。该公司在耙吸挖泥船的设计和制造领域积累了超过70年的丰富经验，其产品涵盖了从小型内河疏浚船到大型远洋耙吸挖泥船的全系列，全球市场占有率超过40%。IHC公司在耙吸挖泥船绞盘系统的研究、开发和应用方面拥有深厚的技术积淀。公司设立了专门的疏浚装备研究院和试验中心，拥有先进的绞盘性能测试平台和仿真分析系统，能够对绞盘在复杂工况下的动态性能进行精确模拟和优化。在ISO4862:2023标准的立项提案、草案起草、技术论证和意见反馈等各个阶段，IHC公司的资深技术专家均深度参与，将其在绞盘设计制造方面的工程实践经验和大量试验数据贡献于标准内容之中，为ISO4862:2023标准的科学性、先进性和可操作性提供了重要的技术支撑。3.2中交疏浚（集团）股份有限公司中交疏浚（集团）股份有限公司是中国疏浚行业的领军企业，在ISO国际标准的制定过程中积极贡献了中国经验和智慧。该公司运营着全球规模最大的耙吸挖泥船队伍，拥有包括“新海龙”轮、“新海凤”轮等多艘大型现代化耙吸挖泥船，在疏浚装备的使用、管理和优化改造方面积累了丰富的实践经验。中交疏浚联合中国船舶及海洋工程设计研究院、上海交通大学等单位，在标准制定过程中提出了多项关于绞盘作业工况特性、安全保护要求及人机交互设计方面的建议和修改意见，多项关键技术指标建议被采纳，为提升ISO4862:2023标准的适用性和完善性做出了积极贡献。四、结论与展望ISO4862:2023《船舶和海洋技术耙吸挖泥船用绞盘》标准的正式发布，是国际疏浚装备标准化进程中的重要里程碑。该标准在系统总结全球主要疏浚设备制造商和使用方多年工程经验的基础上，围绕耙吸挖泥船用绞盘的设计制造、性能指标、安全防护和试验验证提出了全面而系统的技术要求，填补了该专业领域的国际标准空白。从短期效应看，标准的发布实施将为绞盘的设计、制造、检验和使用提供明确的技术依据，有利于统一产品质量水平，促进国际竞争和市场规范。对于制造企业而言，按照ISO4862:2023标准进行产品设计和生产，有助于减少不同船级社