世界最大风电安装船ORION 1吊机事故背后的仿真教训，我所见的“不寻常”与“寻常”

导读：5月2日，比利时海工巨头DEME旗下的安装船Orion 1遭遇事故，船上的5000吨吊机在Rostock进行载荷测试时拦腰折断，造成船体和码头损坏，有人员受伤，无人死亡。仿真秀App用户提议：“此处事故巨型吊车倒塌损失一个亿，希望仿真秀平台出一个吊车强度仿真的案例”？（温馨提示：仿真秀官网海工专题筹备中）

DEME第一时间在官网上发布了关于事件的申明：

内容非常简洁。介绍了船体的建造方（启动中远船务）和吊机供应商（Liebherr），事故发生位置（Rostock），作业情况（载荷测试），直接后果（数人轻伤，吊机严重损坏，船体受损），表示即将展开事故调查。堪称教科书式的危机公关申明。

但是最初流出来的视频让吃瓜群众有些发懵：

没有看到任何前奏，吊臂就开始了弯曲，如同面条一般折断，无数零件掉落。只吃到了后面半块瓜，群众们不过瘾，等着前面半块上市。

很快，瓜来了：

视频质量虽然一般，但事件过程基本完整。起吊过程中，吊钩部分突然破坏，吊臂回弹，船体倾斜，吊臂撞击到后支架整体折断。

事故后的第3天，5月5号，吊机供应商Liebherr发布了关于此次事件的官方申明：

内容比DEME的详细很多。吊机型号为HLC 295000，事故造成10人受轻伤，2人入院治疗。吊机当时正在做极限载荷测试，计划测试载荷5500吨，加载到2600吨的时候发生了事故。预期损失数千万欧元，但事态可控。

比较玩味的是中间的一段：

At this stage in the investigations, the responsible authorities and experts unanimously agree① that a broken crane hook was the cause of the accident. The exact reasons as to why the hook did not withstand the load are unclear at this stage of investigations. The design and manufacture of the crane hook was purchased from an external supplier②. A design or production error of the Liebherr crane can therefore be excluded③.

首先是言之凿凿（unanimously agree）的敲定事故的直接诱因：吊钩断了，但原因不明，需要进一步调查；不过吊钩的供应商又不点明（an external supplier）；最后急不可耐的肯定自己的技术没问题（A design or production error … be excluded）。

甩锅见得多了，但裹了棉花再甩，这操作有点意思，却是为何？

时隔一天，接锅的露面了，吊钩总成供应商Ropeblock发布了官方申明：

实锤证据摆在那里，Ropeblock根本不敢有逃脱的念头，老老实实认栽。姿态放低，态度诚恳，不过自我辩护一下还是要的：

Ropeblock provided the design of the crane's lifting blocks, including the crane hook. Manufacture of said crane hook was then purchased from a certified supplier who is familiar with parts of similar and larger sizes. Prior to manufacture the design has been verified by the authorized Notified Body.

设计是**的，制造是找的业内有经验的供应商做的，检验验证什么的都做过。

锅我认了，可我的确不是故意的。

危机面前，满满的求生欲。

至此整个事件基本明了。DEME的船Orion 1安装了Liebherr提供的HLC 295000型吊机，极限载荷能力5500吨，进行载荷测试的时候，钩载达到2600吨时发生吊钩破坏，吊臂回弹，船体左倾，造成吊臂越过限位角反向折断。吊钩总成由Ropeblock提供，吊钩制造商未说明。

直接诱因是吊钩破坏，视频作证，这是没跑的。焦点在于，吊机供应商Liebherr有多大责任？

Liebherr的责任绝对不会小，5月5号发布的官方申明本身就证明了这一点。毕竟我们都懂，心里发虚的时候，说话发声往往比较快。

Liebherr面对的主要问题有两个：

a. 吊钩总成Ropeblock的连带责任；

b.HLC 29500的设计到底有无问题。

问题a取决于吊钩是OFE还是BFE。OFE是Owner Furnished Equipment的简写，指船东提供的设备；BFE是Builder Furnished Equipment的简写，指建造方提供的设备。BFE也要得到船东的认可批准。所有的设备到货后，由建造方负责总装集成。

回到Orion 1这条船，DEME是甲方船东，启东中远船务是船体建造商；吊机作为一个重要的独立模块，推测是一个独立项目，由DEME向Liebherr采购。Ropeblock提供的吊钩，是DEME采购的OFE，还是Liebherr采购的BFE，目前尚不明确。

这个区别对Liebherr来说差别大了去了。如果是OFE，关禁闭1年；如果是BFE，关禁闭至少5年。权利和责任是对等的，谁做决定谁负责，这是工程界的游戏规则。从Liebherr的申明不提吊钩的供应商来看，吊钩很可能是OFE，Liebherr担心甩锅用力太猛砸到业主头上，所以选择不点Ropeblock的名。

吊钩虽然是直接诱因，但不是Liebherr的直接产品，即便是BFE，最多落得个把关不严的名声，夹着尾巴憋几年，风头过了东山再起。问题b可是生死攸关的大事，如果HLC 295000的设计被证明有缺陷，Liebherr几乎可以断了在重型Offshore Crane市场抢Huisman生意的念头，毕竟Huisman的2个万吨吊机已经装在Heerema的Sleipnir上干活了，客户凭什么买你砸了牌子的5000吨方案？

所以Liebherr干脆果断的一口咬定自己的设计制造没问题，HLC 295000是值得信赖的好产品，但这说法可信度多少？

最终结果出来之前不好乱下结论，但视频提供了不少信息。Liebherr的运气不太好，不过HLC 29500的清白也存疑。

刚开始的画面看的很清楚，Orion 1左舷靠泊码头，吊机正在起吊右舷外侧的一条驳船。注意到吊臂的仰角非常高，目测超过80°。

2”时，吊钩破断，随后船体开始迅速向左舷倾斜。

8”，吊臂与水平面呈90°角，船体继续左倾。尤其值得注意的是，吊臂自身从此时开始明显的向右转动。

11”，船体受码头限制，左倾停止，吊臂继续转动。

15”，吊臂撞上后支架，不再转动。

后面的故事，就是我们在最开始那段视频所看到的。

俗话说行船走马三分险，海上作业从来没有绝对安全一说，成熟的海洋工程公司，没有一个不是事前把工程项目解剖了一遍又一遍，沙盘推演做了一轮又一轮。大家心里都很明白，海上要么不出事，出了就是大事，轻则赔款，重则破产。

现在的工程软件如此发达，借助各种CAE工具，工程师可以充分的在计算机上对产品的设计和制造进行分析验证，大大减小出错的概率。Liebherr作为业界知名的供应商，技术力量经受过市场和工程实践的洗礼，对CAE的理解和掌握应该值得信赖，想必这也是他们肯定自己的设计和制造无问题的底气。

果真如此？不一定。

海上起吊属于高风险作业，对设备的可靠性和冗余性要求极高，即便发生局部失效，也要求系统具备足够的安全储备，不发生整体崩塌。吊钩破断虽然属于小概率事件，但后果极其严重，设计吊机时必须考虑吊钩突然卸载后的吊臂回弹，所以在吊臂后面加限位装置。

仔细观察第二段视频，吊钩破断后，可以看到吊臂与后支架间一开始并没有明显的相对转动，说明限位装置起到了作用，限制了吊臂的回弹。

但是从8”开始，当吊臂与水平面角度达到90°后，情况发生了变化，吊臂开始向后支架转动了；等到吊臂撞到后支架后，事故已不可避免。

Liebherr应该想到了吊钩破断后的吊臂回弹，但大概率没想到船的横倾。

与陆上吊装作业不同，海上浮吊作业的时候，作为吊机基础的船，自身状态是不稳定的。吊装过程中，因为货物的重量和位置都在变化过程中，为了保持船体的平衡，需要进行相应的压载调整。

但是调载需要时间。现在最先进的船每小时调载能力已达到万吨级，但也应对不了几千吨钩载突然损失带来的重量变化，于是我们看到Orion 1在吊钩破断后迅速的左倾，不过短短几秒，横倾角已超过10°。

由于码头的限制，船舶的横倾被停了下来，但吊机就悲剧了。由于仰角大，船体左倾后不久，吊臂运动到了与水平面垂直的位置；船体继续左倾，吊臂角度随着变化 – 这是致命的，吊臂的重力分量不再是抵抗回弹力的先锋，而是变成了加持回弹力的帮凶。在敌人和第五纵队的双重攻击下，限位装置崩溃了，吊臂撞上了后支架。

事故是偶然的，也是必然的。

海洋工程这种高度定制的行业，不可能像机械行业那样，可以通过产品试制和试验来摸索积累经验。在进入到建造和现场执行阶段前，详尽的设计和分析是安全保证的基石，CAE工具的出现和应用，极大的减轻了工程师的负担和压力，但随之而来的挑战，是如何正确的使用。仿真，事先须知何为“真“，若仿出来的是”伪真“而不知，祸不远矣。欢迎大家关注我在仿真秀官网和APP分享的下一篇文章《FEA 一下，别着急!》

经此事故，海上浮吊作业的所有相关方，脑袋里都会时不时响起一个声音：“记住，船是会摇摆的！“

作者：WaveOcean 仿真秀专栏作者，超过17年的船舶与海洋工程结构设计分析经验，结构工程师，项目工程师，工程经理。参与过多个船舶结构设计，深水导管架结构设计，海上重大件运输与安装，海上平台移除等项目。熟悉各种API，AISC，ABS，DNVGL等各类行业规范。