淺析電動單梁起重機吊運熔融金屬的改造

諶曉波，喻穎，陳暢，齊青松，黃建良

（1.湖南省特種設備檢驗檢測研究院湘潭分院，湖南 湘潭 411204；2.湖南省特種設備檢驗檢測研究院常德分院，湖南 常德 415000）

1 電動單梁起重機吊運熔融（含熾熱，下同）金屬的現狀

隨著工業經濟的不斷發展，起重機械在工業生產領域起著不可替代的重要作用。然而，由于多方面原因，許多中小企業的起重機械不能滿足國家有關法規標準的要求和實際的使用的安全性能需要。

目前，尤為突出的是某些小型再生資源回收加工廠、小規模熱處理企業、小型鑄造企業等使用10t以下的電動單梁起重機吊運熔融金屬，這既不符合現行法規標準中采用電動葫蘆吊運熔融金屬的相關要求，又因使用環境差（生產車間高溫高熱），存在較多安全隱患，直接影響到生命財產安全。

2 相關分析

2.1 造成原因分析

從筆者接觸的不同企業的情況來分析，造成上述普通電動單梁起重機吊運熔融金屬現象的原因如下。

（1）舊場地新用途

因為廠房租賃、廠內功能區調整、產品轉型等，從事鑄造、鍛造等工作的車間是利用已有的廠房，用于吊運熔融金屬的起重機是原有的設備，沒有按需更新。

（2）選型錯誤

某些廠房雖然是新建，但因使用單位對法規標準不了解、資金投入所限等原因，未選擇適合冶金用的電動單梁起重機。

（3）安全意識淡薄

少數使用單位在接到《檢驗意見通知書》后，明知使用普通電動單梁起重機吊運熔融金屬不符合要求，卻不整改、不停用，抱著僥幸心理，仍繼續使用。

2.2 法規標準符合性分析

2007年4月后，國家修訂了一系列的法規標準。其實，對于吊運熔融金屬的起重機，TSG Q0002-2008《起重機械安全技術監察規程——橋式起重機》、TSG Q7016-2016《起重機械安裝改造重大修理監督檢驗規則》、TSG Q7015-2016《起重機械定期檢驗規則》等安全技術規范和GB 6067.1-2010《起重機械安全規程第1部分 總則》、GB 6067.5-2012《起重機械安全規程 第5部分 橋式和門式起重機》等國家標準已有明確的規定。

而實際上，部分使用單位在選用起重機械時，未考慮到相關標準的要求、作業工況以及使用環境的影響，未意識到吊運熔融金屬過程所存在的危險性，錯誤地選用了普通電動單梁起重機用于吊運熔融金屬，不符合現行安全技術規范和標準的要求。

2.3 安全性能分析

（1）設備危險性增大

普通電動單梁起重機不適合吊運熔融金屬，尤其是一些老舊的單梁起重機本來就可能存在諸如主梁上拱度較小（甚至下撓）、強度剛度減小、零部件老化、安全保護裝置缺失、電氣控制部分線路老化等問題，這樣的起重機如果用于吊運高溫高熱的熔融金屬，其故障率會明顯提高、安全性能會大為降低。

有些小鑄造車間照明亮度不足，排風降溫措施不暢，熔融金屬產生的煙霧不能有效排出，空氣渾濁，視線不良，很容易發生事故。

（2）使用管理難度增大

一些用普通電動單梁起重機吊運熔融金屬的企業，對法規標準的要求不甚了解，安全意識比較淡薄，安全管理比較松懈。

很多使用單位安全管理制度不健全，作業人員不具備相應的資質、安全意識不強，未建立有效可行的安全操作規程，安全教育和培訓缺失；對吊運熔融金屬危險性認識不足；設備未按使用說明書和相關安全要求進行維護保養，且起重機作業的狹小區域內，還可能存在各類人員交叉作業，安全距離得不到保障。

更可怕的是，有些企業因為采用普通電動單梁起重機吊運熔融金屬，檢驗判定為“不合格”，但使用單位為了節省成本和不間斷生產，不愿按要求進行整改，而是將起重機實行減量改造，降級為3t以下，意圖達到規避監管的目的。殊不知減量改造后，該起重機雖然不在《特種設備目錄》范圍內，相關部門不再納入監管，但設備依然達不到吊運熔融金屬的技術要求，使用過程事故隱患依然存在，若不加強管理，發生事故的幾率將更大。

3 吊運熔融金屬電動單梁起重機的改造

3.1 改造需要考慮的因素

（1）經濟性

整體更換為符合要求的吊運熔融金屬的冶金電動單梁起重機雖然價格貴、制造運輸安裝調試周期較長，不利于工廠連續生產，但對原起重機進行改造，也需要重新進行設計計算，更換某些部件（如電動葫蘆等），增加相關安全防護裝置，也需要不少的改造費用，且使用壽命相比一臺新的設備肯定要短一些。因此，需要比較改造和更新兩種方式下的全壽命周期內的使用經濟性，作出決斷。

（2）可行性

要達到改造后吊運熔融金屬的目的，起重機既要滿足使用性能要求，也要滿足安全性能要求。如需要對起重機主梁及零部件進行強度校核計算，結果是否滿足現行法規標準對吊運熔融金屬起重機的安全技術要求；另外，還需要進行現場勘察，以確認是否具備現場改造條件，現場無法改造，還需要考慮運輸成本等因素。

3.2 改造需要達到的技術要求

（1）金屬結構

對吊運熔融金屬的起重機，法規要求主梁下翼緣板、吊具橫梁等直接受熱部位加裝隔熱裝置（如隔熱板），對單梁起重機而言，因電動葫蘆懸掛在工字鋼下緣運行，主梁下不便加裝隔熱板，只能在電動葫蘆下加裝，應考慮吊物的實際情況，該隔熱板的大小應盡可能地減少吊物熱輻射對主梁和電動葫蘆的影響。如該單梁起重機采用司機室操縱，則司機室底下也需加裝隔熱裝置。

一般而言，電動單梁起重機工作級別為A3～A4，而GB/T3811-2008《起重機設計規范》附錄A的表A.4中對于各類吊運高溫物體的起重機的整機工作級別一般推薦為A6～A8，因此，在改造前，建議改造單位按照A6的工作級別，并結合使用單位吊運熔融金屬的實際載荷狀態級別和起重機的利用等級，重新進行核算，以確定改造后主梁所允許的新的額定起重量。

（2）起升機構及零部件

更換起升機構的電動葫蘆，選用工作級別不低于M6、具有高溫隔熱功能且在低速軸上設有安全制動器的電動葫蘆，如冶金電動葫蘆。

如果不更換電動葫蘆，則應按照以下兩方面的要求重新核算起升機構所允許的新的額定起重量。

①起升機構M6的工作級別，結合使用單位吊運熔融金屬的實際載荷狀態級別和起重機的利用等級，重新核算，確定額定起重量。

②制動器按照1.5倍額定起重量設計的原則，重新確定額定起重量。

如起重機用于吊運立式井淬火熱處理工藝工件作業工況，在起升機構制動器設置緊急松閘裝置。

在吊鉤下設置耐高溫的二次吊具，以避免起重機吊鉤部位的熱輻射溫度不超過3000C。

如滑輪采用鑄鐵滑輪，應更換為非鑄鐵滑輪。

更換原有鋼絲繩，選用GB 8918-2006《重要用途鋼絲繩》中采用石棉繩芯或者金屬芯等耐高溫的鋼絲繩，并考慮鋼絲繩直徑與卷筒、滑輪的匹配，建議滑輪和卷筒的繩槽半徑在0.525～0.550d，在0.537d為最佳（d為鋼絲繩直徑）。

（3）安全保護裝置

電動葫蘆應該設置不同形式的上升極限位置的雙重限位器，一般第一級就利用原來的高度限位，可切斷起升機構電源，另再增設一套重錘式高度限位器作為第二級起升高度限位器，接入主電源回路，可分斷更高一級的動力源。

如起升高度大于20m的，可將電動葫蘆高度限位器導桿上再增加一個撞塊，起到下降限位器的作用。

起升機構裝設超速保護。可以在更換電動葫蘆時選擇自帶超速保護裝置的電動葫蘆；也可以加裝技術比較成熟的超速保護裝置。超速開關的整定值應調整為額定下降速度的1.25～1.4倍為宜。

在起重機端梁合適位置加裝聲光報警裝置，在大小車啟動運行時提醒相關人員避讓。

（4）電氣控制

更換供電電纜為阻燃耐高溫電纜。如空間和安全距離足夠，也可采用角鋼或其他裸滑線供電，但必須設置導電滑觸線防護裝置和線路電源指示。

對電氣控制箱加裝隔熱板。如起重機上方安全空間較大，還可將電氣控制箱置于主梁或端梁上部位置，以遠離熱源，減少熱輻射的影響。

因電動單梁起重機是以電動葫蘆作為起升機構的，其控制系統中雖然有上升、下降方向的接觸器，但起升機構電機為制動電機，并無制動器接觸器回路，不可能出現電動機失電而制動器仍然通電進而導致起升機構失速的情況，所以不必要求冶金起重機所要求的正反向接觸器故障保護（電動機定子異常失電保護）功能。

調整操縱方式，采用遙控或者非跟隨式等遠離熱源的操縱方式。

（5）改造技術資料

改造完成后，改造單位應根據實際情況出具（或提供）相關改造技術資料，具體如下。

有朋友問我，你這窈窕身材怎么保持的，我如實告之。跑步是最環保、最時尚的鍛煉方式，簡便易行，一雙運動鞋，一身運動裝就足矣，只要甩起手臂邁開步子就能跑。如今，越來越多的人習慣跑步，晨跑、夜跑，快跑、慢跑，獨跑、約跑，每個早晨或傍晚，在街道或公園不時有矯健的身影躍過。朋友戲笑說我跑入了都市摩生活，很有“潮范兒”。其實跑步有利于身體健康，減肥塑身，這是盡人皆知的常識。從運動學來看，跑步是預防心血管疾病、提高心肺功能、控制體重最有效的辦法。通過跑步，你會覺得氣血流通、經絡暢達、睡眠踏實、精神飽滿、活力無限。

①改造計算書。

②起重量標志牌、產品銘牌。

③電氣原理圖。

④產品質量證明書（含合格證、產品技術特性表、主要零部件表、相關部件型式試驗證書等）

⑤使用維護說明書，等等。

3.3 不能改造的情況

不是所有的普通電動單梁起重機都能通過改造用來吊運熔融金屬。①額定起重量等于或大于10t的電動單梁起重機。（注：關于以電動葫蘆作為起升機構吊運熔融金屬的起重機，TSG Q0002-2008規定為“不得大于10t”，而TSG Q7016-2016和TSG Q7015-2016規定為“小于或者等于16t”，因從法律效力上來講，安全技術監察規程大于檢驗規則，故建議采用不大于10t）。

②設備本體存在嚴重事故隱患，無法通過修理達到安全技術要求的，或者起重機已達到制造廠家設計使用壽命或安全技術規范規定的報廢條件的。

④在用電動單梁起重機主梁、電動葫蘆按照改造后的載荷狀態和利用等級進行重新核算所允許的額定起重量，與制動器滿足1.5倍起重量設計原則所允許的額定起重量之間，在較小值不能滿足現場使用所要求的起重量的需要的。

3.4 改造應履行的程序

（1）應選擇符合要求的改造單位進行改造施工，簽訂改造合同，并根據現場實際和標準要求編制可行的改造方案。這里所說的“符合要求的改造單位”應當具有相應類型和級別的起重機械制造能力，不光是起重量參數能覆蓋，更重要的是在“冶金電動單梁起重機”這一型號的系列產品規格上能覆蓋。

（2）實施改造前，依法依規及時向當地特種設備安全監督管理部門辦理改造告知，并向檢驗機構申報改造監督檢驗手續。

（3）監督施工單位改造過程，落實施工安全防護措施，接受和配合檢驗機構的現場監督。對改造中出現的問題督促整改，嚴把質量控制關。

4 改造后的管理

（1）改造完成且經檢驗合格后，應將施工單位移交的改造資料存入安全技術檔案，并在投入使用前或投入使用后1個月內辦理使用登記變更手續。

（2）按照吊運熔融金屬的安全要求制定新的起重機安全管理制度、人員崗位職責、安全操作規程。對操作冶金單梁起重機的人員進行有針對性的專業培訓，在經單位內部考核合格后方可上崗。

（3）增加起重機上危險部位的警示標志，在作業現場劃設起重機運行區域警示線，設置安全操作通道，通道設置明顯標識，如：采用安全色涂刷通道。在適當位置張貼“起重機運行區域嚴禁人員逗留”、“高溫危險”等警示語，在安全出口設置醒目的指示標識，在明顯位置配備消防器材或設施。

（4）調整檢查頻次，增加檢查部位，提高檢查要求，在作業前均應檢查制動器和安全保護裝置，特別是鋼絲繩使用情況，當有斷絲達到GB/T5972-2016《起重機 鋼絲繩 保養、維護、安裝、檢驗和報廢》所規定的鋼絲繩斷絲數的一半時應報廢。

（5）修改報檢制度。吊運熔融金屬金屬的起重機按照1次/年的定檢周期，在有效期屆滿前1個月報檢。

5 結語

綜上所述，對普通電動單梁起重機進行改造，用于吊運熔融金屬的，不是簡單地加裝幾個安全保護裝置就可以了，而要對原起重機進行全方位的設計、計算、改造施工，以保證其滿足國家相關法規、標準的要求以及使用技術性能、安全性能的要求，并應做好改造后的起重機安全管理工作，以保障其改造后的安全運行。