安全評估在履帶起重機上的應用

劉思源，馬純

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

公司重點設備新舊程度跨度大，服役超過15年的設備占到了全部重點設備的40%，10年以上占80%，因此重點設備管理的復雜程度和困難程度非常大。為有效控制管理風險，針對重點設備在生產過程中的作業特點以及可能引發的危險因素，引入第三方專業單位中國特種設備檢測研究院對多臺履帶起重機進行了安全評估。

1 安全評估簡介

1.1 安全評估定義

安全評估是利用系統工程的方法對已有工程、系統可能存在的危險性及其可能產生后果進行綜合評價和預測，并根據可能導致的事故風險大小，提出相應的安全對策措施，以達到工程、系統安全的過程。

履帶起重機安全評估就是對設備的整體狀態進行評估，對結構的危險指標進行定性、定量分析，找出存在隱患的結構件或結構部位，采取必要的措施消除或減少危險性。

1.2 安全評估目的

安全評估的目的是確定起重機的安全狀態及其結構故障發展趨勢。通過對起重機建立科學合理的安全性評價體系，找出起重機存在隱患的結構件或者構成子系統，從而確定起重機重點巡檢部位和安排合理的維修計劃，為起重機的安全管理提供重要參考。

設備安全評估是完整性管理的重要組成部分，通過對設備進行安全評估，可有效維護設備的完整性以保證設備的安全。

1.3 國內外特種設備安全評估開展情況

國外現狀：歐美發達國家對特種設備管理起步比較早，在20世紀70年代就將風險評價的基本原理引入到了承壓設備的管理，至今已經形成了針對特種設備的評價方法和相應的風險評估軟件，特種設備的風險評估體系相對比較健全，歐洲許多國家甚至給出了詳盡的定量風險評價標準。

國內現狀：我國特種設備使用起步較晚，目前對特種設備的管理許多方面還是傳統經驗型的、規定型的，特種設備風險評價體系尚未建立和健全。雖然有些單位開展了風險評估技術和方法的研究，但在實踐中基本采用美國或英國的風險評估技術和方法，且大多數是對壓力容器與壓力管道進行風險評估，在一些重要方面并未考慮我國設備的實際情況對風險的影響。

1.4 國內履帶起重機安全評估依據的法律法規

《履帶起重機》GB/T 14560；《起重機械制造監督檢驗規則》TSG Q7001；《起重機械定期檢驗規則》TSG Q7015；《起重機鋼絲繩保養、維護、安裝、檢驗和報廢》GB/T 5972；《起重吊鉤第3部分：鍛造吊鉤使用檢查》GB/T 10051．3；《起重機械安全規程》GB6067．1；《起重機械使用管理規則》TSG Q5001；《起重機試驗規范和程序》GB/T 5905。

2 履帶起重機安全評估技術方案

2.1 評估內容及成果

安全評估內容包括結構安全評估、結構強度計算和疲勞分析、機電設備安全評估、風險分析和整體安全性評估。如圖1所示。

安全評估成果為履帶起重機評估報告，報告應包含各種正式檢查、檢測、測量、檢驗和驗算成果和記錄，報告中應明確設備存在的問題和隱患，提出維修意見，同時對是否滿足繼續安全使用提出明確的意見和建議。

2.2 評估技術方案

對履帶起重機的結構、機電設備等進行相關的檢測與評估，并對其進行風險分析，最終根據評估結果出具評估報告。結構評估內容主要包括結構外觀檢查、測量、測厚、無損檢測、結構強度計算和疲勞分析等；通過外觀檢查，定性評估起重機實際結構狀況；通過測厚、無損檢測、測量定量評估起重機實際結構狀況，確定存在缺陷的起重機金屬結構評估結論，提出處理缺陷的建議。

圖1 履帶起重機安全評估架構

機電設備安全評估主要包括近觀檢查、功能測試和振動測試等，從而對起重機機電設備技術狀況進行評估。

風險分析，通過對履帶起重機進行失效模式和影響分析，確定起重機風險排序，并對風險高的失效模式提出安全對策措施及建議。

2.3 評估方法

結構外觀檢查：檢查結構有無缺損、彎曲、屈曲、焊縫開裂，螺栓等緊固件的松動情況，涂層情況，以目視為主。

結構測量：主要包括磨損、彎曲、變形等，采用的技術手段為尺寸測量。

結構測厚：主要包括腐蝕監測和磨損檢測，采用的技術手段為超聲波測厚。

表面裂紋快速檢測：對起重機結構焊縫可疑區域進行無損檢驗，采用技術手段為焊縫裂紋探傷儀進行表面裂紋快速檢測。

磁粉檢測：對履帶起重機結構焊縫可疑區域進行表面裂紋快速檢測的基礎上，利用磁粉檢測進行二次探傷。

鋼絲繩檢測：采用智能鋼絲繩探傷儀對鋼絲繩損傷（斷絲、磨損、銹蝕和變形）以及損傷程度的電磁無損檢測。如圖2所示。

應力測試：在履帶起重機主要結構臂架與拉桿等處布置應力測點，采用無線電阻應變儀進行應力測試。如圖3所示。

振動測試：主要針對履帶起重機減速箱，通過振動測試來判斷減速箱是否工作正常。

圖2 鋼絲繩探傷儀電磁無損檢測

圖3 主要結構臂架應力測試點布置圖

3 現場評估工作開展情況

3.1 檢測結果

外觀檢查：檢查內容包括技術資料檢查、作業環境和外觀檢查、金屬結構檢查、主要零部件檢查、安全保護和防護裝置檢查、液壓系統檢查共6項檢查，檢查結果符合TSG Q7015《起重機械定期檢驗規則》的相關規定要求。

結構測厚：主要受力構件斷面有效厚度不低于設計厚度的90%，符合要求。

鋼絲繩檢查：所有的評估設備未超出GB/T 59572《起重機鋼絲繩保養、維護、檢驗和報廢》中對斷絲數量、磨損量和銹蝕等級的要求。

應力測試：所有評估設備的各測點測試的最大應力值均小于材料許用應力值，符合要求。

振動測試：所有評估設備的振動測試的有效值小于標準GB/T 6075．3規定的7．1mm/s，滿足標準中描述的“機械振動處在該區域通?？砷L期運行”的評價要求。

表面裂紋測量：部分設備臂桿存在裂紋。

按照評估單位提供的檢測結果，公司組織設備廠家對裂紋進行了修復，并復檢合格。評估單位最終出具了《履帶起重機安全評估報告》。

4 結語

此次履帶起重機安全評估使用戶掌握了重點設備存在的危險因素及嚴重程度，及時完成了隱患整改，保證了設備和生產作業的安全；同時對高風險部位進行預警，確定了重點監控部位。另外，在公司建立重點設備安全隱患評估長效機制和設備完整性管理方面具有積極的現實意義。

參考文獻：

[1]陳云榮,元海榮,許林濤．特種設備安全評價研究進展．機電產品開發與創新,2012,25(4):22-24．

[2]徐靜．我國特種設備安全現狀評價分析．中國新技術新產品,2012,(17):246．