一起橋式起重機檢修吊籠墜落事故原因分析

鐘鵬++賈鵬

摘 要：某大型國企起重機在停止運行狀態下發生吊籠墜落造成事故，看是一起意外的事故，通過原因分析，發現其誘發的原因是起重機安裝伊始和平日里忽視日常維保工作是密不可分的，文章結尾指明了避免此類事故發生的預防措施和警示。

關鍵詞：特種設備；起重機；墜落；事故；原因；疲勞斷裂；循環應力；振動

中圖分類號：TU714 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0034-02

Abstract：Alarge state-owned enterprises in the crane stopped running under the cage falling accident is an accident， through the analysis of the reasons， to find the reason of the crane installation work is induced is closely related to ignore the daily maintenance at the beginning and end of the article on weekdays， pointed out to avoid such accidents prevention and warning.

Key words：special equipment； crane； falling； accident； cause； fatigue fracture； cyclic stress； vibration

1 事故概述

2014年9月10日，沈陽市某大型國企的結構車間H09廠房內，一臺并未運行的橋式起重機橋架上的檢修吊籠突然從約13米高處脫落，將在其下方站立的結構車間人員王某頭部擊傷，經報無效死亡。

2 事故現場勘查

2.1 事故現場地面勘查

發生事故的起重機號規格為QD16/3.2-22.5 A5的通用橋式起重機，檢修吊籠墜落于地面，四根角鋼在與走臺連接位置附近處斷裂，四個斷面約在同一平面內，其中三個斷口斷面已布滿油污和銹跡，一個斷口呈現50%面積的新生斷面。在其附近找到一小塊鐵板，鐵板的斷口可以跟檢修吊籠的一根角鋼斷口吻合。起重機走臺檢修艙門下方斷口情況與檢修吊籠斷口完全吻合（圖1）。

2.2 起重機走臺下方勘查

檢修吊籠艙門下方附近集電器的支撐角鋼斷裂，斷面齊整且呈弧線形，斷面內存在陳舊性的表面氧化層，斷面與走臺板下側面處同一水平位置。檢修吊籠艙門下方附近的減速機底座的筋板上有多處裂紋，主梁與兩筋板的焊接處附近的箱體有明顯裂紋（圖3）。

2.3 起重機走臺上方艙門處勘查

走臺上艙門處焊接吊籠的三個彎角焊接處焊縫完整無異常現象，另外一角未發現有焊接痕跡，從地面找到的小鐵板與該無焊接痕跡的位置摩擦的印記可以吻合（圖5）。

2.4 起重機減速器勘查（其它勘查本文中略去）

啟動起重機并進行大車行過程中，發現吊籠艙門處減速器有明顯的噪音和振動情況。

3 事故原因分析

3.1 吊籠連接情況分析

根據勘查可知，吊籠的四個角鋼斷口約在同一平面內斷裂，安裝集電器的支撐角鋼斷裂面也在同一平面，五根角鋼均在金屬結構本體上斷裂，而為非焊接連接處。吊籠的四根角鋼斷裂在折彎處，集電器的支撐角鋼斷裂處與走臺的邊緣有接觸。

3.2 吊籠角鋼斷面分析

集電器支撐角鋼斷面內已存在陳舊性氧化現象，說明支撐角鋼的斷裂發生在吊籠墜落之前已有一段較長時間。吊籠角鋼三個斷口斷面已布滿油污和銹跡，一個斷口呈現50%面積的新生斷面，說明三個已布滿油污和銹跡的斷面發生在吊籠墜落之前的一個較長時間段內，而不是墜落事故過程中產生。事故發生過程中產生的斷裂即為呈現50%面積的新生斷面的角鋼，通過分析這個斷面形式，可以判斷該斷裂屬于疲勞斷裂，50%面積的新生斷面為斷口的瞬斷區。

3.3 斷裂形成條件分析

從疲勞斷裂的產生機理來看[1]，本事故中，角鋼折彎處就是應力集中位置，而斷面正好產生在這個折彎處。而折彎處必然存在微小裂紋（初始裂紋），那么還有一個重要的因素就是循環應力。勘查（4）中，減速器的振動恰好滿足了這一條件，通過深入觀察發現，減速器固定螺栓均已松動，隨著起重機的運行，減速器和傳動軸均已“跳動”，這樣，減速器的振動也是角鋼疲勞斷裂的重要原因。圖4中，用于固定并加固減速器走臺下方的筋板和附近的主梁腹板，出現了滲入油污的明顯裂紋，足以說明該振動已存在的很長一段時間。

對墜落后的吊籠進行位置復原，發現4根主角鋼只有3根焊接在艙門口，另外一只角鋼用小鐵板“掛在”艙門走臺上平面上（圖2、圖6），未完全約束。這樣，在起重機運行振動時，吊籠出現水平方向的微小擺動，為形成疲勞斷裂提供了應力循環條件。

4 結論與警示

4.1 事故產生的直接原因

通過以上分析可知，事故發生前，吊籠的三根主角鋼已完全斷裂，僅剩的一根角鋼已經斷裂超過50%面積，當外界產生振動或其他干擾時（如相鄰跨度起重機經過時的振動），其剩余剖面的靜強度不足，吊籠墜落。

4.2 事故給我們帶來的警示

4.2.1 起重機安裝應嚴格遵守施工方案

本次起重機吊籠的安裝過程中，吊籠的4根主角鋼只有3根采用焊接方式固定在走臺上，另外一根因為長度存在誤差補焊了一個小鐵板，掛在了艙門邊緣，不知是考慮到該安裝方式足夠承載檢修人員的體重還是遺漏了焊接工序，沒有按既定的安裝方案施工。如果在吊籠安裝時就嚴格按照既定的安裝方案施工[2]，當發現問題匯報給施工質量負責人或許就能避免此次事故。

4.2.2 重視設備的維護管理

本次事故中，減速器有明顯的振動且已經存在很長一段時間，如果設備的維修保養單位或使用單位，按照相關技術標準[3][4]對起重機嚴格進行各種級別的檢查、維護與修理，及時對技術性能存在問題的零部件修復或更換，保證起重機具有良好的技術狀態服務于生產經營，或許能避免此次事故。

4.3 落實設備安全使用管理制度

起重機的使用單位應當按照特種設備安全監察條例和特種設備安全法的規定建立嚴格的安全管理體系，并應該嚴格依據相關的特種安全規范對起重機進行日常維護保養與檢查，一定會有效預防或杜絕此類事故的發生。

參考文獻

[1]孫志禮，何雪宏，等.機械設計[M].北京：冶金工業出版社，1998：9.

[2]TSG Q7016-2016.起重機安裝改造重大修理監督檢驗規則[S].

[3]TSG Q7015-2016.起重機定期檢驗規則[S].

[4]TSG Q5001-2009.起重機械使用管理規則[S].