淺談起重機械風險評估方法與預防性檢修策略

趙慶星，閆曉妮

（新鄉市起重設備廠有限責任公司，河南 新鄉 453000）

起重機械進行重物提升移動等操作，其作業模式具有間歇性與重復性。起重機械作業直接關系到施工作業安全與生命健康，其本身具有較高的危險性。起重機械屬于特種設備，必須對其進行嚴格的管理與監督。若相關管理工作不到位，有可能導致部分起重機械過度檢修，使其處于高風險運行作業狀態中。在對其進行檢修的過程中，不能單純以合格或不合格的評價方式對其進行判斷，要對起重機械的零部件進行針對性分析。做好起重機械風險評估與預防性檢修工作，確保其在安全狀態下運行。

1 起重機械安全評估現狀

雖然當前對起重機械風險評估的需求較大，但是目前起重機械安全評估水平尚未達到理想狀態，需要加強起重機械檢測能力與裝備水平。參與監控狀態中的起重機械數量并不多，進而難以獲得充足的數據，尤其是在不對起重機械進行拆卸的情況下，相關數據庫并沒有建立完善。因此難以準確地確定風險級別，沒有形成統一的標準，對起重機械是否報廢進行判斷。

2 起重機械安全評估技術展望

起重機械安全評估需要進行安全監控、健康檢測、時效分析、報廢標準等諸多方面內容，具有一定的系統性。若想提升起重機械安全評估工作的質量與效率，需要在各個方面加大工作力度，提升工作水平。

2.1 檢驗檢測技術

通過對起重機械進行檢驗檢測能夠掌握起重機械的相關評估信息，為起重機械安全評估奠定良好基礎。在具體實踐過程中，包括應力檢測、無損檢測、理化實驗等諸多檢測內容。第一，常規應力測試技術。在進行常規應力測試的過程中，會對起重機械的零件結構的受力情況、運行狀態進行測試，以此掌握其應力、應變、位移、負荷及加速度等力學數據的具體情況，應力與應變檢測，是掌握起重機械狀態的有效途徑。如果單純對體重機械的工作應力進行檢測，不考慮其殘余應力與自重應力，最終取得的測試結果缺乏準確性。第二，殘余應力測試技術。在對起重機械進行制造的過程中，金屬結構的工藝水平十分有限，通常不會進行消除殘余應力相關操作。因此，殘余應力較大，這會直接影響其耐腐蝕能力、穩定性等諸多方面。很多起重機械在應用一段時間后發生失效現象，都是由于殘余應力存在造成的。可見，對起重機械進行殘余應力測試是安全評估的重要內容之一。

2.2 狀態監測技術

狀態監測技術是對起重機械進行安全評估的重要基礎，也是掌握起重機械安全評估信息的主要途徑。在進行具體監測過程中，需要對起重機械進行安全監控及金屬結構健康監測，在具體操作過程中，應用先進傳感技術監測起重機械的關鍵參數、安全保護狀態、損傷程度等信息。利用先進的信號信息處理技術對體重機械在未來工作期間內的性能進行預測，其中包括結構特征參數、損傷情況及結構性能等諸多方面，以此為指導做好各項預防性檢修與保養工作。在監控數據不斷豐富的情況下建立相應的數據庫，從而支持起重機械安全評估工作高效開展。

2.3 失效分析技術發展趨勢

（1）由感性向理性方向發展。從當前失效分析操作情況看，大多會根據以往的工作經驗或目前掌握的裂紋、圖譜等開展相關工作。但目前掌握的圖譜與經驗內容大多是對起重機械某一特征進行診斷，是對其損傷情況進行的定性，其中還有的適量分析內容并不是在客觀條件下做出的定量分析，無法出具損傷失效特點在條件不同的情況下產生的診斷結果。通常會應用統計方法、理論方法與工程方法，對疲勞斷口進行定量分析。其中，統計方法需要通過大量的實驗，分析對起重機械潛在的失效模式進行統計，以此分析端口參數與失效因素之間存在的關系，此種方法大多應用于簡單的構件中而理論方法，對失效機理進行研究。對斷口微觀細觀描述的過程中，應用宏觀力學產量方面的知識、工程方法會利用已經得到驗證的具有成熟性的經驗判斷方式判斷失效因素。

（2）計算機輔助失效分析。首先，材料環境損傷的演化導致突變與其預測材料的失效，大多由材料的環境行為所決定。在材料與復議條件相互作用的情況下，材料會發生一系列的變化，主要體現在結構性能等方面，進而造成材料不具備原有的效果，材料環境失效與諸多學科領域內容相關，如材料學、物理學、機械學、電子學等。為了建立多重作用下材料與結構的壽命預測模型，需要針對與環境失效有關的模式診斷、預測、控制等理論進行研究與完善。對復雜環境下材料與結構損傷模型、剩余使用期限的預算方法、持久性分析技術等進行進一步健全與完善，從而對新型機械設備防腐、表面工程技術進行深入的探究。其次，對結構件的安全可靠性進行評估。在對起重機械結構件的安全可靠性進行評估的過程中，需要收集以往同類型產品的相關數據，并且要掌握表征構件各種的參數分散概率及對構件失效影響的各項研究，在掌握這些材料的前提下可以建立相關的模型，對構件的可靠性與失效概率進行分析，通過各種模擬驗證方式，如數值計算或實驗等對產品構件的安全可靠性進行評估，讓產品在規范的作業條件下行規定的功能有效降低，正常使用操作過程中由于各種因素發生失效的概率。由于起重機械設備材料及構件發生失效的過程較為復雜，當前沒有材料及構件設備損傷情況進行預測與剩余壽命評估的有效方法。在對失效機理與失效過程的認識，依舊停留在通過對現象的觀察與定性分析中。應用計算機對材料及構件失效過程動力學進行試驗，可以判斷起重機械失效機理與原因判斷的是否正確，在對起重機械失效過程進行計算機模擬與輔助診斷時，主要涉及段口三維重建與模擬損傷過程，動力學模擬與在線等方面內容，以此為基礎在神經網絡原理的作用下，最終能夠建立具備自學功能，能夠對材料與構件損傷情況進行分析的人工智能系統。

（3）電氣控制系統的失效分析。由于起重機械的電氣控制系統頻繁發生失效與故障，因此對電氣控制系統的要求也在不斷提升。起重機械的電子元件器種類豐富多樣，并且功能也各不相同。因此，起重機械電氣控制系統發生失效的情況具有較大的隨機性，在此方面開展失效分析工作，需要應對的工作范圍更加廣泛，并且難度也有所提升?？刂葡到y的功能較多，失效模式各不相同，分析檢測工作實踐操作有一定的難度。

（4）安全評估方法。起重機械本身具有一定的復雜性，其由眾多系統共同組成。如電器、液壓、機構等，在對起重機械進行安全評估的過程中，要把握各個系統的具體特點采用有針對性的評估方式。當前可供選擇的起重機械安全評估方法有很多，如安全檢查和安全檢查表分析、危險操作性研究、故障樹分析等。安全評估理論也有很多種，如人工神經網絡、支持向量及模糊綜合評價法、基于未確知測度理論評價方法等。

3 結語

綜上所述，起重機械設備雖然為具體實踐工作提供了便利，能夠有效提升相關工作的質量與效率，但其具備較高的危險性。因此，被納入特種設備范圍內，對起重機械進行安全評估也是做好相關管理工作的重要內容。在具體進行起重機械安全評估的過程中，需要開展大量的工作內容，不僅對相關工作人員的專業能力有較高的要求，對開展檢測工作的具體儀器設備也有一定的要求。開展各項風險評估工作，做好預防性檢修工作是保證起重機械設備使用壽命與使用安全的重要途徑，為其有序作業奠定良好基礎。