吊運熔融金屬起重機高度限位與超速保護裝置檢驗要求和方法

畢海榕

摘? 要：吊運熔融金屬起重機的應用環境和作業條件比較特殊，該類起重機是鍛造和鑄造行業生產過程中必不可少的關鍵設備，因在高溫，熱輻射強烈、煙霧粉塵和存在腐蝕等惡劣環境工作，對其自身要求的防護等級就必須很高，設備本身的安全可靠性就顯得尤為重要，高度限位作為起重機上重要的限位開關，是為了防止起重機在吊運熔融金屬過程中過度起升，引起損傷起重機，吊運物體傾翻造成安全事故，本文主要對吊運熔融金屬的起重機的高度限位的檢驗檢測要求進行梳理，對檢驗方法進行分享與探討。

關鍵詞：吊運熔融金屬起重機? 高度限位? 超速保護裝置? 檢驗檢測要求

中圖分類號：TM3 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2021）03（a）-0102-03

Inspection Requirements and Methods for Height Limit and Overspeed Protection Device of Crane for Lifting Molten Metal

BI Hairong

（Yantai Special Equipment Inspection and Research Institute， Yantai， Shandong Province， 265500 China）

Abstract： The application environment and working conditions of crane for lifting molten metal are relatively special. This kind of crane is an essential key equipment in the production process of forging and casting industry. Because it works in high temperature， strong heat radiation， smoke and dust， corrosion and other harsh environment， its own protection level must be very high， and the safety and reliability of the equipment itself is particularly important. As an important limit switch on the crane， the height limit is to prevent the crane from over lifting in the process of lifting molten metal， causing damage to the crane， lifting objects overturning and causing safety accidents. This paper mainly combs the inspection requirements of the height limit of the crane lifting molten metal， and shares and discusses the inspection methods.

Key Words： Crane for lifting molten metal; Height limit; Overspeed protection device; Inspection and testing requirements

起升高度限位器是起重機的一項重要安全保護裝置。其作用是保證起升機構工作時，吊具在最高工作位置時，吊具與其上方的支承結構應有一定的間距，從而避免由于操作疏忽失誤或者是電氣系統故障，發生吊具頂撞到上方支承結構而上升機構仍繼續提拉吊具的情況，造成拉斷鋼絲繩并使吊具和吊物墜落的事故[1]。因此，GB6067《起重機械安全規程》中規定，凡是動力驅動的起重機，其起升機構均應裝設上升極限位置限制器。隨著國家對冶金鑄造用起重機安全使用的重視程度不斷加強，考慮到其危險性大和工作環境惡劣，發生事故后果嚴重等因素，國家質檢總局在2007年375號文的基礎，又在2008年正式頒布實施了TSGQ002-2009《起重機械安全技術監察規程》。《規程》的第七十條第二款明確規定：吊運熔融金屬的起重機應當設置不同形式的上升極限位置的雙重限位器，并且能夠控制不同的斷路裝置。在隨后頒布實施的TSG Q7015-2008《起重機械定期檢驗規則》B9.3（2）和TSG Q7016-2008《起重機械安裝改造重大維修監督檢驗規則》B9.4注B-1中，都對吊運熔金屬起重機高度限位的設置做了明確的規定。

通過對標準和技術規范相關條款規定的綜合分析理解，可以明確對吊運熔融金屬起重機高度限位的要求：一是高度限要有兩套;二是要具備不同的形式;三是兩套限位器的設備要有層次，也就是要有高低差，其中一個做為工作高度限位器一個作為極限限位器;四是要分別控制不同的斷路裝置。而作為極限限位器應控制總斷路裝置，繼續工作需手動送電。

1? 常用形式及其高度限位的設置

在實際生產中，用于吊運熔融金屬的起重機，當起重量大于等于75t時按規定采用冶金起重機。起重量大于10t小于75t一般采用冶金起重機或者通用橋式起重機。起重機大于5t小于10t一般采用通用橋式起重機、電動葫蘆橋式起重機或者是電動單梁起重機，而起重量小于5t時一般采用電動單梁起重機。按起升機構可分電動葫蘆和卷揚機兩種。

常用的高度限位器形式有：重錘式，螺桿式，斷火器，光電感應式，PLC控制的程序中的設置[2]。

常用的電氣控制方式：便攜控制裝置（包括遙控器和懸掛式控制裝置），一般用于電動葫蘆作為起升機構的起重機，司機室控制（包括凸輪控制，主令控制，PLC控制）。

冶金起重機，通用橋式起重機，一般采用司機室控制，兩套高度限位的設置一般采用重錘式和螺桿式;電動葫蘆做為起升機構的起重機，一般采用便攜控制，高度限位的設置一般采用重錘式和斷火器。當然橋式起重機也有采用便攜控制的，電動葫蘆起重機也有采用司機室控制的，作為個例，由于本文并非主要討論起重機的控制，就不作為探討對象。

2? 實際設置中存在的問題

在對用于吊運熔融金屬起重機實際檢驗檢測工作中發現，雖然從外觀上檢查看都設置了兩套高度限位，但由于對限位設置的認知和理解不深刻，往往出現很多問題，存在嚴重的安全隱患。下面將檢驗中發現的問題總結如下。

2.1 采用的兩套限位器形式相同

有采用兩套重錘式的，有在螺桿限位器上加兩道限位開關。由于每種限位器都有其優點也有缺陷，譬如重錘式受搖擺影響大，而螺桿式又受傳動比誤差和機件的磨損影響大，因此，為彌補每種限位器存在的缺陷，確保限位安全有效，所以要求采用不同形式的限位器。

2.2 層次設置不明顯

兩套高度限位設置的動作高度相同或太相近，沒留有足夠的反應空間。兩套限位不能簡單地理解成兩道工作限位，而應理解為一個作為工作限位，而另一個作為安全極限限位。在工作高度空間允許的條件下兩者設置距離應不小于200mm。操作人員在發現或感覺到吊具超過工作限位而未自動停止，應立即停止上升運行并檢查維修。

2.3 兩套限位器沒實現控制不同的斷路裝置

有的起重機將兩套限位器串聯后控制上升接觸器線圈。電動葫蘆作為起升機構的起重機，斷火器控制了起升動力電路，其重錘限位器沒控制主接觸器線圈，也去控制上升接觸器線圈，一旦錯相還會發生沖頂事故。凸輪控制由于起升電路直接接通，兩套限位串聯控制主接觸器線圈，一旦發生接觸器粘連故障，沒有了雙重保護功能，存在嚴重隱患。

PLC控制的起重機，采用程序控制工作高度限位，不能作為一套高度限位。光電感應限位器由于吊運熔融金屬起重機工作環境比較惡劣，再加上其自身的不可靠性，應盡量避免在冶金場合起重機高度限位上的應用[3]。

3? 檢驗檢測方法和要求

對用于吊運熔融金屬起重機高度限位的檢驗檢測方法有圖紙審查、外觀檢查、動作試驗。

圖紙審查是對起重機電氣原理圖樣的審查。檢查其限位器開關控制的斷路裝置是哪些？是否符合標準和技術規范的要求？

對于電動葫蘆作為起升機構的起重機，采用斷火器和重錘作為兩套高度限位，重錘限位開關應控制主接觸器線圈。對運用主令控制的橋式起重機采用重錘和螺桿式限位器作為兩套高度限位[4]。螺桿式限位器開關一般應設置在上升接觸器線圈電路中，而重錘限位開關則設置在主接觸器線圈電路中。

對采用凸輪控制的橋式起重機，采用重錘和螺桿式限位器作為兩套高度限位。此時由于上升接觸器由凸輪直接控制接通斷開，限位開關無法控制，因此建議在電路設置上增加一個主接觸器，兩個主接觸器串聯在主電路上，其線圈電路中分別串接兩個高度限位器開關[5]。從而實現控制不同的斷路裝置的要求。

外觀檢查是對兩套高度限位設置的外觀情況進行檢查，檢查其形式是否不同，檢查設置高度情況是否符合安全要求，連接和固定是否牢固可靠。

動作試驗是通過頂撞試驗檢查限位是否有效，是否符合能停止上升運行，不同層次，控制不同斷路裝置的要求。對于檢查人員方便到達的限位器可采用接通電路后，人為動作限位開關，觀察上升運行是否停止的同時還要確定斷開電路的裝置[6]。對于人員不便到達的限位器，應在現場指揮的嚴格控制下，采用通電碰撞限位進行動作試驗，限位被頂碰后應停止上升運行，否則應立即停止試驗并進行檢修，同時觀察確定發生動作的斷路裝置。

4? 超速保護的檢驗要求

GB/T3811-2008《起重機設計規范》7.4.7中，GB6067.1-2010《起重機械安全規程? 第1部分：總則》8.7中，對超速保護提出了同樣的要求：對于重要的、負載超速會引起危險的起升機構和非平衡式變幅機構應設置超速開關。超速開關的整定值取決于控制系統性能和額定下降速度，通常為額定下降速度的1.25～1.4倍。

TSG Q0002-2008《起重機械安全技術監察規程——橋式起重機》第七十一條規定：起重機的起升機構采用可控硅定子調壓、渦流制動、能耗制動、可控硅供電、直流機組供電方式，必須設置超速保護裝置。除前款以外，額定起重量大于20t用于吊運熔融金屬的起重機，也應當設置超速保護裝置。

根據以上標準和技術規范的要求，可以理解為以下情況應有超速保護的設置。

（1）非平衡式變幅機構。

（2）重要的、負載超速會引起危險的，如額定起重量大于20t用于吊運熔融金屬的起重機。

（3）采用可控硅定子調壓、渦流制動器、能耗制動、可控硅供電、直流機組供電方式的起升機構。

TSG Q7015-2008《起重機械定期檢驗規則》B9.2中要求：對額定起重量大于20t，用于吊運熔融金屬的橋式起重機主起升機構，以及采用可控硅定子調壓、渦流制動器、能耗制動、可控硅供電、直流機組供電調速及其他由于調速可能造成超速的起重機起升機構和變幅機構，檢查其是否有超速保護裝置。

TSG Q7016-2008《起重機械安裝改造重大維修監督檢驗規則》B9.10中要求，對于門座起重機的起升機構和變幅機構、用于吊運熔融金屬的橋式起重機起升機構，當采用可控硅定子調壓、渦流制動器、能耗制動、可控硅供電、直流機組供電調速以及其他由于調速可能造成超速的，檢查是否有超速保護裝置。

5? 結語

要做好吊運熔融金屬的起重機高度限位檢驗檢測工作，就要從源頭抓起。起重機出廠前要認真做好圖樣審核工作，核查高度限位器的配置情況，合格證及型式試驗合格證明等隨機資料要齊全。起重機安裝過程中要保證兩套限位的設置和調試符合TSG Q7016-2008《規則》的要求，現場實物檢查和現場監督施工單位的安裝和功能調試，并核查圖紙資料。在起重機使用過程中每天都應對高度限位的有效性進行檢查驗證。在定期檢驗中應進行動作試驗。從而在起重機出廠安裝維修和使用整個過程中確保這一重要的安全裝置完備有效，消除安全隱患，確保安全生產無事故。

參考文獻

[1] 韓運才，趙永剛.檢驗規則對吊運熔融金屬起重機的相關要求[J].起重運輸機械，2018（11）：182-185.

[2] 卓哲民，劉建鋮，楊金輝， 等.吊運熔融金屬起重機安全制動器檢驗案例分析[J].特種設備安全技術，2020（3）：39-40.

[3] 胡靜波，吳祥生，周前飛.對2016版檢規中吊運熔融金屬起重機檢驗項目的探討[J].中國特種設備安全，2017，33（1）：12-15.

[4] 楊慶.針對起重機經典檢驗案例研究分析[J].科技風，2019（36）：169.

[5] 何文豪.塔式起重機智能控制系統研究與應用[D].中國礦業大學;中國礦業大學（江蘇），2019.

[6] 高永剛.塔式起重機的安全管理研究[D].青島：山東理工大學，2018.