在役塔式起重機(jī)的安全評估

雷 鈞

(山西省機(jī)電設(shè)計研究院有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

塔式起重機(jī)簡稱塔機(jī)，也稱塔吊，屬于建筑施工設(shè)備，其質(zhì)量與施工安全存在密切關(guān)系。對起重機(jī)質(zhì)量的影響因素主要有人員、企業(yè)技術(shù)、設(shè)備和材料等，此外操作及日常管理的影響也很明顯，屬于安全性的重要影響因素。目前在生產(chǎn)技術(shù)和規(guī)則不斷改進(jìn)的形勢下，塔式起重機(jī)的質(zhì)量也在不斷提升，但由于起重機(jī)的重心高、回轉(zhuǎn)半徑大，因而在使用過程中常出現(xiàn)事故，甚至出現(xiàn)倒塌的嚴(yán)重事故，相關(guān)統(tǒng)計研究發(fā)現(xiàn)超齡、超載、違章操作是發(fā)生事故的最重要原因，因此很有必要對在役塔式起重機(jī)的運行安全性進(jìn)行評估。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)定，服役達(dá)到8年的起重設(shè)備，應(yīng)該由具有相關(guān)資質(zhì)的機(jī)構(gòu)予以鑒定，了解其是否滿足安全防范方面的要求，如果滿足，為其創(chuàng)建重點監(jiān)控檔案后才能夠使用。尤其是建筑起重機(jī)械，如果存在安全隱患，有可能會導(dǎo)致非常嚴(yán)重的事故，服役8年后，每年都需要進(jìn)行鑒定。為此，本文以一個具體的案例來論述在役塔式起重機(jī)的安全評估。

1 塔式起重機(jī)的分類

塔式起重機(jī)的機(jī)型構(gòu)造形式較多，根據(jù)其主體結(jié)構(gòu)與外形特征可按架設(shè)形式、回轉(zhuǎn)形式、起重形式和臂架支撐形式來分類。按架設(shè)形式分為固定式、附著 式、移動式和內(nèi)爬式四種；按回轉(zhuǎn)形式分為上回轉(zhuǎn)和下回轉(zhuǎn)兩種；按起重形式分為小車變幅、動臂變幅、伸縮式小車變幅和折臂變幅四種；按臂架支撐形式分為非平頭式和平頭式兩種。

2 塔式起重機(jī)安全評估的定義及內(nèi)容

2.1 安全評估的定義

安全評估分狹義和廣義兩種。狹義是指對一個具有特定功能的工作系統(tǒng)中固有的或潛在的危險及其嚴(yán)重程度所進(jìn)行的分析與評估，并以既定指數(shù)、等級或概率值作出定量的表示，最后根據(jù)定量值的大小決定采取預(yù)防或防護(hù)對策。廣義是指利用系統(tǒng)工程原理和方法對擬建或已有工程、系統(tǒng)可能存在的危險性及其可能產(chǎn)生的后果進(jìn)行綜合評價和預(yù)測，并根據(jù)可能導(dǎo)致的事故風(fēng)險的大小提出相應(yīng)的安全對策措施，以達(dá)到工程、系統(tǒng)安全的過程。

GB/T33080-2016《塔式起重機(jī)安全評估規(guī)程》中對安全評估定義為：對設(shè)備結(jié)構(gòu)、機(jī)械零部件的磨損、腐蝕、裂紋、變形等情況進(jìn)行檢測與測量，對整機(jī)運行狀況與承載能力進(jìn)行試驗，判斷其可正常使用、降級使用或不可使用的活動。安全評估目的是以起重機(jī)械安全使用為主要目標(biāo)，查找可能存在的安全隱患，分析判斷安全隱患的程度，綜合評價起重機(jī)械安全狀態(tài)，提出合理可行的安全對策措施，指導(dǎo)危險源監(jiān)控和事故預(yù)防，降低事故發(fā)生率，減少損失。

2.2 安全評估的內(nèi)容

GB/T33080-2016《塔式起重機(jī)安全評估規(guī)程》中提出了塔式起重機(jī)安全評估的主要內(nèi)容包括：資料檢查、解體檢查、運行試驗及整機(jī)評定。

(1)資料檢查：包括設(shè)備技術(shù)文件和安全技術(shù)檔案。對標(biāo)識不全、無使用維護(hù)記錄、無法追溯制造信息或無使用、改造、維修信息的塔機(jī)不應(yīng)進(jìn)行安全評估。

(2)解體檢查：包括結(jié)構(gòu)、機(jī)械主要零部件、安全裝置及電氣系統(tǒng)的檢查。

(3)運行試驗：包括試驗前檢查及載荷試驗，需要時應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試。

(4)整機(jī)評定：評定結(jié)論分為合格、降級使用、不合格。

3 在役塔式起重機(jī)的安全評估

2019年9月10日，在呂梁市方山縣大武鎮(zhèn)豐澤苑安置項目工地對使用10年的QTZ80(6010)(上回轉(zhuǎn)自升式)塔式起重機(jī)進(jìn)行安全評估。環(huán)境溫度為29 ℃，風(fēng)速1.1 m/s,電源AC380 V/50 Hz。評估設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示,整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

表1 評估設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)

1-平衡臂;2-平衡臂拉桿;3-塔頂;4-力矩限制器;5-起重臂拉桿;6-起重臂;7-變幅小車;8-吊鉤;9-駕駛室;10-起升機(jī)構(gòu);11-上支承座;12-下支承座;13-套架;14-標(biāo)準(zhǔn)節(jié);15-基礎(chǔ)節(jié);16-中心壓重;17-十字底梁

3.1 資料檢查

對施工單位提供的資料進(jìn)行了認(rèn)真的核實檢查，得到的結(jié)果如表2所示。

表2 資料檢查結(jié)果

3.2 解體檢查

解體檢查的重點是在全面目測的基礎(chǔ)上檢測結(jié)構(gòu)的腐蝕、磨損、裂紋、變形等情況，對機(jī)械主要零部件、安全裝置及電氣系統(tǒng)重點檢查外觀狀態(tài)。

3.2.1 外觀狀態(tài)檢查

在全面目測起重機(jī)整體的基礎(chǔ)上，重點對主要焊縫、主要連接螺栓和銷軸、主要鋼結(jié)構(gòu)、主要機(jī)構(gòu)、電控箱和電纜、防護(hù)罩的外觀進(jìn)行了檢查，檢查結(jié)果如表3所示。

表3 整機(jī)及主要零部件外觀檢查結(jié)果

3.2.2 重要結(jié)構(gòu)件腐蝕、磨損、裂紋、變形檢查

對起重機(jī)的重要結(jié)構(gòu)件進(jìn)行腐蝕、磨損、裂紋、變形檢查使用的儀器有：游標(biāo)卡尺，精度為0.02 mm;鋼直尺，Ⅱ級；卷尺，≤10″；塞尺，Ⅱ級；稱量吊秤，-1%～+1%；磁粉裂紋檢測儀，可清晰完整地顯示A型標(biāo)準(zhǔn)試片上的刻槽；超聲波測厚儀，-0.5%～+0.5%；絕緣電阻測試儀，-2%～+2%；接地電阻測試儀，-2%～+2%。

首先對需檢測的結(jié)構(gòu)件檢查部位進(jìn)行去除油漆和浮銹，然后按操作規(guī)程進(jìn)行檢測。重要結(jié)構(gòu)件壁厚測量結(jié)果見表4，變形測量結(jié)果見表5，無損檢測結(jié)果見表6。

表4 重要結(jié)構(gòu)件壁厚測量結(jié)果

表5 重要結(jié)構(gòu)件變形測量結(jié)果

表6 重要結(jié)構(gòu)件無損檢測結(jié)果

3.2.3 安全裝置檢查

安全裝置檢查結(jié)果見表7。

表7 安全裝置檢查結(jié)果

3.3 運行試驗

首先按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定對塔機(jī)安裝后的結(jié)構(gòu)、機(jī)械零部件的連接固定情況、電氣系統(tǒng)及安全裝置等進(jìn)行檢查，檢查合格后接通電源進(jìn)行塔機(jī)的空載、動載、靜載、起重力矩、最大起重量試驗。

3.3.1 空載試驗

(1)試驗方法: 進(jìn)行起升、回轉(zhuǎn)、變幅、行走等操作，覆蓋相應(yīng)動作的最小至最大行程。

(2)試驗要求：操作系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、連鎖裝置動作準(zhǔn)確、靈活;無漏油現(xiàn)象，各機(jī)構(gòu)動作平穩(wěn)，無爬行及異常振顫、沖擊、噪聲等現(xiàn)象。

(3)試驗結(jié)果：操作準(zhǔn)確、靈活，運行穩(wěn)定，無異常現(xiàn)象。

(4)結(jié)論：合格。

3.3.2 起重力矩和最大起重量試驗

(1)試驗工況：起重力矩試驗時起吊最大起重量的40%～80%，最大起重量試驗時起吊最大起重量，幅度為該吊重相應(yīng)最大幅度。

(2)試驗方法：①起升、下降：吊重在全部起升高度內(nèi)以額定起升速度進(jìn)行起升、下降，在起升、下降過程中進(jìn)行不少于三次的正常制動；②變幅：吊重在最小幅度和相應(yīng)于該吊重的最大幅度之間以額定速度進(jìn)行變幅；③回轉(zhuǎn)：吊重以額定速度進(jìn)行左右回轉(zhuǎn)；④行走：起重臂垂直于軌道，以額定速度往復(fù)行走，吊重離地500 mm，全行程行走或單向行走距離不小于20 m。

(3)試驗要求：各機(jī)構(gòu)運轉(zhuǎn)正常，吊重?zé)o靜態(tài)下滑，空中再起動時無瞬時下滑，力矩限制器符合規(guī)定要求，起重量限制器符合規(guī)定要求。

(4)試驗結(jié)果：全部動作準(zhǔn)確、靈活，無異常現(xiàn)象。

(5)結(jié)論：合格。

3.3.3 動載試驗

(1)試驗工況：最大幅度相應(yīng)額定起重量的110%。

(2)試驗方法：①起升、下降：在起升全程范圍內(nèi)以額定速度進(jìn)行起升、下降；②變幅：吊重在最小幅度和相應(yīng)于該吊重的最大幅度之間以額定速度進(jìn)行變幅；③回轉(zhuǎn)：以額定速度進(jìn)行左右回轉(zhuǎn)；④行走：以額定速度往復(fù)行走，臂架垂直于軌道，吊重離地500 mm左右，往返運行不小于20 m。

(3)試驗要求：試驗時各機(jī)構(gòu)應(yīng)運轉(zhuǎn)靈活，制動應(yīng)可靠。卸載后機(jī)構(gòu)及結(jié)構(gòu)各部件無松動和損壞等異常現(xiàn)象。

(4)試驗結(jié)果：全部動作準(zhǔn)確、靈活，制動可靠，無異常現(xiàn)象。

(5)結(jié)論：合格。

3.3.4 靜載試驗

(1)試驗工況：最大幅度相應(yīng)額定起重量的125%。

(2)試驗方法：起升額定載荷，離地100 mm～200 mm停穩(wěn)后逐次加載至額定載荷的125%，停留10 min后觀察載荷離地高度的變化。

(3)試驗要求：試驗時應(yīng)制動可靠，卸載后機(jī)構(gòu)及各結(jié)構(gòu)部件不應(yīng)出現(xiàn)可見裂紋、永久變形、連接松動及其他對起重機(jī)性能 和安全有影響的損壞。

(4)試驗結(jié)果：制動可靠，未發(fā)現(xiàn)裂紋、永久變形、連接松動及其他損壞。

(5)結(jié)論：合格。

由于本塔機(jī)沒有進(jìn)行過改造，沒有發(fā)生過重大事故，主要技術(shù)參數(shù)未發(fā)生變化，所以不需要進(jìn)行應(yīng)力測試。

4 整機(jī)評定

根據(jù)塔機(jī)的資料檢查、解體檢查和運行試驗結(jié)果對整機(jī)進(jìn)行評定。本塔機(jī)資料完整，符合標(biāo)準(zhǔn)要求；解體檢查的項目全部合格；運行試驗全部合格。整機(jī)評定結(jié)論為：合格。

5 結(jié)語

建筑起重機(jī)械安全管理的目的是防止和減少生產(chǎn)安全事故，確保設(shè)備在施工生產(chǎn)過程中始終處于安全受控狀態(tài)，從而保障人民群眾的生命和財產(chǎn)安全，促使設(shè)備管理規(guī)范化，保持良好的技術(shù)狀態(tài)，發(fā)揮最佳效能。塔式起重機(jī)的安全管理應(yīng)該貫穿于其整個生命周期，以設(shè)計和生產(chǎn)為起點，以報廢為終點。在這一過程中，各個環(huán)節(jié)涉及到的人員都應(yīng)該具備足夠的安全意識。