金屬架構(gòu)起重機(jī)安全檢測及評估

唐曉峰

（上海市松江區(qū)特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所，上海 201611）

橋式起重機(jī)作為車間上空、料場中吊運(yùn)起重設(shè)備的重要設(shè)備，現(xiàn)階段在廠房、倉庫、港口都得到了廣泛的應(yīng)用，其在物資調(diào)運(yùn)中起到了十分重要的作用[1]。如圖1所示，某港口碼頭貨物裝卸的橋式起重機(jī)，圖2所示某制造工廠車間內(nèi)使用的物件吊運(yùn)起重機(jī)。但是，隨著橋式起重機(jī)使用年限的不斷提升，金屬架構(gòu)的損傷也會(huì)導(dǎo)致很多安全風(fēng)險(xiǎn)，再加上很多單位對于起重機(jī)的安全管理不夠重視，沒有充分的投入起重機(jī)安全管理，難以及時(shí)地對設(shè)備進(jìn)行有效地維護(hù)，更是導(dǎo)致起重機(jī)的故障大幅度提升，不斷出現(xiàn)各種各樣的安全事故。

圖1 紹興上虞港碼頭起重機(jī)

圖2 臥龍變壓器制造廠廠房內(nèi)起重機(jī)

1 橋式起重機(jī)檢驗(yàn)檢測及安全方案設(shè)計(jì)

1.1 安全評估總體方案

所謂的安全評估就是對已經(jīng)辨識的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)度評價(jià)，量化風(fēng)險(xiǎn)源，而風(fēng)險(xiǎn)原則是能夠帶來風(fēng)險(xiǎn)的事件或者是物品。橋式起重機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)度評價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)源發(fā)生概率和風(fēng)險(xiǎn)后果的嚴(yán)重程度相關(guān)，有著后果與概率這兩個(gè)雙重性。因此，在技術(shù)層面上橋式起重機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)能夠得到有效地控制，用合理的方法進(jìn)行度量是十分科學(xué)的[2]。

在進(jìn)行橋式起重機(jī)安全評估總體方案進(jìn)行制定的過程中，首先需要針對橋式起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)源辨識對橋式起重機(jī)的安全評估內(nèi)容進(jìn)行確定，并將此當(dāng)作基礎(chǔ)建立一個(gè)完善的安全評估模型。其次需要通過定性評估以及定性評價(jià)法對橋式起重機(jī)進(jìn)行安全評估[3]。

圖3 起重機(jī)安全評估總體方案

1.2 安全評估模型構(gòu)建要素

首先，橋式起重機(jī)結(jié)構(gòu)方面要素。橋式起重機(jī)一般情況下都會(huì)由金屬結(jié)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)、安全保護(hù)裝置等部分組成[4]。同時(shí)，在起重機(jī)運(yùn)行的過程中這幾個(gè)部分互相作用與影響，同時(shí)能夠?qū)⒆陨硖囟ǖ墓δ艹浞值匕l(fā)揮出來。因此這也是在進(jìn)行橋式起重機(jī)安全評估模型構(gòu)建過程中應(yīng)當(dāng)充分考量的要素之一。

第二，使用管理情況方面。起重機(jī)是否能夠安全的運(yùn)行以及操作人員的安全性在某種程度上都會(huì)受到安全管理的直接影響，因此在進(jìn)行安全評估模型構(gòu)建的過程中應(yīng)當(dāng)對使用管理情況進(jìn)行充分的考量。

第三，橋式起重機(jī)性能方面。對起重機(jī)是否正常運(yùn)行的前提條件就是性能試驗(yàn)，因此很有必要將其加入到安全評估模型構(gòu)建要素中。

第四，其他方面。對于起重機(jī)安全狀況而言，作業(yè)環(huán)境對其而言同樣有著重要的影響[5]。

2 橋式起重機(jī)安全檢測評估過程

2.1 準(zhǔn)備階段

明確安全評估的對象和評估標(biāo)準(zhǔn)，搜集所需的相關(guān)資料，準(zhǔn)備相關(guān)的檢測工具，對檢測人員要求進(jìn)行核準(zhǔn)和培訓(xùn)。

2.2 辨識與風(fēng)險(xiǎn)分析

將橋式起重機(jī)的總體情況作為基礎(chǔ)，對風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行辨識與分析，明確風(fēng)險(xiǎn)源。其中最為重要的是初步分析橋式起重機(jī)所有的零部件情況，對風(fēng)險(xiǎn)以及影響較低的零部件進(jìn)行識別，將其排除在評估內(nèi)容之外，促使評估效率得到充分的提升。

2.3 評估模型的建立

構(gòu)件科學(xué)有效的評估模型，具備明顯的評估特征性，為評估做好技術(shù)準(zhǔn)備。

2.4 數(shù)據(jù)采集

對起重機(jī)設(shè)備的基本信息以及檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的采集，確保起重機(jī)的真實(shí)情況能夠得到充分的滿足，以此為基礎(chǔ)來展開風(fēng)險(xiǎn)的評估與分析。若存在缺失的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充。

2.5 風(fēng)險(xiǎn)分析

對風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行針對性分析，同時(shí)完成定量評估以及風(fēng)險(xiǎn)源的嚴(yán)重程度進(jìn)行耦合關(guān)聯(lián)分析。

2.6 安全評估

針對風(fēng)險(xiǎn)分析的結(jié)果進(jìn)行安全評估，對總的風(fēng)險(xiǎn)度進(jìn)行計(jì)算，以此為基礎(chǔ)對整個(gè)起重機(jī)的綜合安全狀況進(jìn)行明確。收集評估結(jié)果數(shù)據(jù)，以此為以后的起重機(jī)安全狀況進(jìn)行全面的分析。

2.7 對策

以風(fēng)險(xiǎn)源的評估結(jié)論與風(fēng)險(xiǎn)源為基礎(chǔ)，充分遵循技術(shù)的可行性原則，提出一些能夠有效應(yīng)對風(fēng)險(xiǎn)的管理對策或者是措施，確保對策有著良好的具體性以及可行性。

2.8 評估報(bào)告

作為整個(gè)安全評估過程的具體體現(xiàn)與概括性總結(jié)，安全評估報(bào)告是對象真正實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行的技術(shù)指導(dǎo)性文件，應(yīng)當(dāng)將整個(gè)安全評估的全部工作進(jìn)行概括的全面的反應(yīng)，因此文字更應(yīng)當(dāng)簡潔與明確。

橋式起重機(jī)安全發(fā)評估過程如圖4所示。

圖4 橋式起重機(jī)安全發(fā)評估過程

3 橋式起重機(jī)的檢測以及安全評估的關(guān)鍵技術(shù)

起重機(jī)主要是采用直接受力的主體結(jié)構(gòu)件，包括安裝主梁和焊接端橋，主梁一般采用鑄鋼蓋板、腹板等等多種拼接金屬材料組成；但是主梁在材料制造和安裝焊接的過程中往往可能會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中于一個(gè)部位或者應(yīng)力缺陷的情況發(fā)生；在橋式起重機(jī)實(shí)際應(yīng)用的過程中，在交變力和應(yīng)力的相互作用下，通常會(huì)產(chǎn)生一些疲勞性裂紋，由微小的彈性裂紋逐漸橫向擴(kuò)展而形成較為嚴(yán)重的裂紋情況，使得所用材料的最高承載強(qiáng)度和橫向截面受到了影響。當(dāng)應(yīng)力要求值已經(jīng)完全超過了所用材料的最高承載強(qiáng)度要求值時(shí)，零件突然被應(yīng)力折斷而機(jī)體遭到嚴(yán)重破壞。裂紋多數(shù)發(fā)生于原始焊縫的熱活動(dòng)影響熱點(diǎn)部位，焊縫的熱活動(dòng)影響熱點(diǎn)地帶焊縫區(qū)域的原始?xì)堄嗪缚p應(yīng)力比較大；焊縫裂紋多數(shù)可見于殘余應(yīng)力比較集中的焊縫部位，如原始焊縫兩端邊緣焊接咬合處導(dǎo)線焊接處或原始焊縫缺陷。對于采用偏軌式箱型的主梁疲勞性大的裂紋通常認(rèn)為會(huì)直接發(fā)生于主梁橫向焊接跨中附近的縱向焊縫和焊接母材上。因?yàn)檫@些部位往往分別存在于較大的交變熱點(diǎn)應(yīng)力和損傷應(yīng)力所集中的區(qū)域，因此這個(gè)焊縫熱點(diǎn)和損傷部位區(qū)的焊縫殘留會(huì)受到交變應(yīng)力較大的影響。主梁與兩側(cè)端梁相互連接附近的端梁可用于逆轉(zhuǎn)主梁截面彎曲，端梁下方或上方的兩個(gè)焊縫相互連接接口處以及其他受到熱輻射影響的連接地方。

起重機(jī)零件在主梁進(jìn)行品質(zhì)檢驗(yàn)時(shí)首先我們應(yīng)該定期對主梁焊縫部位零件進(jìn)行一次主體性能檢查，充分保障其各種性能的正常性，當(dāng)懷疑零件是否存在主梁焊接裂紋時(shí)，有必要時(shí)對其再進(jìn)行一次電磁活性粉體指針探傷、電磁滲透性粉體指針探傷，也可以使用無線超聲波進(jìn)行檢驗(yàn)。

4 結(jié)語

總而言之，由于橋式起重機(jī)近年來不斷出現(xiàn)各種各樣的安全故障，怎樣運(yùn)用科學(xué)方式保障起重機(jī)的檢測是企業(yè)生存與發(fā)展要高度關(guān)注的問題之一。因此，對橋式起重檢驗(yàn)檢測以及安全評價(jià)進(jìn)行深入的研究有著十分重要的意義與作用。相關(guān)單位在進(jìn)行橋式起重機(jī)檢驗(yàn)檢測以及安全評價(jià)的過程中應(yīng)當(dāng)針對存在的問題進(jìn)行不斷地研究，在問題中進(jìn)步，提升橋式起重機(jī)運(yùn)行管理水平。