塔式起重机解析—张继.doc

近年来，随着城市的快速发展和高层建筑物的不断增加，塔式起重机的使用越来越普遍， 重大伤害事故的发生率也在不断地提高。 对于企业来说，不管是效益优先也好、 质量第一也好，安全才是最终的保障。保证塔式起重机的安全应先了解塔式起重机的重要性。 第一章、塔式起重机安全事故及隐患的分类塔式起重机安全事故及隐患共分为：塔式起重机制作质量问题（设计问题、结构件的材质质量和焊接质量问题、拼装焊装、装配后制造质量问题）；塔机安装质量问题（塔机金属结构件和工作机构的安装问题、安全装置安装质量问题）；塔机不规范的操作使用（隐蔽工程的正确提供和验收、塔机司机、起重工(指挥司索) 的管理、塔机周围环境潜在危险的防护措施）。塔式起重机制作质量问题1.1、设计问题 设计质量的优劣，直接影响塔机的使用价值和功 能，是塔机质量的决定性环节。设计决定了塔机固有的 质量水平。设计在技术是否可行、工艺是否先进、配置是否合理、机构是否配套、结构是否安全可靠 等方面，都将决定着塔 机的使用价值和功能。 1.2、结构件的材质质量和焊接质量问题材质质量问题：即材质宏观质 量和化学成份微观质量。特别是塔机 金属结构的关键件用材，如：平衡臂 架、起重臂架、塔身标准件、塔顶、 拉杆、上支座、下支座、载重小车架 和基础底架等。1.3、拼装焊装、装配后制造质量问题金属结构部分：约占塔机自身 质量的70%80%，承受各种工作负 荷。塔机各个金属结构件拼装焊接后，不但要求其保证焊接质量，而且还要严格控制各个结构件的形状与位置达到图纸及相关的标准规范要求如直线度、垂直度、波浪度、同轴 度、平行度及扭曲等。否则也会引起 重机结构严重的损坏乃至塔机倾翻折断、小车架坠落等灾难性事故，造成人员伤亡、设备与建筑物损坏。在对塔式起重机检验检查的过程 中，发现各类型塔机几处重要构件 经常存在事故隐患。 1.4其他问题塔机在出厂时，栏杆下面没有护 脚板或其高度不符合规范要求；走台 的防滑网孔面积超标；爬梯的宽度和踏步档距离不符合规范要求；休息小 平台不按规定设置；有的甚至没有幅 度指示标牌等等以上种种问题都有可能在塔机 作业时造成安全事故，都应该重视并 且及时处理解决好，保证施工作业 的安全。塔机安装质量问题：塔式起重机转移频繁、安装次 数多，安装质量的好坏直接影响塔式起重机本身寿命及使用安全。涉及到 塔机金属结构件的安装、连接，整体 的形位偏差及各个工作机构的安装与 固定。安全装置安装质量问题包括： 力矩限制器失效、起升高度限位器失 效、钢丝绳脱槽扯档和防跳装置的失 效、小车变幅绳断保护装置的失效、 其它安全装置的失效。2.1、塔机金属结构件和工作机构的安装问题塔式起重机钢结构是起重机的 骨架，由塔身、塔帽、起重臂、平衡 臂和底架等主要部分组成。其安装质 量的好坏直接关系到塔式起重机的使 用安全。比如：塔身(标准件间连接)垂直 度的安装控制；不同起重臂长平衡重 块数量和位置的选择；各个零部件连 接正确、可靠，高强度螺栓预紧力大 小、销轴配合间隙、开口销的固定以 及有起重机“经络”之称的钢丝绳的 穿绕、绳端固定和保护，安装后不能 产生硬弯、笼形畸变、松股、断丝、 露芯等现象。以往检查中，主要发现以下问 题：塔式起重机塔身标准件间高强度 螺栓松动或是未有双螺母防松等；起 重臂标准件间、前后拉杆间及拉杆与 臂架间等的联接销轴防松开口销未打 开或者打开的角度不到位，甚至开口 销都未插上锁上；平衡配重块的数量 或位置与装配的起重臂架长度不一 致；钢丝绳被压扁、笼形变形、绳股 脱出或是被点焊断丝断股等(安装时 损坏); 起重臂端起升钢丝绳绳端固 定不规范：绳卡卡向相反、两股绳未 并拢(绳卡的数量要求形同虚设)、绳 卡数量缺少；垂直度超差。2.2、安全装置安装质量问题建筑用塔式起重机的安全装置主 要由力矩限制器、起重量限制器、行 程限位器(包括起升高度限位器、变幅 行程限位器、回转限位器)、运行安全 扯档和缓冲器、钢丝绳脱槽扯档和防 跳装置、小车变幅绳断保护装置、小 车断轴防坠落装置(防脱轨装置)以及 紧急事故开关、零位保护、失压保护 等电气保护组成。力矩限制器失效：在用建筑用塔 式起重机以全力矩法机械式起重力矩 限制器较多，其失效原因主要有二：（1） 弓形板弹性失效或不灵 敏，主要小厂制造的以QTZ40及以下 系列小型塔式起重机为多。（2）电气触动开关没有相应的防护措施或措施不得力，而引起的短 路失效，诸如：无防水、无防潮装置 等，这种现象较多。（2） 起升高度限位器失效：主要有 电气原因(受水受潮)和安全距离的设 置超差。对小车变幅的塔机，吊钩装 置顶部至小车架下端的最小距离的设 定是有规定的。安装时不应小于相 关最小的安全距离，以防吊钩冲顶 出事故。（3） 钢丝绳脱槽扯档和防跳装置的失 效：虽然钢丝绳脱槽扯档和防跳装置 制造商在出厂前已经装设完成，但作 为安装人员还是有义务指出并加整改 直至合乎规范要求。3、塔机不规范的操作使用：加强对塔式起重机使用管理，是 避免塔机事故发生的重要控制因素， 对在用塔机使用的管理，是使用单位 负责的重点内容。3.1、 隐蔽工程的正确提供和验收建筑用塔式起重机的基础一般 为固定式钢筋混凝土结构，基础图由 塔机生产商经对整体抗倾翻稳定性、 地面地耐力校核后提供的，图中规定 了配筋的数量、型号规格及埋入基础 塔身或地脚螺栓深度的最低要求。使 用单位应根据地质情况，依据厂家提 供的图纸要求严格把关，保护基础的 浇筑质量，预防塔机使用后基础的沉 降，使塔机达到倾覆临界状态，稳定 性破坏，产生整机倾覆事故。3.2、塔机司机、起重工(指挥司索) 的管理统计资料表明，塔式起重机事故大多数是由使用方面违犯操作规程造成的，而在众多的违规当中，司机 和起重工（指挥司索）往往负有不可 推卸的责任。一个称职的司机，在塔 机使用中不仅做到“稳、准、快、安 全、合理”等操作技术要求，而且也 负有塔机的日常检查保养责任，全部 了解塔机的操作性能的同时，检查塔 机的金属结构、主要零部件的损坏情 况以及检查电气保护及安全装置的失 效与否。总结以往检查中所存在问题和 案例，起重工经常进行的一些违规操 作如下：对力矩限制的弓形板强制捆绑、对力矩限制电气开关短接，人为 造成力矩限制失效；增加吊具的提升 高度，人为的调整安全距离设置或短 接电气线路；日常检查形同虚设：钢 丝绳断丝的加剧、钢丝绳波浪度的变 形视而不见；诸如力矩限制器、高度 限位器、回转限制等行程限位器也未 作日常检查；严禁的“十不吊”，没 有贯彻落实。 3.3、塔机周围环境潜在危险的 防护措施塔式起重机用于高层的建筑施工，由其施工环境所限（繁华的城市中心或者建筑物空间相互交错）必然涉及到安全防护和塔机间操作时的监护事故或隐患的预防塔式起重机的事故或隐患，存在 于设计、制造、安装和使用（包括修 复）等几方面的危险因素，预防事故 的发生很大程度就在于控制上述几方 面的产生，尤其是加强对制造、安装 和使用的控制，我们要求使用单位选 择有制造资格制造商生产的产品、允 许有资质的单位安装塔机以及经过培 训的司机、起重工上岗操作，从源头 上控制这些危险因素的发生和加剧。 但是，这些还远远不够，防止上述危 险因素的出现，最主要的是切实执行 有关标准和规范，建立并严格执行规 章制度，实行定期检查，制造、安装 和使用单位的高度重视，加之制造、 安装和使用单位员工的高度责任感和 安全意识，只有这样做才可以避免或 减少危险性的事故。安全性是塔式起重机的重要性能 之一，由于它对建筑行业的影响如此 重要，因此对其安全性的要求也愈来 愈高，我们在加强法制入手的同时， 也应采用新技术来提高它的安全性、 降低生产成本；在取得显著的经济效 益同时，进一步提高塔机行业的工艺 制造水平和塔机产品的整机性能。3 超期服役塔式起重机使用性能评估方法在塔机的设计、生产和使用中，人们对结构件的静强度及整机性能均比较重视，而对其疲劳性能和使用寿命则往往难以进行准确的计算，目前我国也无统一的塔机使用报废年限和结构件寿命评估预测标准。只有在对长期在用的起重机械设备的重要零部件的应力（使用状况）、缺陷（存在的缺陷情况）以及材料的力学性能三要素进行全面了解与分析，并作出科学的评价（断裂安全评价、塑性破坏安全评价或者疲劳安全评价）之后，才能够给出设备的合理使用年限或预期使用寿命。我国现行塔式起重机设计规范与安全技术规程，对塔机结构件、零部件报废作了若干规定，但涉及起重机械的整机报废的标准还未出台，因此整机的使用寿命及报废我们可以参照执行。 1. 起重机主要结构件由于腐蚀而使结构的计算应力提高，当超过原计算应力的15%、对无计算条件的当腐蚀深度达到原厚度的10%时，则应予以报废；2. 起重机主要受力构件如塔身、臂架等，在失稳或损坏后经更换或修复，检测其结构的应力不得低于原计算应力，否则应予以报废；3. 卷筒与滑轮有下列情况之一的应予报废： 裂纹或轮缘破损；卷筒壁较原来厚度减少10%；滑轮绳槽的壁厚磨损达20%；滑轮槽底磨损超过钢丝绳直径的25%；4. 吊钩有下列情况之一的应予报废： 吊钩挂绳处断面磨损超过原高10%；心轴磨损超过其直径的5%；用20倍放大镜观察表面有裂纹、破口，钩尾和螺纹部分等危险断面及钩筋有永久变形者。5. 钢丝绳有下列情况之一的应予报废： 在一个捻距（节距）内达到规定断丝数时；钢丝绳表面磨损或腐蚀使原钢丝绳的名义直径减少7%；钢丝绳失去正常状态产生波浪形等。6. 制动器有下列情况之一的应予报废： 裂纹；制动块摩擦衬垫磨损量达到原厚度的50%；制动轮表面磨损量达1.52mm；弹簧出现塑性变形；电磁铁杠杆系统空行程超过其额定行程的10%。根据上述的规定以及可能会产生塔机事故的因素，我们对塔机的综合寿命评估主要从以下三个方面开展：1. 安装前检查主要对塔机的结构部件进行检查。主要有起升机构、变幅机构、回转机构、顶升机构以及结构件的锈蚀程度和磨损程度，对不符合要求的或是达到报废标准的，要求加固或是更换，这其中特别是起升机构钢丝绳、液压顶升系统液压油、塔身主肢的锈蚀深度、臂架的磨损及锈蚀深度，以及结构件的焊缝等，以保证安装后的塔机可正常使用。2. 安装后检测（1） 塔机的结构刚度检测在进行了塔机结构部件检查以后，待塔机安装好后检测塔机额定载荷和超载状态下的各工况的刚度变化，判断材料的疲劳损伤程度。（2） 塔机主要结构件的应力检测在进行塔机结构件刚度检测的同时，对塔机的主要结构件进行应力检测，其目的就是