一起橋式起重機(jī)檢修吊籠墜落事故原因分析

鐘鵬++賈鵬

摘 要：某大型國(guó)企起重機(jī)在停止運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生吊籠墜落造成事故，看是一起意外的事故，通過(guò)原因分析，發(fā)現(xiàn)其誘發(fā)的原因是起重機(jī)安裝伊始和平日里忽視日常維保工作是密不可分的，文章結(jié)尾指明了避免此類事故發(fā)生的預(yù)防措施和警示。

關(guān)鍵詞：特種設(shè)備；起重機(jī)；墜落；事故；原因；疲勞斷裂；循環(huán)應(yīng)力；振動(dòng)

中圖分類號(hào)：TU714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）14-0034-02

Abstract：Alarge state-owned enterprises in the crane stopped running under the cage falling accident is an accident， through the analysis of the reasons， to find the reason of the crane installation work is induced is closely related to ignore the daily maintenance at the beginning and end of the article on weekdays， pointed out to avoid such accidents prevention and warning.

Key words：special equipment； crane； falling； accident； cause； fatigue fracture； cyclic stress； vibration

1 事故概述

2014年9月10日，沈陽(yáng)市某大型國(guó)企的結(jié)構(gòu)車間H09廠房?jī)?nèi)，一臺(tái)并未運(yùn)行的橋式起重機(jī)橋架上的檢修吊籠突然從約13米高處脫落，將在其下方站立的結(jié)構(gòu)車間人員王某頭部擊傷，經(jīng)報(bào)無(wú)效死亡。

2 事故現(xiàn)場(chǎng)勘查

2.1 事故現(xiàn)場(chǎng)地面勘查

發(fā)生事故的起重機(jī)號(hào)規(guī)格為QD16/3.2-22.5 A5的通用橋式起重機(jī)，檢修吊籠墜落于地面，四根角鋼在與走臺(tái)連接位置附近處斷裂，四個(gè)斷面約在同一平面內(nèi)，其中三個(gè)斷口斷面已布滿油污和銹跡，一個(gè)斷口呈現(xiàn)50%面積的新生斷面。在其附近找到一小塊鐵板，鐵板的斷口可以跟檢修吊籠的一根角鋼斷口吻合。起重機(jī)走臺(tái)檢修艙門下方斷口情況與檢修吊籠斷口完全吻合（圖1）。

2.2 起重機(jī)走臺(tái)下方勘查

檢修吊籠艙門下方附近集電器的支撐角鋼斷裂，斷面齊整且呈弧線形，斷面內(nèi)存在陳舊性的表面氧化層，斷面與走臺(tái)板下側(cè)面處同一水平位置。檢修吊籠艙門下方附近的減速機(jī)底座的筋板上有多處裂紋，主梁與兩筋板的焊接處附近的箱體有明顯裂紋（圖3）。

2.3 起重機(jī)走臺(tái)上方艙門處勘查

走臺(tái)上艙門處焊接吊籠的三個(gè)彎角焊接處焊縫完整無(wú)異?，F(xiàn)象，另外一角未發(fā)現(xiàn)有焊接痕跡，從地面找到的小鐵板與該無(wú)焊接痕跡的位置摩擦的印記可以吻合（圖5）。

2.4 起重機(jī)減速器勘查（其它勘查本文中略去）

啟動(dòng)起重機(jī)并進(jìn)行大車行過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)吊籠艙門處減速器有明顯的噪音和振動(dòng)情況。

3 事故原因分析

3.1 吊籠連接情況分析

根據(jù)勘查可知，吊籠的四個(gè)角鋼斷口約在同一平面內(nèi)斷裂，安裝集電器的支撐角鋼斷裂面也在同一平面，五根角鋼均在金屬結(jié)構(gòu)本體上斷裂，而為非焊接連接處。吊籠的四根角鋼斷裂在折彎處，集電器的支撐角鋼斷裂處與走臺(tái)的邊緣有接觸。

3.2 吊籠角鋼斷面分析

集電器支撐角鋼斷面內(nèi)已存在陳舊性氧化現(xiàn)象，說(shuō)明支撐角鋼的斷裂發(fā)生在吊籠墜落之前已有一段較長(zhǎng)時(shí)間。吊籠角鋼三個(gè)斷口斷面已布滿油污和銹跡，一個(gè)斷口呈現(xiàn)50%面積的新生斷面，說(shuō)明三個(gè)已布滿油污和銹跡的斷面發(fā)生在吊籠墜落之前的一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)，而不是墜落事故過(guò)程中產(chǎn)生。事故發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生的斷裂即為呈現(xiàn)50%面積的新生斷面的角鋼，通過(guò)分析這個(gè)斷面形式，可以判斷該斷裂屬于疲勞斷裂，50%面積的新生斷面為斷口的瞬斷區(qū)。

3.3 斷裂形成條件分析

從疲勞斷裂的產(chǎn)生機(jī)理來(lái)看[1]，本事故中，角鋼折彎處就是應(yīng)力集中位置，而斷面正好產(chǎn)生在這個(gè)折彎處。而折彎處必然存在微小裂紋（初始裂紋），那么還有一個(gè)重要的因素就是循環(huán)應(yīng)力。勘查（4）中，減速器的振動(dòng)恰好滿足了這一條件，通過(guò)深入觀察發(fā)現(xiàn)，減速器固定螺栓均已松動(dòng)，隨著起重機(jī)的運(yùn)行，減速器和傳動(dòng)軸均已“跳動(dòng)”，這樣，減速器的振動(dòng)也是角鋼疲勞斷裂的重要原因。圖4中，用于固定并加固減速器走臺(tái)下方的筋板和附近的主梁腹板，出現(xiàn)了滲入油污的明顯裂紋，足以說(shuō)明該振動(dòng)已存在的很長(zhǎng)一段時(shí)間。

對(duì)墜落后的吊籠進(jìn)行位置復(fù)原，發(fā)現(xiàn)4根主角鋼只有3根焊接在艙門口，另外一只角鋼用小鐵板“掛在”艙門走臺(tái)上平面上（圖2、圖6），未完全約束。這樣，在起重機(jī)運(yùn)行振動(dòng)時(shí)，吊籠出現(xiàn)水平方向的微小擺動(dòng)，為形成疲勞斷裂提供了應(yīng)力循環(huán)條件。

4 結(jié)論與警示

4.1 事故產(chǎn)生的直接原因

通過(guò)以上分析可知，事故發(fā)生前，吊籠的三根主角鋼已完全斷裂，僅剩的一根角鋼已經(jīng)斷裂超過(guò)50%面積，當(dāng)外界產(chǎn)生振動(dòng)或其他干擾時(shí)（如相鄰跨度起重機(jī)經(jīng)過(guò)時(shí)的振動(dòng)），其剩余剖面的靜強(qiáng)度不足，吊籠墜落。

4.2 事故給我們帶來(lái)的警示

4.2.1 起重機(jī)安裝應(yīng)嚴(yán)格遵守施工方案

本次起重機(jī)吊籠的安裝過(guò)程中，吊籠的4根主角鋼只有3根采用焊接方式固定在走臺(tái)上，另外一根因?yàn)殚L(zhǎng)度存在誤差補(bǔ)焊了一個(gè)小鐵板，掛在了艙門邊緣，不知是考慮到該安裝方式足夠承載檢修人員的體重還是遺漏了焊接工序，沒有按既定的安裝方案施工。如果在吊籠安裝時(shí)就嚴(yán)格按照既定的安裝方案施工[2]，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題匯報(bào)給施工質(zhì)量負(fù)責(zé)人或許就能避免此次事故。

4.2.2 重視設(shè)備的維護(hù)管理

本次事故中，減速器有明顯的振動(dòng)且已經(jīng)存在很長(zhǎng)一段時(shí)間，如果設(shè)備的維修保養(yǎng)單位或使用單位，按照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[3][4]對(duì)起重機(jī)嚴(yán)格進(jìn)行各種級(jí)別的檢查、維護(hù)與修理，及時(shí)對(duì)技術(shù)性能存在問(wèn)題的零部件修復(fù)或更換，保證起重機(jī)具有良好的技術(shù)狀態(tài)服務(wù)于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，或許能避免此次事故。

4.3 落實(shí)設(shè)備安全使用管理制度

起重機(jī)的使用單位應(yīng)當(dāng)按照特種設(shè)備安全監(jiān)察條例和特種設(shè)備安全法的規(guī)定建立嚴(yán)格的安全管理體系，并應(yīng)該嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)的特種安全規(guī)范對(duì)起重機(jī)進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)與檢查，一定會(huì)有效預(yù)防或杜絕此類事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]孫志禮，何雪宏，等.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1998：9.

[2]TSG Q7016-2016.起重機(jī)安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則[S].

[3]TSG Q7015-2016.起重機(jī)定期檢驗(yàn)規(guī)則[S].

[4]TSG Q5001-2009.起重機(jī)械使用管理規(guī)則[S].