塔吊基礎(chǔ)節(jié)斷裂原因及處理

李北魯

摘要：社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，這也帶動了建筑行業(yè)的發(fā)展，在工程建設(shè)中，機械設(shè)備是必不可少的一部分，塔吊就是施工中一個重要的機械設(shè)備，為了讓施工能夠安全的進行，就需要確保塔吊的質(zhì)量和安全性，本文分析了塔吊基礎(chǔ)節(jié)斷裂原因及處理。

關(guān)鍵詞：塔吊；基礎(chǔ)節(jié)；斷裂；原因；處理

某建筑工地出現(xiàn)一起塔吊傾覆事故，塔機的高度是四十米，四根塔吊根部基礎(chǔ)標準節(jié)都是在25厘米處出現(xiàn)橫向的斷裂，使得塔吊整體都向西部發(fā)生倒塌。所以，為了找出導(dǎo)致斷裂的原因，就拿其中一個塔吊根部基礎(chǔ)標準節(jié)進行分析分析，并進行多方面的測試，進而獲得結(jié)果。

一、試驗方法

要想找出基礎(chǔ)節(jié)斷裂的原因，就要先宏觀檢驗基礎(chǔ)節(jié)的斷口情況，之后再觀察其微觀形貌，分析表面附著物能譜，檢驗基礎(chǔ)節(jié)和加強筋的焊縫剖面顯微組織；檢驗基礎(chǔ)節(jié)的化學(xué)成分，進行室溫拉伸性能試驗以及20攝氏度沖擊性能測試。

二、試驗結(jié)果

1.斷口宏觀檢驗。

對基礎(chǔ)節(jié)的斷口進行宏觀檢驗，可以看到斷口是平齊的，斷口上都是黃色鐵銹，在加強筋焊縫位置能夠看到黑色區(qū)域，寬度在7毫米左右。黑色區(qū)域和黃色區(qū)域交界處的體視鏡照片能夠看到呈現(xiàn)出向外的放射狀特征，這就說明斷裂是在黑色區(qū)域開始產(chǎn)生的，展現(xiàn)出放射狀的向外擴展。

把送檢的斷口用手掰斷出一個新的斷口，能夠看到斷口特征是萘狀的，這就可以證明材料的韌性較差。

2.斷口微觀形貌分析。

對于斷口，用掃描電鏡掃描其中的黑色和黃色區(qū)域，還有手工掰斷的斷口，觀察它們的微觀形貌?？梢钥吹胶谏珔^(qū)域中有腐蝕的產(chǎn)物，存在顯著的擠壓痕跡，證明其受到了較大的擠壓，所以，這個地方是最先開裂的，在基礎(chǔ)節(jié)沒有斷裂之前就出現(xiàn)過多次的開合現(xiàn)象。斷口上的黃色區(qū)域中有腐蝕產(chǎn)物，形狀為面包圈形，從這一點可以知道其之所以出現(xiàn)氧化物的特征，就是因為潮濕條件下的微小液滴造成的，是斷裂之后在現(xiàn)場受到了潮氣氧化造成的，在局部地方還有金屬光澤區(qū)域，對其進行放大就能夠看到解理特征，說明斷裂的類型是脆性斷裂[1]。送檢用手掰斷的斷口，在宏觀特征上是萘狀斷口。利用電鏡能夠看到解理特征，同樣也是脆性斷裂。

3.斷口表面產(chǎn)物能譜分析。

通過能譜分析對斷口表面的黃色以及黑色區(qū)域進行分析，可以得出黑色區(qū)域鐵氧原子比大約為3：4，這和Fe3O4的原子比例相適應(yīng)，就可以明確黑色區(qū)域表面的物質(zhì)是四氧化三鐵。黃色區(qū)域鐵氧原子比大約是1：2：3，這在Fe（OH）3以及Fe3O4間，這就可以明確其出現(xiàn)鐵銹的原因，是因為在斷裂之后，處于潮濕環(huán)境中導(dǎo)致的。

4.顯微組織分析。

對于斷口黑色區(qū)域，觀察其剖面可以看到宏觀形貌，能夠看到加強筋以及基礎(chǔ)節(jié)之間的焊接情況處于良好，沒有有關(guān)的缺陷，如，未焊透、夾雜以及氣孔等。焊縫顯微組織是枝晶?？梢钥吹綌嗫诤谏珔^(qū)域內(nèi)的顯微組織，其是鐵素體加上珠光體，位置在熱影響區(qū)，顯微組織沒有看到顯著的異常?；A(chǔ)節(jié)母材組織是鐵素體，還有珠光體，量較少，其晶界存在碳化物析出。

5.基礎(chǔ)節(jié)化學(xué)成分分析。

按照有關(guān)的標準，檢測失效基礎(chǔ)節(jié)中的化學(xué)成分，檢查的結(jié)果從表1中能夠看到，這和相關(guān)規(guī)定中對化學(xué)成分的要求一致。

6.基礎(chǔ)節(jié)室溫拉伸性能測試

要檢測基礎(chǔ)節(jié)的室溫拉伸性能，通過應(yīng)用MTS793可以實現(xiàn)，按照相關(guān)規(guī)定，可以得到母材拉伸性能的測試結(jié)果，這從表2中就可以看到，且測試結(jié)果和相關(guān)規(guī)定中在拉伸輕度性能上的要求相適應(yīng)。

7.基礎(chǔ)節(jié)沖擊試驗。

在對基礎(chǔ)節(jié)進行沖擊試驗中，要對其進行20攝氏度沖擊試驗，就需要應(yīng)用英斯特朗75OJ擺錘來進行，按照相關(guān)的試驗方法進行試驗，能夠看到表3中的測試結(jié)果。試驗證明在橫向和縱向上的沖擊韌性值要比標準值低，標準值要大于等于27 J，而測驗結(jié)果值和其之間具有較大的差距。

三、分析和結(jié)論

經(jīng)過測驗可以看到，在基礎(chǔ)節(jié)20攝氏度下，其沖擊性能要比標準值低很多，基礎(chǔ)節(jié)材料在韌性上比較差，焊接的過程中在熱影響區(qū)會出現(xiàn)缺陷。在載荷條件下，可以看到基礎(chǔ)節(jié)就是從這一缺陷的地方由內(nèi)向外進行擴展，出現(xiàn)脆性斷裂，觀察其微觀的形貌，表現(xiàn)為解理斷裂。

四、改進標準節(jié)加工工藝

塔機的標準節(jié)是焊接構(gòu)件，焊接工藝參數(shù)對于焊接變形具有重要影響，參數(shù)的是否合理就會直接對其變形大小產(chǎn)生影響。使用氣體保護焊，這樣就可以降低焊接的變形程度。對標準節(jié)進行焊接的過程中，各方面參數(shù)的選擇也很重要，這就需要結(jié)合主弦桿以及腹桿的壁厚進行合理的選擇[2]。在焊接的過程中需要盡量保持兩個人進行對稱焊，在焊接中要遵守順序，先對水平腹桿進行焊接，之后再對斜腹桿進行焊接。

結(jié)束語：

綜上對建筑工地塔吊傾覆故事中的一個基礎(chǔ)標準節(jié)分析，可以得出斷口上黑色區(qū)域是在焊接中出現(xiàn)的缺陷，塔吊基礎(chǔ)節(jié)因為受到載荷作用，使得黑色區(qū)域從內(nèi)而外的進行擴展，進而最終出現(xiàn)脆性斷裂。所以，在平日施工管理中，需要加強對吊塔的維護和檢修，及時找出存在的不足和缺陷，注重基礎(chǔ)節(jié)的管理，避免使得其出現(xiàn)斷裂問題，影響到施工進度和質(zhì)量。

參考文獻：

[1]謝李寧.塔吊倒塌事故風險評估與對策[J].西安科技大學(xué).2015.

[2]盛陳，雷仕軍.塔機標準節(jié)螺栓斷裂的原因分析及預(yù)防措施[J].工程機械與維修.2013（7）.