安全評(píng)估在履帶起重機(jī)上的應(yīng)用

劉思源，馬純

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

公司重點(diǎn)設(shè)備新舊程度跨度大，服役超過15年的設(shè)備占到了全部重點(diǎn)設(shè)備的40%，10年以上占80%，因此重點(diǎn)設(shè)備管理的復(fù)雜程度和困難程度非常大。為有效控制管理風(fēng)險(xiǎn)，針對(duì)重點(diǎn)設(shè)備在生產(chǎn)過程中的作業(yè)特點(diǎn)以及可能引發(fā)的危險(xiǎn)因素，引入第三方專業(yè)單位中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院對(duì)多臺(tái)履帶起重機(jī)進(jìn)行了安全評(píng)估。

1 安全評(píng)估簡(jiǎn)介

1.1 安全評(píng)估定義

安全評(píng)估是利用系統(tǒng)工程的方法對(duì)已有工程、系統(tǒng)可能存在的危險(xiǎn)性及其可能產(chǎn)生后果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，并根據(jù)可能導(dǎo)致的事故風(fēng)險(xiǎn)大小，提出相應(yīng)的安全對(duì)策措施，以達(dá)到工程、系統(tǒng)安全的過程。

履帶起重機(jī)安全評(píng)估就是對(duì)設(shè)備的整體狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)結(jié)構(gòu)的危險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行定性、定量分析，找出存在隱患的結(jié)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)部位，采取必要的措施消除或減少危險(xiǎn)性。

1.2 安全評(píng)估目的

安全評(píng)估的目的是確定起重機(jī)的安全狀態(tài)及其結(jié)構(gòu)故障發(fā)展趨勢(shì)。通過對(duì)起重機(jī)建立科學(xué)合理的安全性評(píng)價(jià)體系，找出起重機(jī)存在隱患的結(jié)構(gòu)件或者構(gòu)成子系統(tǒng)，從而確定起重機(jī)重點(diǎn)巡檢部位和安排合理的維修計(jì)劃，為起重機(jī)的安全管理提供重要參考。

設(shè)備安全評(píng)估是完整性管理的重要組成部分，通過對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全評(píng)估，可有效維護(hù)設(shè)備的完整性以保證設(shè)備的安全。

1.3 國(guó)內(nèi)外特種設(shè)備安全評(píng)估開展情況

國(guó)外現(xiàn)狀：歐美發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)特種設(shè)備管理起步比較早，在20世紀(jì)70年代就將風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基本原理引入到了承壓設(shè)備的管理，至今已經(jīng)形成了針對(duì)特種設(shè)備的評(píng)價(jià)方法和相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估軟件，特種設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系相對(duì)比較健全，歐洲許多國(guó)家甚至給出了詳盡的定量風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀：我國(guó)特種設(shè)備使用起步較晚，目前對(duì)特種設(shè)備的管理許多方面還是傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型的、規(guī)定型的，特種設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系尚未建立和健全。雖然有些單位開展了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)和方法的研究，但在實(shí)踐中基本采用美國(guó)或英國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)和方法，且大多數(shù)是對(duì)壓力容器與壓力管道進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，在一些重要方面并未考慮我國(guó)設(shè)備的實(shí)際情況對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的影響。

1.4 國(guó)內(nèi)履帶起重機(jī)安全評(píng)估依據(jù)的法律法規(guī)

《履帶起重機(jī)》GB/T 14560；《起重機(jī)械制造監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》TSG Q7001；《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》TSG Q7015；《起重機(jī)鋼絲繩保養(yǎng)、維護(hù)、安裝、檢驗(yàn)和報(bào)廢》GB/T 5972；《起重吊鉤第3部分：鍛造吊鉤使用檢查》GB/T 10051．3；《起重機(jī)械安全規(guī)程》GB6067．1；《起重機(jī)械使用管理規(guī)則》TSG Q5001；《起重機(jī)試驗(yàn)規(guī)范和程序》GB/T 5905。

2 履帶起重機(jī)安全評(píng)估技術(shù)方案

2.1 評(píng)估內(nèi)容及成果

安全評(píng)估內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)安全評(píng)估、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算和疲勞分析、機(jī)電設(shè)備安全評(píng)估、風(fēng)險(xiǎn)分析和整體安全性評(píng)估。如圖1所示。

安全評(píng)估成果為履帶起重機(jī)評(píng)估報(bào)告，報(bào)告應(yīng)包含各種正式檢查、檢測(cè)、測(cè)量、檢驗(yàn)和驗(yàn)算成果和記錄，報(bào)告中應(yīng)明確設(shè)備存在的問題和隱患，提出維修意見，同時(shí)對(duì)是否滿足繼續(xù)安全使用提出明確的意見和建議。

2.2 評(píng)估技術(shù)方案

對(duì)履帶起重機(jī)的結(jié)構(gòu)、機(jī)電設(shè)備等進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)與評(píng)估，并對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析，最終根據(jù)評(píng)估結(jié)果出具評(píng)估報(bào)告。結(jié)構(gòu)評(píng)估內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)外觀檢查、測(cè)量、測(cè)厚、無損檢測(cè)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算和疲勞分析等；通過外觀檢查，定性評(píng)估起重機(jī)實(shí)際結(jié)構(gòu)狀況；通過測(cè)厚、無損檢測(cè)、測(cè)量定量評(píng)估起重機(jī)實(shí)際結(jié)構(gòu)狀況，確定存在缺陷的起重機(jī)金屬結(jié)構(gòu)評(píng)估結(jié)論，提出處理缺陷的建議。

圖1 履帶起重機(jī)安全評(píng)估架構(gòu)

機(jī)電設(shè)備安全評(píng)估主要包括近觀檢查、功能測(cè)試和振動(dòng)測(cè)試等，從而對(duì)起重機(jī)機(jī)電設(shè)備技術(shù)狀況進(jìn)行評(píng)估。

風(fēng)險(xiǎn)分析，通過對(duì)履帶起重機(jī)進(jìn)行失效模式和影響分析，確定起重機(jī)風(fēng)險(xiǎn)排序，并對(duì)風(fēng)險(xiǎn)高的失效模式提出安全對(duì)策措施及建議。

2.3 評(píng)估方法

結(jié)構(gòu)外觀檢查：檢查結(jié)構(gòu)有無缺損、彎曲、屈曲、焊縫開裂，螺栓等緊固件的松動(dòng)情況，涂層情況，以目視為主。

結(jié)構(gòu)測(cè)量：主要包括磨損、彎曲、變形等，采用的技術(shù)手段為尺寸測(cè)量。

結(jié)構(gòu)測(cè)厚：主要包括腐蝕監(jiān)測(cè)和磨損檢測(cè)，采用的技術(shù)手段為超聲波測(cè)厚。

表面裂紋快速檢測(cè)：對(duì)起重機(jī)結(jié)構(gòu)焊縫可疑區(qū)域進(jìn)行無損檢驗(yàn)，采用技術(shù)手段為焊縫裂紋探傷儀進(jìn)行表面裂紋快速檢測(cè)。

磁粉檢測(cè)：對(duì)履帶起重機(jī)結(jié)構(gòu)焊縫可疑區(qū)域進(jìn)行表面裂紋快速檢測(cè)的基礎(chǔ)上，利用磁粉檢測(cè)進(jìn)行二次探傷。

鋼絲繩檢測(cè)：采用智能鋼絲繩探傷儀對(duì)鋼絲繩損傷（斷絲、磨損、銹蝕和變形）以及損傷程度的電磁無損檢測(cè)。如圖2所示。

應(yīng)力測(cè)試：在履帶起重機(jī)主要結(jié)構(gòu)臂架與拉桿等處布置應(yīng)力測(cè)點(diǎn)，采用無線電阻應(yīng)變儀進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試。如圖3所示。

振動(dòng)測(cè)試：主要針對(duì)履帶起重機(jī)減速箱，通過振動(dòng)測(cè)試來判斷減速箱是否工作正常。

圖2 鋼絲繩探傷儀電磁無損檢測(cè)

圖3 主要結(jié)構(gòu)臂架應(yīng)力測(cè)試點(diǎn)布置圖

3 現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估工作開展情況

3.1 檢測(cè)結(jié)果

外觀檢查：檢查內(nèi)容包括技術(shù)資料檢查、作業(yè)環(huán)境和外觀檢查、金屬結(jié)構(gòu)檢查、主要零部件檢查、安全保護(hù)和防護(hù)裝置檢查、液壓系統(tǒng)檢查共6項(xiàng)檢查，檢查結(jié)果符合TSG Q7015《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》的相關(guān)規(guī)定要求。

結(jié)構(gòu)測(cè)厚：主要受力構(gòu)件斷面有效厚度不低于設(shè)計(jì)厚度的90%，符合要求。

鋼絲繩檢查：所有的評(píng)估設(shè)備未超出GB/T 59572《起重機(jī)鋼絲繩保養(yǎng)、維護(hù)、檢驗(yàn)和報(bào)廢》中對(duì)斷絲數(shù)量、磨損量和銹蝕等級(jí)的要求。

應(yīng)力測(cè)試：所有評(píng)估設(shè)備的各測(cè)點(diǎn)測(cè)試的最大應(yīng)力值均小于材料許用應(yīng)力值，符合要求。

振動(dòng)測(cè)試：所有評(píng)估設(shè)備的振動(dòng)測(cè)試的有效值小于標(biāo)準(zhǔn)GB/T 6075．3規(guī)定的7．1mm/s，滿足標(biāo)準(zhǔn)中描述的“機(jī)械振動(dòng)處在該區(qū)域通?？砷L(zhǎng)期運(yùn)行”的評(píng)價(jià)要求。

表面裂紋測(cè)量：部分設(shè)備臂桿存在裂紋。

按照評(píng)估單位提供的檢測(cè)結(jié)果，公司組織設(shè)備廠家對(duì)裂紋進(jìn)行了修復(fù)，并復(fù)檢合格。評(píng)估單位最終出具了《履帶起重機(jī)安全評(píng)估報(bào)告》。

4 結(jié)語

此次履帶起重機(jī)安全評(píng)估使用戶掌握了重點(diǎn)設(shè)備存在的危險(xiǎn)因素及嚴(yán)重程度，及時(shí)完成了隱患整改，保證了設(shè)備和生產(chǎn)作業(yè)的安全；同時(shí)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)部位進(jìn)行預(yù)警，確定了重點(diǎn)監(jiān)控部位。另外，在公司建立重點(diǎn)設(shè)備安全隱患評(píng)估長(zhǎng)效機(jī)制和設(shè)備完整性管理方面具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳云榮,元海榮,許林濤．特種設(shè)備安全評(píng)價(jià)研究進(jìn)展．機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新,2012,25(4):22-24．

[2]徐靜．我國(guó)特種設(shè)備安全現(xiàn)狀評(píng)價(jià)分析．中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2012,(17):246．