風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)吊裝過(guò)程吊裝帶斷裂分析

楊金勇，王 璐，蘇悅寧

(1.保定天威保變電氣股份有限公司，河北 保定 071056；2.陜能榆林清潔能源開(kāi)發(fā)有限公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

吊裝帶，一種用于裝卸與起升貨物時(shí)連接起升工具和貨物的柔性元件[1]。其重量輕、柔性好、易彎曲，較傳統(tǒng)的鋼絲繩使用起來(lái)更為方便。由于風(fēng)電工程項(xiàng)目的被吊物具有高度高、設(shè)備精密，吊裝過(guò)程中對(duì)被吊物保護(hù)要求高等特點(diǎn)，故目前的風(fēng)電項(xiàng)目吊裝比較廣泛地采用吊裝帶進(jìn)行吊裝作業(yè)。

雖然吊裝帶具有不損傷被吊物件表面、保護(hù)性強(qiáng)、起重平穩(wěn)，安全系數(shù)高、抗拉強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn)，但吊裝帶的一個(gè)致命缺點(diǎn)就是容易被割傷。在吊裝帶的外護(hù)套(即封套)被割傷以后會(huì)極大地降低其吊裝的安全系數(shù)，對(duì)吊裝作業(yè)造成致命性的安全隱患。也就是說(shuō)，吊裝帶的縱向工作拉斷系數(shù)能夠到達(dá)其額定載荷的6 倍以上，但是其能夠承受的橫向的剪切力有可能只需要其額定載荷的1/10。

1 事件經(jīng)過(guò)

某公司的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)安裝工程項(xiàng)目在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)吊裝過(guò)程中，發(fā)生一起吊裝帶斷裂事件。當(dāng)時(shí)的安裝程序已經(jīng)完成發(fā)電機(jī)高度起升，發(fā)電機(jī)就位，發(fā)電機(jī)與機(jī)艙基本固定完畢，此時(shí)處于要將發(fā)電機(jī)的專(zhuān)用吊裝工具與發(fā)電機(jī)脫離，將專(zhuān)用吊裝工具拆卸下來(lái)狀態(tài)。在拆卸發(fā)電機(jī)專(zhuān)用吊裝工具的操作過(guò)程中，在拆卸至最后一根固定螺栓時(shí)，司索工給起重工的動(dòng)作指令是：點(diǎn)動(dòng)升，起重力矩控制在2 t；達(dá)到要求起重力矩后停止上升，開(kāi)始降鉤，解除對(duì)吊物的吊力。如此反復(fù)，以達(dá)到固定螺栓能夠順利抽出的目的。

在起重機(jī)[2]第三次重復(fù)起升動(dòng)作時(shí)，吊裝帶突然斷裂，起重機(jī)吊鉤在上下動(dòng)作數(shù)次以后，恢復(fù)正常。由于發(fā)電機(jī)與專(zhuān)用吊裝工具之間還有一個(gè)螺栓未抽出，起到了固定作用，吊裝工具未發(fā)生跌落，此次事件未造成設(shè)備損壞及人員的傷亡。

2 事件調(diào)查

2.1 吊裝帶參數(shù)

吊裝帶為合成纖維柔性(環(huán)形)吊裝帶，棕色款，極限工作載荷6 000 kg (即6 t)，長(zhǎng)度6 m。安全系數(shù)為7∶1。制造材料為100 %高強(qiáng)工業(yè)滌綸(PES)長(zhǎng)絲。

按照J(rèn)B/T 8521.2—2007 對(duì)于吊裝帶最小安全系數(shù)的要求為6，本次所選用的吊裝帶安全系數(shù)為7，該吊裝帶的安全系數(shù)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

2.2 吊裝帶使用狀態(tài)

當(dāng)時(shí)吊裝帶為單根對(duì)折使用，按照該吊裝帶標(biāo)簽“極限工作載荷示意圖”及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“對(duì)稱承載的方式系數(shù)”規(guī)定，當(dāng)時(shí)U 形使用狀態(tài)下吊裝帶的極限工作載荷為12 t，按照其安全系數(shù)7∶1 的描述，該吊裝帶的破斷力載荷為12×7=84 t。

在起重機(jī)的工作界面上，有實(shí)時(shí)起重力矩的顯示，起重工嚴(yán)格按照司索工的指令進(jìn)行操作。在起重工第三次點(diǎn)動(dòng)起升時(shí)，吊裝帶突然發(fā)生斷裂。

3 吊裝帶斷裂原因分析

3.1 吊裝帶斷裂部位及斷口分析

本次事件未造成財(cái)產(chǎn)損失及人身安全事故，本著安全事件處理“四不放過(guò)”的原則，對(duì)該起事件進(jìn)行了調(diào)查分析。

經(jīng)查，本次吊裝帶斷裂的部位在起重機(jī)吊鉤的懸掛端。吊裝帶的封套和承載芯的斷裂位置基本一致，且封套與承載芯的斷口均比較平齊。

3.2 斷裂過(guò)程的分析

經(jīng)過(guò)上面的初步分析可以確定，吊裝帶的斷裂部位位于起重鉤的懸掛端。經(jīng)仔細(xì)地對(duì)起重機(jī)鉤子的檢查和分析，在吊鉤上發(fā)現(xiàn)了“明顯凸起的銳邊”，且該部位正處于鉤子的下彎處，此處與吊裝帶在工作過(guò)程中緊密貼合。

在起重機(jī)司機(jī)反復(fù)起升、下降吊物的過(guò)程中，該部位反復(fù)作用于吊裝帶上，當(dāng)此銳邊對(duì)吊裝帶做徑向剪切作用力時(shí)，吊裝帶極容易被“切割”，從而導(dǎo)致吊裝帶的瞬間斷裂。

3.3 從吊裝帶的制造標(biāo)準(zhǔn)及成本分析

吊裝帶國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)破斷力的規(guī)定為：“吊裝帶的最小破斷力應(yīng)為6 倍極限工作載荷，封套的最小破斷力不應(yīng)低于2 倍極限工作載荷”。依據(jù)遵守國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及制造成本最優(yōu)的原則，該吊裝帶的制造也應(yīng)該是封套的承載力要遠(yuǎn)低于承載芯的承載力。

也就是說(shuō)，如果該條吊裝帶是被超過(guò)額定載荷的力拉斷的，那么封套和承載芯的斷裂不在同一時(shí)間，且斷裂部位也是隨機(jī)性的，不會(huì)是在吊裝帶的同一位置。而通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看，封套和承載芯的斷裂部位在同一位置，且斷口比較平齊。由此可以分析出吊裝帶是被銳邊割斷的。

3.4 對(duì)吊裝帶的進(jìn)一步檢查

通過(guò)對(duì)該吊裝帶其他部位的檢查確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)吊裝帶封套多處存在不同程度的破損情況；在另一條應(yīng)用于該起重機(jī)的吊裝帶上，也發(fā)現(xiàn)了吊裝帶封套有破損的情況。此種局部封套破損，大概率是被該起重機(jī)吊鉤上“明顯凸起的銳邊”所“割壞”的。此種封套破損情況的存在，加大了吊裝帶斷裂的風(fēng)險(xiǎn)及隱患。

3.5 吊裝帶斷裂原因確認(rèn)

通過(guò)以上吊裝帶的封套和承載芯斷裂位置一致、斷口平齊及對(duì)吊鉤“明顯凸起的銳邊”的確認(rèn)，可以判斷該吊裝帶斷裂是被吊鉤上“明顯凸起的銳邊”所“割傷”，從而造成吊裝帶突然斷裂，發(fā)生了本次吊裝帶斷裂事件。

4 整改及預(yù)防措施

在保證不影響吊鉤安全性能的前提下，立即對(duì)該吊鉤的“明顯凸起的銳邊”進(jìn)行圓潤(rùn)化打磨處理。對(duì)全部起重機(jī)的吊鉤及吊裝工具進(jìn)行檢查，保證與吊裝帶接觸部位是圓潤(rùn)的，不會(huì)對(duì)吊裝帶造成“割傷”；如確實(shí)無(wú)法消除銳邊或者棱角，則在吊裝過(guò)程中，采取增加護(hù)角、護(hù)墊等保護(hù)措施。

由于本吊裝工程作業(yè)安全性要求高，發(fā)生異常情況損失及影響較大，故對(duì)所有出現(xiàn)封套破損的吊裝帶均予以報(bào)廢，清除出施工現(xiàn)場(chǎng)，不允許繼續(xù)使用。當(dāng)?shù)跹b帶接觸部位存在有尖角、銳邊的物體時(shí)，必須增加保護(hù)措施，以消除被吊裝物給吊裝帶帶來(lái)的隱患風(fēng)險(xiǎn)。加強(qiáng)對(duì)吊裝帶的安全檢查工作，每次吊裝前由司索工對(duì)吊裝帶的外觀情況進(jìn)行檢查確認(rèn)；在每周的項(xiàng)目安全聯(lián)合檢查中，將此項(xiàng)內(nèi)容作為重點(diǎn)關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行檢查確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

在采取上述措施后，未再發(fā)生吊裝帶斷裂事件，本風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)安裝工程項(xiàng)目順利完工。