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1事故簡述 2013年3月,某機械設備有限公司生產車間一臺型號為QE150/50+150/50- 30A5的通用橋式起重機用雙小車抬吊一臺重約280t的容器罐體。當罐體吊離承重支架,離地面300mm左右時,突然鋼
1事故簡述
2013年3月,某機械設備有限公司生產車間一臺型號為QE150/50+150/50-
30A5的通用橋式起重機用雙小車抬吊一臺重約280t的容器罐體。當罐體吊離承重支架,離地面300mm左右時,突然鋼絲繩夾碎片四處飛濺,導電側小車鋼絲繩端部固定一處繩頭脫落,隨之載荷重量落在該小車的另一組鋼絲繩上,造成鋼絲繩繩端固定處鋼絲繩斷裂,主鉤鋼絲繩連同吊鉤一起下落,導致罐體墜落,罐體承重支架處地面有明顯下沉,所幸未造成人員傷亡。經查驗罐體雖無明顯損傷,但事故也造成了一定的經濟損失。
2事故設備基本情況
事故起重機主要技術參數為:型
號QE150/50+150/50-30A5,額定起重量150/50+150/50,跨度:30m,工作級別:
A5,起升高度(主/副):20/22m,鋼絲繩直徑(主/副)34/24mm,起升速度(主/副):0.26~2.6/0.62~6.2m/min,小車運行速度:25m/min,大車運行速度:
53.3m/min,取物裝置:吊鉤,操作方式:
司機室操縱。該起重機于2008年7月檢驗合格后投入使用,2012年7月起重機定期檢驗合格。
3現場勘查情況
1)通用橋式起重機主梁上裝有2臺額定起重量為150/50t的小車,起重機總起重量為300t,小車起升機構采用兩根鋼絲繩纏繞系統,導電側小車鋼絲繩固定繩端一處繩頭脫落,另一處繩端鋼絲繩斷裂,脫落、斷裂的鋼絲繩纏掛在近旁鋼絲繩上,吊鉤滑輪組靠在罐體側面,罐體無明顯損壞,罐體承重支架處地面下沉30mm。(見圖1)
2)吊裝作業有吊裝方案,有吊裝作業指揮人員,操作人員有特種設備作業人員證,起重機吊裝的罐體自重為280t,未超過額定起重量,起重量限制器顯示有效,檢查罐體設備周邊未見其他設備掛連,起重機無超載使用現象。
3)檢查起重機吊鉤滑輪組完好無損,起重機小車底部金屬結構件無損壞、變形現象,因此起重機不存在吊鉤滑輪組沖頂事故。小車起升機構電氣控制系統、電機、制動器、卷筒、減速器等部件完好無異常。
4)鋼絲繩在事故前兩個月由使用單位維保人員進行過更換,鋼絲繩規格:
34NAT6×19W+FC-1770(GB/T8918-
2006《重要用途鋼絲繩》)。鋼絲繩在無張力的情況下,用帶有寬鉗口的游標卡尺測量鋼絲繩,鉗口的寬度跨越兩個相鄰的股,在相距至少lm的兩截面上,并在同一截面相互垂直的方向上測取兩個數值。四個測量結果的算術平均值作為鋼絲繩的實測直徑,主起升機構鋼絲繩面徑實測為33.8mm。鋼絲繩的選用和鋼絲繩直徑符合要求,鋼絲繩磨損未超限。
5)查看斷裂的鋼絲繩夾,見圖2,夾座從中間部位斷開,斷裂面與夾座相垂直,斷口為新鮮的脆性破壞,四周有明顯剪切唇,中間部位纖維區、放射區明顯。經確認鋼絲繩夾規格為36dr/mm,夾座的繩槽表面與鋼絲繩的表面和捻向一致。
6)檢查脫落的鋼絲繩繩頭,只有安裝4個繩夾的痕跡,繩夾間距大小不等,最小間距只有135mm,且鋼絲繩夾在鋼絲繩上交替布置。圈3為該起重機另一小車上鋼絲繩夾安裝位置的圖示,經檢查發現有部分鋼絲繩夾固定螺栓松,未緊固到位。
4事故原因分析
1)事故起重機鋼絲繩直徑為34mm,起重機繩端固定安裝了4個規格為36dr/mm的繩夾。36dr/mm的繩夾適用于公稱直徑為32~36mm的鋼絲繩,鋼絲繩夾的選用符合GB/T5976-2006《鋼絲繩夾》標準要求。GB6067.1-2010《起重機械安全規程第1部:總則》和GB/
T3811-2008《起重機設計規范》標準規定鋼絲繩夾連接時的安全要求,見表1:因此,公稱直徑34mm的鋼絲繩,鋼絲繩夾安裝4個不符合要求,按標準要求鋼絲繩夾最少應安裝5個。
2)事故起重機鋼絲繩夾安裝間距不符合標準要求,固定繩夾最小間距只有135mm,按標準要求每兩個鋼絲繩夾的間距不應小于鋼絲繩直徑的6倍,對該起重機而言,鋼絲繩直徑為34mm,繩夾最小間距不應小于204mm。
3)事故起重機鋼絲繩夾固定采用了交替布置方式,不符合標準要求。按要求鋼絲繩夾夾座應在受力繩頭一邊,即安裝在鋼絲繩的工作段上,U形螺栓扣
4)從起重機另一小車上鋼絲繩夾的U形螺栓松,螺母未達到規定的擰緊力矩情況來看,事故小車應該也存在此現象。具體鋼絲繩夾需用多大的擰緊力矩才能保證鋼絲繩端固定連接符合安全要求,可根據《鋼絲繩繩卡的擰緊力矩》一文中螺母擰緊力矩進行計算確定,文中通過受力分析與計算、實驗驗證,得到鋼絲繩夾螺母固定所需的擰緊力矩:
M=KNd,式中,M為螺母擰緊力矩,N為螺栓所需預緊力(N=0.08232T,鋼絲繩拉力T=85%鋼絲繩破斷拉力),d為鋼絲繩夾U形螺栓直徑,K為常數,K=0.287。以該事故起重機為例來計算鋼絲繩夾固定螺母所需擰緊力矩。規格為34NAT6×19W+FC-1770的鋼絲繩,GB8918-2006《重要用途鋼絲繩》標準要求鋼絲繩最小破斷拉力為675KN。規格為36dr/mm的鋼絲繩夾,GB/T5976《鋼絲繩夾》標準規定鋼絲繩夾U型螺栓為M24,通過公式M=KNd,計算得到事故起重機鋼絲繩夾螺母擰緊力矩應為325.32N·m。
基于以上對起重機鋼絲繩夾安裝不符合要求現象的分析,可見該起重機鋼絲繩端部連接強度明顯不足,大大小于鋼絲繩最小破斷拉力的85%。當起重機吊運重載容器罐體時鋼絲繩繩端固定處受力結構失去平衡,鋼絲繩間產生相對滑移,導致繩夾受力失衡,U形螺栓與夾座之間形成撬棒關系,因應力集中最終導致繩夾夾座從中間斷裂,鋼絲繩端部固定失效,一繩頭脫落。因小車起升機構采用兩根鋼絲繩纏統系統,當一鋼絲繩纏統系統突然失效,另一固定繩端承受瞬時沖擊載荷,原本由兩組鋼絲繩承受的載荷由一組鋼絲繩承載,再加上鋼絲繩夾安裝不符合要求使繩夾處鋼絲繩產生疲勞、斷絲,導致U形螺栓扣在鋼絲繩的受力邊的鋼絲繩出現斷裂,吊裝的罐體和鋼絲繩、吊鉤滑輪組一起出現下墜事故。
5案例分析結論
1)起重機鋼絲繩夾安裝不符合要求,鋼絲繩夾安裝數量缺,每兩個鋼絲繩夾的間距小于鋼絲繩直徑的6倍,鋼絲繩夾固定采用了交替布置方式,螺母未達到規定的擰緊力矩是造成事故的直接原2)事故的間接原因是更換起重機械鋼絲繩的維保人員技術水平差,導致鋼絲繩夾固定連接不符合要求,導致起重機鋼絲繩繩端固定處繩夾連接失效。
3)事故的主要原因在于起重機械日常管理、維護保養不到位,特種設備安全管理人員和作業人員責任心不強,未履行各自的崗位職責,未在日常使用中發現鋼絲繩端固定連接處存在的安全隱6事故預防措施及建議
1)加強對在用起重機的日常維護與保養,健全維護保養制度,做好日檢、月檢、年檢工作,并完善維護保養記錄,還需通過定期培訓學習,提高維保人員作業技能,對維保發現的不安全因素能及時處理,排除事故隱患。
2)建立健全安全生產責任制和安全管理制度,加強安全管理機構建設和人員培訓,提高安全管理人員和作業人員的素質。
3)鋼絲繩夾連接時,除了符合GB6067.1-2010《起重機械安全規程第1部:總則》和GB/T3811-2008《起重機設計規范》規定的繩夾數量、間距、布置位置外,還應注意鋼絲繩夾的緊固,緊固繩夾時須考慮每個繩夾的合理受力離套環最遠處的繩夾不得首先單獨緊固,離套環最近處的繩夾(第一個繩夾)應盡可能地緊靠套環,但仍須保證繩夾的正確擰緊,不得損壞鋼絲繩的外層鋼絲。
4)起重機用鋼絲繩夾端部固定鋼絲繩時應保證連接強度不得小于鋼絲繩破斷拉力的85%。安裝鋼絲繩夾時,要把U形螺栓擰緊,直到鋼絲繩被壓屬1/3左右,達到鋼絲繩夾螺母擰緊力矩所需值。由于鋼絲繩在受力后產生變形,繩夾在實際使用中,受載一、二次以后應作檢查,在多數情況下,螺母需要進一步擰緊。
5)事故起重機鋼絲繩端部固定位置設計不太合理,采用鋼絲繩夾固定時,由于受小車結構空間的限制,維保作業人員安裝緊固鋼絲繩夾時不太便利,建議可改成用鋁合金套壓縮法或用模塊、模套等方法連接。