通用门机平衡梁上盖板塑性变形隐患分析及整改建议

蒋海明

(杭州市特种设备检测研究院，浙江　杭州　310003)



通用门机平衡梁上盖板塑性变形隐患分析及整改建议

蒋海明

(杭州市特种设备检测研究院，浙江杭州310003)

通过对通用门机载荷检验过程中平衡梁上盖板产生的塑性变形隐患，应用可能因素鱼剌分析法进行影响因素疏理，并针对主要原因提出了预防处置措施。

通用门机；平衡梁；变形

1　门机梁盖板塑性变形的发生

在对某大型港口的1台MG50/20—32型双主梁门式起重机进行安装监督检验过程中，当起重小车停在门架悬臂端进行载荷试验时，发现平衡梁上盖板处钢板正逐渐产生塑性变形(见图1)，将危及门式起重机安全运行，甚至引发整机失稳倾覆。为此，按照检验突发事件应急预案的要求，及时中止检验，迅速卸除作用载荷，以防止钢板变形进一步扩大，并设置现场安全隔离区；采用全站仪对平衡梁上盖板最大塑性变形测量，数值达15 mm；同时采用可能因素鱼剌法开展变形原因分析，针对问题及时提出预防整改措施。

图1　平衡梁上盖板塑性变形图

2　主要影响因素分析

本文应用鱼剌分析法(见图2)，对照门机设计、制造、安装等环节的规范要求及基础变形、荷载量等检查，对盖板塑性变形问题进行分析疏理，现简述如下：

图2　平衡梁上盖板塑性变形可能因素鱼刺图

2.1基础变形是否满足设计与规范要求

大车轨道基础未发现不均匀沉降(基础经专业设计院设计，有施工验收合格记录)。

2.2试验荷载有无按要求率定、有无超限

试验荷载大小及荷载加载顺序严格按检规要求进行，当进行到额载试验时发生意外马上终止检验。

2.3构件安装是否符合设计与规范要求

构件安装有安装方案，安装人员持有特殊工种上岗证，安装质量受控，并有安装自检合格记录。

2.4构件制造是否符合设计与规范要求

构件制造符合设计与规范要求，每道工序都有设计图及工艺图，并有验收记录。

2.5构件设计是否满足规范与使用要求

该制造单位曾制造安装几台额定载荷都为50 t且跨度一样的门机，使用正常。经比较，本机的有效悬臂长度最长(其他参数基本一样)。进一步调查发现，该门机主要受力结构件设计经过计算、审核、批准等程序；而对于其它部件设计，采取套用相似图纸的方式解决。对于跨度同为32 m的门式起重机，有效悬臂长度为5 m或10 m，平衡梁的受力有很大差别。平衡梁二视图见图3，通过计算平衡梁上盖板，可以得出平衡梁设计图纸存在缺陷是造成盖板塑性变形的根本原因。

图3　平衡梁二视图

平衡梁上盖板强度计算：

平衡梁上盖板支座处截面面积:F=2(58×1+30×1.6)=212 cm2

平衡梁上盖板支座处截面惯性矩：JX=2[1/12×1×583+1.6×30(59.6/2)2]=364 390 cm4

平衡梁上盖板支座处截面模量：WX=JX/29=12 565 cm3

根据制造单位提供数据知：总弯矩MX=1.95×107 kg·cm

总轴力N=12.1×104 kg

平衡梁上盖板支座处截面应力合成:σ弯+σ压=MX/WX+N/F=1 552+570=2 122 kg·cm2>[σ]=1 600 kg·cm2

结论:不符合要求。

3　原因症结剖析

3.1产品设计、制造流程上的不足

起重机械制造是以产品型式试验为基础的制造单位许可制度，不同于压力容器的设计单位资格认可制度或锅炉设计的图样审查批准制度。制造单位取得国家质量监督检验检疫总局相关产品的制造许可证后，即可从事该类产品的设计制造，产品图纸经制造单位技术负责人批准即可，无须第三方审批。

3.2产品设计校审及审批环节上的不足

设计人员一般对门机的主要受力结构件(主梁和支腿)比较重视。主要受力结构件设计经过计算、审核、批准等程序；而对于其它部件设计，采取套用相似图纸的方式解决，易产生设计缺陷。

3.3设计、制造及安装人员对产品安全性认识不足

起重机械设计、制造前应该根据各种特种设备的结构及使用工况，确定各自的关键受力部位(设计及制造过程需重点关注)；安装单位应根据使用单位的现场情况及设备的具体安装要点，制定相应安装方案。

4　整改建议

(1)建议起重机械产品图纸设计采用压力容器的设计单位资格认可制度或锅炉设计的图样审查批准制度，这样就能从源头上杜绝设计缺陷。

(2)起重机械制造单位的设计责任人员应对所有设计文件认真履行审查确认手续；既要重视主要受力结构件的设计，对其它部件的设计也要仔细；设计人员要特别注意门机的最大轮压不能超过使用单位码头轨道梁设计荷载，通用门式起重机的有效悬臂长度应符合GB/T 14406—2011《通用门式起重机》的要求。

(3)安装监督检验：严格按照TSG Q 7016—2008《起重机械安装改造重大维修监督检验规则》的要求进行性能试验，以使危险性缺陷能在早期检出，并把事故消除在萌芽状态；若在检验中遇到突发事件，应按应急预案果断处置。

(4)使用单位应严格按TSG Q 5001—2009《起重机械使用管理规则》要求管理、维护起重机械，日常检查应有针对性(如对门机应注意检查基础是否有不均匀沉降等)。

5　整改结果

通过落实设计人员对平衡梁重新计算、校核，采取盖板加厚，内部加筋板等措施重新制作了平衡梁。

此后，根据检验规范的要求，对该门机进行空载、额载、静载、动载试验，检验合格。投入使用后，安全运行至今。

(责任编辑郎忘忧)

2016-03-20

蒋海明(1957-)，男，助理工程师，主要从事特种设备检验检测工作。

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10.13641/j.cnki.33-1162/tv.2016.03.010