浅析电动单梁起重机吊运熔融金属的改造

谌晓波，喻颖，陈畅，齐青松，黄建良

（1.湖南省特种设备检验检测研究院湘潭分院，湖南 湘潭 411204；2.湖南省特种设备检验检测研究院常德分院，湖南 常德 415000）

1 电动单梁起重机吊运熔融（含炽热，下同）金属的现状

随着工业经济的不断发展，起重机械在工业生产领域起着不可替代的重要作用。然而，由于多方面原因，许多中小企业的起重机械不能满足国家有关法规标准的要求和实际的使用的安全性能需要。

目前，尤为突出的是某些小型再生资源回收加工厂、小规模热处理企业、小型铸造企业等使用10t以下的电动单梁起重机吊运熔融金属，这既不符合现行法规标准中采用电动葫芦吊运熔融金属的相关要求，又因使用环境差（生产车间高温高热），存在较多安全隐患，直接影响到生命财产安全。

2 相关分析

2.1 造成原因分析

从笔者接触的不同企业的情况来分析，造成上述普通电动单梁起重机吊运熔融金属现象的原因如下。

（1）旧场地新用途

因为厂房租赁、厂内功能区调整、产品转型等，从事铸造、锻造等工作的车间是利用已有的厂房，用于吊运熔融金属的起重机是原有的设备，没有按需更新。

（2）选型错误

某些厂房虽然是新建，但因使用单位对法规标准不了解、资金投入所限等原因，未选择适合冶金用的电动单梁起重机。

（3）安全意识淡薄

少数使用单位在接到《检验意见通知书》后，明知使用普通电动单梁起重机吊运熔融金属不符合要求，却不整改、不停用，抱着侥幸心理，仍继续使用。

2.2 法规标准符合性分析

2007年4月后，国家修订了一系列的法规标准。其实，对于吊运熔融金属的起重机，TSG Q0002-2008《起重机械安全技术监察规程——桥式起重机》、TSG Q7016-2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》、TSG Q7015-2016《起重机械定期检验规则》等安全技术规范和GB 6067.1-2010《起重机械安全规程第1部分 总则》、GB 6067.5-2012《起重机械安全规程 第5部分 桥式和门式起重机》等国家标准已有明确的规定。

而实际上，部分使用单位在选用起重机械时，未考虑到相关标准的要求、作业工况以及使用环境的影响，未意识到吊运熔融金属过程所存在的危险性，错误地选用了普通电动单梁起重机用于吊运熔融金属，不符合现行安全技术规范和标准的要求。

2.3 安全性能分析

（1）设备危险性增大

普通电动单梁起重机不适合吊运熔融金属，尤其是一些老旧的单梁起重机本来就可能存在诸如主梁上拱度较小（甚至下挠）、强度刚度减小、零部件老化、安全保护装置缺失、电气控制部分线路老化等问题，这样的起重机如果用于吊运高温高热的熔融金属，其故障率会明显提高、安全性能会大为降低。

有些小铸造车间照明亮度不足，排风降温措施不畅，熔融金属产生的烟雾不能有效排出，空气浑浊，视线不良，很容易发生事故。

（2）使用管理难度增大

一些用普通电动单梁起重机吊运熔融金属的企业，对法规标准的要求不甚了解，安全意识比较淡薄，安全管理比较松懈。

很多使用单位安全管理制度不健全，作业人员不具备相应的资质、安全意识不强，未建立有效可行的安全操作规程，安全教育和培训缺失；对吊运熔融金属危险性认识不足；设备未按使用说明书和相关安全要求进行维护保养，且起重机作业的狭小区域内，还可能存在各类人员交叉作业，安全距离得不到保障。

更可怕的是，有些企业因为采用普通电动单梁起重机吊运熔融金属，检验判定为“不合格”，但使用单位为了节省成本和不间断生产，不愿按要求进行整改，而是将起重机实行减量改造，降级为3t以下，意图达到规避监管的目的。殊不知减量改造后，该起重机虽然不在《特种设备目录》范围内，相关部门不再纳入监管，但设备依然达不到吊运熔融金属的技术要求，使用过程事故隐患依然存在，若不加强管理，发生事故的几率将更大。

3 吊运熔融金属电动单梁起重机的改造

3.1 改造需要考虑的因素

（1）经济性

整体更换为符合要求的吊运熔融金属的冶金电动单梁起重机虽然价格贵、制造运输安装调试周期较长，不利于工厂连续生产，但对原起重机进行改造，也需要重新进行设计计算，更换某些部件（如电动葫芦等），增加相关安全防护装置，也需要不少的改造费用，且使用寿命相比一台新的设备肯定要短一些。因此，需要比较改造和更新两种方式下的全寿命周期内的使用经济性，作出决断。

（2）可行性

要达到改造后吊运熔融金属的目的，起重机既要满足使用性能要求，也要满足安全性能要求。如需要对起重机主梁及零部件进行强度校核计算，结果是否满足现行法规标准对吊运熔融金属起重机的安全技术要求；另外，还需要进行现场勘察，以确认是否具备现场改造条件，现场无法改造，还需要考虑运输成本等因素。

3.2 改造需要达到的技术要求

（1）金属结构

对吊运熔融金属的起重机，法规要求主梁下翼缘板、吊具横梁等直接受热部位加装隔热装置（如隔热板），对单梁起重机而言，因电动葫芦悬挂在工字钢下缘运行，主梁下不便加装隔热板，只能在电动葫芦下加装，应考虑吊物的实际情况，该隔热板的大小应尽可能地减少吊物热辐射对主梁和电动葫芦的影响。如该单梁起重机采用司机室操纵，则司机室底下也需加装隔热装置。

一般而言，电动单梁起重机工作级别为A3～A4，而GB/T3811-2008《起重机设计规范》附录A的表A.4中对于各类吊运高温物体的起重机的整机工作级别一般推荐为A6～A8，因此，在改造前，建议改造单位按照A6的工作级别，并结合使用单位吊运熔融金属的实际载荷状态级别和起重机的利用等级，重新进行核算，以确定改造后主梁所允许的新的额定起重量。

（2）起升机构及零部件

更换起升机构的电动葫芦，选用工作级别不低于M6、具有高温隔热功能且在低速轴上设有安全制动器的电动葫芦，如冶金电动葫芦。

如果不更换电动葫芦，则应按照以下两方面的要求重新核算起升机构所允许的新的额定起重量。

①起升机构M6的工作级别，结合使用单位吊运熔融金属的实际载荷状态级别和起重机的利用等级，重新核算，确定额定起重量。

②制动器按照1.5倍额定起重量设计的原则，重新确定额定起重量。

如起重机用于吊运立式井淬火热处理工艺工件作业工况，在起升机构制动器设置紧急松闸装置。

在吊钩下设置耐高温的二次吊具，以避免起重机吊钩部位的热辐射温度不超过3000C。

如滑轮采用铸铁滑轮，应更换为非铸铁滑轮。

更换原有钢丝绳，选用GB 8918-2006《重要用途钢丝绳》中采用石棉绳芯或者金属芯等耐高温的钢丝绳，并考虑钢丝绳直径与卷筒、滑轮的匹配，建议滑轮和卷筒的绳槽半径在0.525～0.550d，在0.537d为最佳（d为钢丝绳直径）。

（3）安全保护装置

电动葫芦应该设置不同形式的上升极限位置的双重限位器，一般第一级就利用原来的高度限位，可切断起升机构电源，另再增设一套重锤式高度限位器作为第二级起升高度限位器，接入主电源回路，可分断更高一级的动力源。

如起升高度大于20m的，可将电动葫芦高度限位器导杆上再增加一个撞块，起到下降限位器的作用。

起升机构装设超速保护。可以在更换电动葫芦时选择自带超速保护装置的电动葫芦；也可以加装技术比较成熟的超速保护装置。超速开关的整定值应调整为额定下降速度的1.25～1.4倍为宜。

在起重机端梁合适位置加装声光报警装置，在大小车启动运行时提醒相关人员避让。

（4）电气控制

更换供电电缆为阻燃耐高温电缆。如空间和安全距离足够，也可采用角钢或其他裸滑线供电，但必须设置导电滑触线防护装置和线路电源指示。

对电气控制箱加装隔热板。如起重机上方安全空间较大，还可将电气控制箱置于主梁或端梁上部位置，以远离热源，减少热辐射的影响。

因电动单梁起重机是以电动葫芦作为起升机构的，其控制系统中虽然有上升、下降方向的接触器，但起升机构电机为制动电机，并无制动器接触器回路，不可能出现电动机失电而制动器仍然通电进而导致起升机构失速的情况，所以不必要求冶金起重机所要求的正反向接触器故障保护（电动机定子异常失电保护）功能。

调整操纵方式，采用遥控或者非跟随式等远离热源的操纵方式。

（5）改造技术资料

改造完成后，改造单位应根据实际情况出具（或提供）相关改造技术资料，具体如下。

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①改造计算书。

②起重量标志牌、产品铭牌。

③电气原理图。

④产品质量证明书（含合格证、产品技术特性表、主要零部件表、相关部件型式试验证书等）

⑤使用维护说明书，等等。

3.3 不能改造的情况

不是所有的普通电动单梁起重机都能通过改造用来吊运熔融金属。①额定起重量等于或大于10t的电动单梁起重机。（注：关于以电动葫芦作为起升机构吊运熔融金属的起重机，TSG Q0002-2008规定为“不得大于10t”，而TSG Q7016-2016和TSG Q7015-2016规定为“小于或者等于16t”，因从法律效力上来讲，安全技术监察规程大于检验规则，故建议采用不大于10t）。

②设备本体存在严重事故隐患，无法通过修理达到安全技术要求的，或者起重机已达到制造厂家设计使用寿命或安全技术规范规定的报废条件的。

④在用电动单梁起重机主梁、电动葫芦按照改造后的载荷状态和利用等级进行重新核算所允许的额定起重量，与制动器满足1.5倍起重量设计原则所允许的额定起重量之间，在较小值不能满足现场使用所要求的起重量的需要的。

3.4 改造应履行的程序

（1）应选择符合要求的改造单位进行改造施工，签订改造合同，并根据现场实际和标准要求编制可行的改造方案。这里所说的“符合要求的改造单位”应当具有相应类型和级别的起重机械制造能力，不光是起重量参数能覆盖，更重要的是在“冶金电动单梁起重机”这一型号的系列产品规格上能覆盖。

（2）实施改造前，依法依规及时向当地特种设备安全监督管理部门办理改造告知，并向检验机构申报改造监督检验手续。

（3）监督施工单位改造过程，落实施工安全防护措施，接受和配合检验机构的现场监督。对改造中出现的问题督促整改，严把质量控制关。

4 改造后的管理

（1）改造完成且经检验合格后，应将施工单位移交的改造资料存入安全技术档案，并在投入使用前或投入使用后1个月内办理使用登记变更手续。

（2）按照吊运熔融金属的安全要求制定新的起重机安全管理制度、人员岗位职责、安全操作规程。对操作冶金单梁起重机的人员进行有针对性的专业培训，在经单位内部考核合格后方可上岗。

（3）增加起重机上危险部位的警示标志，在作业现场划设起重机运行区域警示线，设置安全操作通道，通道设置明显标识，如：采用安全色涂刷通道。在适当位置张贴“起重机运行区域严禁人员逗留”、“高温危险”等警示语，在安全出口设置醒目的指示标识，在明显位置配备消防器材或设施。

（4）调整检查频次，增加检查部位，提高检查要求，在作业前均应检查制动器和安全保护装置，特别是钢丝绳使用情况，当有断丝达到GB/T5972-2016《起重机 钢丝绳 保养、维护、安装、检验和报废》所规定的钢丝绳断丝数的一半时应报废。

（5）修改报检制度。吊运熔融金属金属的起重机按照1次/年的定检周期，在有效期届满前1个月报检。

5 结语

综上所述，对普通电动单梁起重机进行改造，用于吊运熔融金属的，不是简单地加装几个安全保护装置就可以了，而要对原起重机进行全方位的设计、计算、改造施工，以保证其满足国家相关法规、标准的要求以及使用技术性能、安全性能的要求，并应做好改造后的起重机安全管理工作，以保障其改造后的安全运行。