塔吊基础节断裂原因及处理

李北鲁

摘要：社会经济不断发展，这也带动了建筑行业的发展，在工程建设中，机械设备是必不可少的一部分，塔吊就是施工中一个重要的机械设备，为了让施工能够安全的进行，就需要确保塔吊的质量和安全性，本文分析了塔吊基础节断裂原因及处理。

关键词：塔吊；基础节；断裂；原因；处理

某建筑工地出现一起塔吊倾覆事故，塔机的高度是四十米，四根塔吊根部基础标准节都是在25厘米处出现横向的断裂，使得塔吊整体都向西部发生倒塌。所以，为了找出导致断裂的原因，就拿其中一个塔吊根部基础标准节进行分析分析，并进行多方面的测试，进而获得结果。

一、试验方法

要想找出基础节断裂的原因，就要先宏观检验基础节的断口情况，之后再观察其微观形貌，分析表面附着物能谱，检验基础节和加强筋的焊缝剖面显微组织；检验基础节的化学成分，进行室温拉伸性能试验以及20摄氏度冲击性能测试。

二、试验结果

1.断口宏观检验。

对基础节的断口进行宏观检验，可以看到断口是平齐的，断口上都是黄色铁锈，在加强筋焊缝位置能够看到黑色区域，宽度在7毫米左右。黑色区域和黄色区域交界处的体视镜照片能够看到呈现出向外的放射状特征，这就说明断裂是在黑色区域开始产生的，展现出放射状的向外扩展。

把送检的断口用手掰断出一个新的断口，能够看到断口特征是萘状的，这就可以证明材料的韧性较差。

2.断口微观形貌分析。

对于断口，用扫描电镜扫描其中的黑色和黄色区域，还有手工掰断的断口，观察它们的微观形貌。可以看到黑色区域中有腐蚀的产物，存在显著的挤压痕迹，证明其受到了较大的挤压，所以，这个地方是最先开裂的，在基础节没有断裂之前就出现过多次的开合现象。断口上的黄色区域中有腐蚀产物，形状为面包圈形，从这一点可以知道其之所以出现氧化物的特征，就是因为潮湿条件下的微小液滴造成的，是断裂之后在现场受到了潮气氧化造成的，在局部地方还有金属光泽区域，对其进行放大就能够看到解理特征，说明断裂的类型是脆性断裂[1]。送检用手掰断的断口，在宏观特征上是萘状断口。利用电镜能够看到解理特征，同样也是脆性断裂。

3.断口表面产物能谱分析。

通过能谱分析对断口表面的黄色以及黑色区域进行分析，可以得出黑色区域铁氧原子比大约为3：4，这和Fe3O4的原子比例相适应，就可以明确黑色区域表面的物质是四氧化三铁。黄色区域铁氧原子比大约是1：2：3，这在Fe（OH）3以及Fe3O4间，这就可以明确其出现铁锈的原因，是因为在断裂之后，处于潮湿环境中导致的。

4.显微组织分析。

對于断口黑色区域，观察其剖面可以看到宏观形貌，能够看到加强筋以及基础节之间的焊接情况处于良好，没有有关的缺陷，如，未焊透、夹杂以及气孔等。焊缝显微组织是枝晶。可以看到断口黑色区域内的显微组织，其是铁素体加上珠光体，位置在热影响区，显微组织没有看到显著的异常。基础节母材组织是铁素体，还有珠光体，量较少，其晶界存在碳化物析出。

5.基础节化学成分分析。

按照有关的标准，检测失效基础节中的化学成分，检查的结果从表1中能够看到，这和相关规定中对化学成分的要求一致。

6.基础节室温拉伸性能测试

要检测基础节的室温拉伸性能，通过应用MTS793可以实现，按照相关规定，可以得到母材拉伸性能的测试结果，这从表2中就可以看到，且测试结果和相关规定中在拉伸轻度性能上的要求相适应。

7.基础节冲击试验。

在对基础节进行冲击试验中，要对其进行20摄氏度冲击试验，就需要应用英斯特朗75OJ摆锤来进行，按照相关的试验方法进行试验，能够看到表3中的测试结果。试验证明在横向和纵向上的冲击韧性值要比标准值低，标准值要大于等于27 J，而测验结果值和其之间具有较大的差距。

三、分析和结论

经过测验可以看到，在基础节20摄氏度下，其冲击性能要比标准值低很多，基础节材料在韧性上比较差，焊接的过程中在热影响区会出现缺陷。在载荷条件下，可以看到基础节就是从这一缺陷的地方由内向外进行扩展，出现脆性断裂，观察其微观的形貌，表现为解理断裂。

四、改进标准节加工工艺

塔机的标准节是焊接构件，焊接工艺参数对于焊接变形具有重要影响，参数的是否合理就会直接对其变形大小产生影响。使用气体保护焊，这样就可以降低焊接的变形程度。对标准节进行焊接的过程中，各方面参数的选择也很重要，这就需要结合主弦杆以及腹杆的壁厚进行合理的选择[2]。在焊接的过程中需要尽量保持两个人进行对称焊，在焊接中要遵守顺序，先对水平腹杆进行焊接，之后再对斜腹杆进行焊接。

结束语：

综上对建筑工地塔吊倾覆故事中的一个基础标准节分析，可以得出断口上黑色区域是在焊接中出现的缺陷，塔吊基础节因为受到载荷作用，使得黑色区域从内而外的进行扩展，进而最终出现脆性断裂。所以，在平日施工管理中，需要加强对吊塔的维护和检修，及时找出存在的不足和缺陷，注重基础节的管理，避免使得其出现断裂问题，影响到施工进度和质量。

参考文献：

[1]谢李宁.塔吊倒塌事故风险评估与对策[J].西安科技大学.2015.

[2]盛陈，雷仕军.塔机标准节螺栓断裂的原因分析及预防措施[J].工程机械与维修.2013（7）.