安全评估在履带起重机上的应用

刘思源，马纯

（海洋石油工程股份有限公司，天津 300452）

公司重点设备新旧程度跨度大，服役超过15年的设备占到了全部重点设备的40%，10年以上占80%，因此重点设备管理的复杂程度和困难程度非常大。为有效控制管理风险，针对重点设备在生产过程中的作业特点以及可能引发的危险因素，引入第三方专业单位中国特种设备检测研究院对多台履带起重机进行了安全评估。

1 安全评估简介

1.1 安全评估定义

安全评估是利用系统工程的方法对已有工程、系统可能存在的危险性及其可能产生后果进行综合评价和预测，并根据可能导致的事故风险大小，提出相应的安全对策措施，以达到工程、系统安全的过程。

履带起重机安全评估就是对设备的整体状态进行评估，对结构的危险指标进行定性、定量分析，找出存在隐患的结构件或结构部位，采取必要的措施消除或减少危险性。

1.2 安全评估目的

安全评估的目的是确定起重机的安全状态及其结构故障发展趋势。通过对起重机建立科学合理的安全性评价体系，找出起重机存在隐患的结构件或者构成子系统，从而确定起重机重点巡检部位和安排合理的维修计划，为起重机的安全管理提供重要参考。

设备安全评估是完整性管理的重要组成部分，通过对设备进行安全评估，可有效维护设备的完整性以保证设备的安全。

1.3 国内外特种设备安全评估开展情况

国外现状：欧美发达国家对特种设备管理起步比较早，在20世纪70年代就将风险评价的基本原理引入到了承压设备的管理，至今已经形成了针对特种设备的评价方法和相应的风险评估软件，特种设备的风险评估体系相对比较健全，欧洲许多国家甚至给出了详尽的定量风险评价标准。

国内现状：我国特种设备使用起步较晚，目前对特种设备的管理许多方面还是传统经验型的、规定型的，特种设备风险评价体系尚未建立和健全。虽然有些单位开展了风险评估技术和方法的研究，但在实践中基本采用美国或英国的风险评估技术和方法，且大多数是对压力容器与压力管道进行风险评估，在一些重要方面并未考虑我国设备的实际情况对风险的影响。

1.4 国内履带起重机安全评估依据的法律法规

《履带起重机》GB/T 14560；《起重机械制造监督检验规则》TSG Q7001；《起重机械定期检验规则》TSG Q7015；《起重机钢丝绳保养、维护、安装、检验和报废》GB/T 5972；《起重吊钩第3部分：锻造吊钩使用检查》GB/T 10051．3；《起重机械安全规程》GB6067．1；《起重机械使用管理规则》TSG Q5001；《起重机试验规范和程序》GB/T 5905。

2 履带起重机安全评估技术方案

2.1 评估内容及成果

安全评估内容包括结构安全评估、结构强度计算和疲劳分析、机电设备安全评估、风险分析和整体安全性评估。如图1所示。

安全评估成果为履带起重机评估报告，报告应包含各种正式检查、检测、测量、检验和验算成果和记录，报告中应明确设备存在的问题和隐患，提出维修意见，同时对是否满足继续安全使用提出明确的意见和建议。

2.2 评估技术方案

对履带起重机的结构、机电设备等进行相关的检测与评估，并对其进行风险分析，最终根据评估结果出具评估报告。结构评估内容主要包括结构外观检查、测量、测厚、无损检测、结构强度计算和疲劳分析等；通过外观检查，定性评估起重机实际结构状况；通过测厚、无损检测、测量定量评估起重机实际结构状况，确定存在缺陷的起重机金属结构评估结论，提出处理缺陷的建议。

图1 履带起重机安全评估架构

机电设备安全评估主要包括近观检查、功能测试和振动测试等，从而对起重机机电设备技术状况进行评估。

风险分析，通过对履带起重机进行失效模式和影响分析，确定起重机风险排序，并对风险高的失效模式提出安全对策措施及建议。

2.3 评估方法

结构外观检查：检查结构有无缺损、弯曲、屈曲、焊缝开裂，螺栓等紧固件的松动情况，涂层情况，以目视为主。

结构测量：主要包括磨损、弯曲、变形等，采用的技术手段为尺寸测量。

结构测厚：主要包括腐蚀监测和磨损检测，采用的技术手段为超声波测厚。

表面裂纹快速检测：对起重机结构焊缝可疑区域进行无损检验，采用技术手段为焊缝裂纹探伤仪进行表面裂纹快速检测。

磁粉检测：对履带起重机结构焊缝可疑区域进行表面裂纹快速检测的基础上，利用磁粉检测进行二次探伤。

钢丝绳检测：采用智能钢丝绳探伤仪对钢丝绳损伤（断丝、磨损、锈蚀和变形）以及损伤程度的电磁无损检测。如图2所示。

应力测试：在履带起重机主要结构臂架与拉杆等处布置应力测点，采用无线电阻应变仪进行应力测试。如图3所示。

振动测试：主要针对履带起重机减速箱，通过振动测试来判断减速箱是否工作正常。

图2 钢丝绳探伤仪电磁无损检测

图3 主要结构臂架应力测试点布置图

3 现场评估工作开展情况

3.1 检测结果

外观检查：检查内容包括技术资料检查、作业环境和外观检查、金属结构检查、主要零部件检查、安全保护和防护装置检查、液压系统检查共6项检查，检查结果符合TSG Q7015《起重机械定期检验规则》的相关规定要求。

结构测厚：主要受力构件断面有效厚度不低于设计厚度的90%，符合要求。

钢丝绳检查：所有的评估设备未超出GB/T 59572《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》中对断丝数量、磨损量和锈蚀等级的要求。

应力测试：所有评估设备的各测点测试的最大应力值均小于材料许用应力值，符合要求。

振动测试：所有评估设备的振动测试的有效值小于标准GB/T 6075．3规定的7．1mm/s，满足标准中描述的“机械振动处在该区域通常可长期运行”的评价要求。

表面裂纹测量：部分设备臂杆存在裂纹。

按照评估单位提供的检测结果，公司组织设备厂家对裂纹进行了修复，并复检合格。评估单位最终出具了《履带起重机安全评估报告》。

4 结语

此次履带起重机安全评估使用户掌握了重点设备存在的危险因素及严重程度，及时完成了隐患整改，保证了设备和生产作业的安全；同时对高风险部位进行预警，确定了重点监控部位。另外，在公司建立重点设备安全隐患评估长效机制和设备完整性管理方面具有积极的现实意义。

参考文献：

[1]陈云荣,元海荣,许林涛．特种设备安全评价研究进展．机电产品开发与创新,2012,25(4):22-24．

[2]徐静．我国特种设备安全现状评价分析．中国新技术新产品,2012,(17):246．