在役塔式起重机的安全评估

雷 钧

(山西省机电设计研究院有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

塔式起重机简称塔机，也称塔吊，属于建筑施工设备，其质量与施工安全存在密切关系。对起重机质量的影响因素主要有人员、企业技术、设备和材料等，此外操作及日常管理的影响也很明显，属于安全性的重要影响因素。目前在生产技术和规则不断改进的形势下，塔式起重机的质量也在不断提升，但由于起重机的重心高、回转半径大，因而在使用过程中常出现事故，甚至出现倒塌的严重事故，相关统计研究发现超龄、超载、违章操作是发生事故的最重要原因，因此很有必要对在役塔式起重机的运行安全性进行评估。根据现行规定，服役达到8年的起重设备，应该由具有相关资质的机构予以鉴定，了解其是否满足安全防范方面的要求，如果满足，为其创建重点监控档案后才能够使用。尤其是建筑起重机械，如果存在安全隐患，有可能会导致非常严重的事故，服役8年后，每年都需要进行鉴定。为此，本文以一个具体的案例来论述在役塔式起重机的安全评估。

1 塔式起重机的分类

塔式起重机的机型构造形式较多，根据其主体结构与外形特征可按架设形式、回转形式、起重形式和臂架支撑形式来分类。按架设形式分为固定式、附着 式、移动式和内爬式四种；按回转形式分为上回转和下回转两种；按起重形式分为小车变幅、动臂变幅、伸缩式小车变幅和折臂变幅四种；按臂架支撑形式分为非平头式和平头式两种。

2 塔式起重机安全评估的定义及内容

2.1 安全评估的定义

安全评估分狭义和广义两种。狭义是指对一个具有特定功能的工作系统中固有的或潜在的危险及其严重程度所进行的分析与评估，并以既定指数、等级或概率值作出定量的表示，最后根据定量值的大小决定采取预防或防护对策。广义是指利用系统工程原理和方法对拟建或已有工程、系统可能存在的危险性及其可能产生的后果进行综合评价和预测，并根据可能导致的事故风险的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。

GB/T33080-2016《塔式起重机安全评估规程》中对安全评估定义为：对设备结构、机械零部件的磨损、腐蚀、裂纹、变形等情况进行检测与测量，对整机运行状况与承载能力进行试验，判断其可正常使用、降级使用或不可使用的活动。安全评估目的是以起重机械安全使用为主要目标，查找可能存在的安全隐患，分析判断安全隐患的程度，综合评价起重机械安全状态，提出合理可行的安全对策措施，指导危险源监控和事故预防，降低事故发生率，减少损失。

2.2 安全评估的内容

GB/T33080-2016《塔式起重机安全评估规程》中提出了塔式起重机安全评估的主要内容包括：资料检查、解体检查、运行试验及整机评定。

(1)资料检查：包括设备技术文件和安全技术档案。对标识不全、无使用维护记录、无法追溯制造信息或无使用、改造、维修信息的塔机不应进行安全评估。

(2)解体检查：包括结构、机械主要零部件、安全装置及电气系统的检查。

(3)运行试验：包括试验前检查及载荷试验，需要时应进行结构应力测试。

(4)整机评定：评定结论分为合格、降级使用、不合格。

3 在役塔式起重机的安全评估

2019年9月10日，在吕梁市方山县大武镇丰泽苑安置项目工地对使用10年的QTZ80(6010)(上回转自升式)塔式起重机进行安全评估。环境温度为29 ℃，风速1.1 m/s,电源AC380 V/50 Hz。评估设备的主要技术参数如表1所示,整体结构如图1所示。

表1 评估设备的主要技术参数

1-平衡臂;2-平衡臂拉杆;3-塔顶;4-力矩限制器;5-起重臂拉杆;6-起重臂;7-变幅小车;8-吊钩;9-驾驶室;10-起升机构;11-上支承座;12-下支承座;13-套架;14-标准节;15-基础节;16-中心压重;17-十字底梁

3.1 资料检查

对施工单位提供的资料进行了认真的核实检查，得到的结果如表2所示。

表2 资料检查结果

3.2 解体检查

解体检查的重点是在全面目测的基础上检测结构的腐蚀、磨损、裂纹、变形等情况，对机械主要零部件、安全装置及电气系统重点检查外观状态。

3.2.1 外观状态检查

在全面目测起重机整体的基础上，重点对主要焊缝、主要连接螺栓和销轴、主要钢结构、主要机构、电控箱和电缆、防护罩的外观进行了检查，检查结果如表3所示。

表3 整机及主要零部件外观检查结果

3.2.2 重要结构件腐蚀、磨损、裂纹、变形检查

对起重机的重要结构件进行腐蚀、磨损、裂纹、变形检查使用的仪器有：游标卡尺，精度为0.02 mm;钢直尺，Ⅱ级；卷尺，≤10″；塞尺，Ⅱ级；称量吊秤，-1%～+1%；磁粉裂纹检测仪，可清晰完整地显示A型标准试片上的刻槽；超声波测厚仪，-0.5%～+0.5%；绝缘电阻测试仪，-2%～+2%；接地电阻测试仪，-2%～+2%。

首先对需检测的结构件检查部位进行去除油漆和浮锈，然后按操作规程进行检测。重要结构件壁厚测量结果见表4，变形测量结果见表5，无损检测结果见表6。

表4 重要结构件壁厚测量结果

表5 重要结构件变形测量结果

表6 重要结构件无损检测结果

3.2.3 安全装置检查

安全装置检查结果见表7。

表7 安全装置检查结果

3.3 运行试验

首先按相关标准的规定对塔机安装后的结构、机械零部件的连接固定情况、电气系统及安全装置等进行检查，检查合格后接通电源进行塔机的空载、动载、静载、起重力矩、最大起重量试验。

3.3.1 空载试验

(1)试验方法: 进行起升、回转、变幅、行走等操作，覆盖相应动作的最小至最大行程。

(2)试验要求：操作系统、控制系统、连锁装置动作准确、灵活;无漏油现象，各机构动作平稳，无爬行及异常振颤、冲击、噪声等现象。

(3)试验结果：操作准确、灵活，运行稳定，无异常现象。

(4)结论：合格。

3.3.2 起重力矩和最大起重量试验

(1)试验工况：起重力矩试验时起吊最大起重量的40%～80%，最大起重量试验时起吊最大起重量，幅度为该吊重相应最大幅度。

(2)试验方法：①起升、下降：吊重在全部起升高度内以额定起升速度进行起升、下降，在起升、下降过程中进行不少于三次的正常制动；②变幅：吊重在最小幅度和相应于该吊重的最大幅度之间以额定速度进行变幅；③回转：吊重以额定速度进行左右回转；④行走：起重臂垂直于轨道，以额定速度往复行走，吊重离地500 mm，全行程行走或单向行走距离不小于20 m。

(3)试验要求：各机构运转正常，吊重无静态下滑，空中再起动时无瞬时下滑，力矩限制器符合规定要求，起重量限制器符合规定要求。

(4)试验结果：全部动作准确、灵活，无异常现象。

(5)结论：合格。

3.3.3 动载试验

(1)试验工况：最大幅度相应额定起重量的110%。

(2)试验方法：①起升、下降：在起升全程范围内以额定速度进行起升、下降；②变幅：吊重在最小幅度和相应于该吊重的最大幅度之间以额定速度进行变幅；③回转：以额定速度进行左右回转；④行走：以额定速度往复行走，臂架垂直于轨道，吊重离地500 mm左右，往返运行不小于20 m。

(3)试验要求：试验时各机构应运转灵活，制动应可靠。卸载后机构及结构各部件无松动和损坏等异常现象。

(4)试验结果：全部动作准确、灵活，制动可靠，无异常现象。

(5)结论：合格。

3.3.4 静载试验

(1)试验工况：最大幅度相应额定起重量的125%。

(2)试验方法：起升额定载荷，离地100 mm～200 mm停稳后逐次加载至额定载荷的125%，停留10 min后观察载荷离地高度的变化。

(3)试验要求：试验时应制动可靠，卸载后机构及各结构部件不应出现可见裂纹、永久变形、连接松动及其他对起重机性能 和安全有影响的损坏。

(4)试验结果：制动可靠，未发现裂纹、永久变形、连接松动及其他损坏。

(5)结论：合格。

由于本塔机没有进行过改造，没有发生过重大事故，主要技术参数未发生变化，所以不需要进行应力测试。

4 整机评定

根据塔机的资料检查、解体检查和运行试验结果对整机进行评定。本塔机资料完整，符合标准要求；解体检查的项目全部合格；运行试验全部合格。整机评定结论为：合格。

5 结语

建筑起重机械安全管理的目的是防止和减少生产安全事故，确保设备在施工生产过程中始终处于安全受控状态，从而保障人民群众的生命和财产安全，促使设备管理规范化，保持良好的技术状态，发挥最佳效能。塔式起重机的安全管理应该贯穿于其整个生命周期，以设计和生产为起点，以报废为终点。在这一过程中，各个环节涉及到的人员都应该具备足够的安全意识。