李　璐　趙鑄新　王　君

突然倒塌的壓力機(jī)

2007年11月4日上午9點(diǎn)15分,某市五金材料廠加工車間里,小畢已經(jīng)做完了8#沖床開車前的準(zhǔn)備工作。他十分熟悉這臺機(jī)器,它的標(biāo)牌名稱是“開式可傾壓力機(jī)”,型號為JB23-33,公稱壓力為100t,是車間里最大的兩臺沖床之一。小畢又仔細(xì)檢查了一下,確認(rèn)無異常,便按下了壓力機(jī)的啟動按鈕。他萬萬沒想到,壓力機(jī)沒有像往常一樣轉(zhuǎn)動起來,那沉重的機(jī)身,突然朝他砸了下來。站立在機(jī)器前的小畢連“哼”一聲都沒來得及,就被砸成了一團(tuán)肉醬。

當(dāng)相關(guān)人員聞訊趕到現(xiàn)場時,吃驚地發(fā)現(xiàn),倒塌的8#沖床的機(jī)身與機(jī)底座兩旁的兩個Ф45mm的固定螺栓一齊斷裂了。這兩個相距800mm的螺栓斷面非常相似,都很光滑、平整,猶如被一把鋒利無比、削鐵如泥的大刀同時斬?cái)?使得沉重的機(jī)身失去了支撐,倒塌時產(chǎn)生的慣性把機(jī)底座向前足足拖出1m遠(yuǎn)。

倒塌的起因

這臺倒塌的沖床出廠日期為2004年2月,投產(chǎn)使用時間為2006年1月,在這個廠正常運(yùn)行將近兩年的時間。這兩個斷裂的螺栓從未發(fā)生過塑性變形或松動等異常現(xiàn)象,卻突然在幾乎沒有任何預(yù)兆的情況下,同時被破壞。有人認(rèn)為是螺栓的質(zhì)量問題,要求對金屬材質(zhì)進(jìn)行鑒定。

事故調(diào)查人員從螺栓破壞斷面著手進(jìn)行了調(diào)查。這個斷面可分為3部分:(1)斷面前沿端微裂紋區(qū);(2)光滑的面積較大的裂紋擴(kuò)展區(qū);(3)毛糙斷裂區(qū)。這3部分與金屬疲勞破壞過程的裂紋萌生、裂紋擴(kuò)展和瞬時斷裂的3個階段完全吻合。

疲勞破壞是材料在交變應(yīng)力和應(yīng)變作用下,在一處或幾處產(chǎn)生局部永久性累積損傷,經(jīng)一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過程。據(jù)統(tǒng)計(jì),在機(jī)械零件失效中,有80%以上屬于疲勞破壞。由于引起疲勞斷裂的應(yīng)力很低(常常低于材料的屈服點(diǎn)),疲勞斷裂時沒有明顯的塑性變形,斷裂前沒有預(yù)兆,而是突然發(fā)生破壞。因此,疲勞破壞危害極大,許多飛機(jī)、火車出事故都與此有關(guān)。

沒有地腳螺栓的壓力機(jī)

承受沖擊載荷的機(jī)械零件,很少因一次大能量沖擊而遭破壞,絕大多數(shù)是在小能量多次沖擊作用下造成破壞的。那么,這兩個螺栓為什么會發(fā)生疲勞破壞呢?事故調(diào)查人員根據(jù)機(jī)床的振動作用,對機(jī)底座的地腳螺栓做了檢查。他們發(fā)現(xiàn),機(jī)底座居然沒有地腳螺栓安裝過的痕跡。

調(diào)查人員又對其他沖床進(jìn)行檢查,車間內(nèi)的8個沖床竟然都沒裝地腳螺栓。原來這些沖床近2年來都是平擺在地面上運(yùn)行的。調(diào)查事故的這些工齡二三十年的工程技術(shù)人員莫說從沒見過,就是連作夢都想不到啊!

正確的安裝要求

如此巨大的機(jī)身、過高的重心和高速的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,都需要將設(shè)備與地面基礎(chǔ)進(jìn)行牢固的連接,否則就會出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動,發(fā)生位移,甚至傾覆!設(shè)備與地面基礎(chǔ)的連接,主要就是通過地腳螺栓進(jìn)行的,通過調(diào)整墊鐵將設(shè)備找正、找平,然后灌漿將設(shè)備固定在基礎(chǔ)上。這樣才能保證設(shè)備的安裝精度,保證設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

GB50231-1998《機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范》中規(guī)定,埋設(shè)預(yù)留孔中的地腳螺栓應(yīng)符合下列要求:地腳螺栓在預(yù)留孔中應(yīng)垂直,無傾斜;地腳螺栓任何一部分離孔壁的距離應(yīng)大于15mm;地腳螺栓底端不應(yīng)碰孔底;地腳螺栓上的油污和氧化皮等應(yīng)清除干凈,螺紋部分應(yīng)涂少量油脂;螺母與墊圈、墊圈與設(shè)備底座間的接觸均應(yīng)緊密;擰緊螺母后,螺栓應(yīng)露出螺母,其露出的長度宜為螺栓直徑的1/3～2/3;應(yīng)在預(yù)留孔中的混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%以上時擰緊地腳螺栓,各螺栓的擰緊力應(yīng)均勻。

可見,機(jī)械設(shè)備的地腳螺栓不僅要安裝,而且要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行安裝。傾倒的沖床因?yàn)闆]有通過地腳螺栓進(jìn)行緊固連接,發(fā)生事故也就是遲早的問題了。

編輯張 玲