齊凱

（中交四航局第二工程有限公司，廣東 廣州 510300）

1 1200

噸提梁機主鉤銷軸斷裂事故經(jīng)過1.1 1200噸提梁機出運2000噸箱梁概況

某海灣大橋第12合同段主要負責60m箱梁整孔預制和安裝376片，每片箱梁重約2000噸。箱梁出運由兩臺1200噸提梁機雙機聯(lián)動，將箱梁從存梁臺座運至駁船，拖輪將駁船拖至安裝地點后，再由2600噸起重船"奮進號"進行安裝。

1.2 銷軸斷裂事故的經(jīng)過

1200噸提梁機由中交四航局與鄭州華中建機有限公司共同研制，單臺額定起重量為1200噸，為目前國內(nèi)起重能力最大的門式起重機。2008年7月底正式投入使用，并經(jīng)過國家相關(guān)檢測部門檢測，取得了合格證。2009年6月16日，某海灣大橋第12合同段項目部的2臺1200噸提梁機正在進行箱梁起升操作時，主鉤的φ240銷軸發(fā)生整體斷裂，由于箱梁未完全起吊，起吊重量僅為單鉤380噸，故未發(fā)生設(shè)備傾覆、人員傷亡等情況。從設(shè)備正式投入使用到發(fā)生機損事故止，共出運箱梁165件，未發(fā)生任何事故。

1.3 事故原因分析

為進一步確認事故原因，委托青島持恒工程技術(shù)有限公司對2臺設(shè)備的吊具的全部銷軸進行超聲波探傷檢測，其中φ130銷軸檢測結(jié)果均為合格，但主鉤8根φ240銷軸（包括已斷裂銷軸）檢測評定級別為C級，全部為不合格。銷軸內(nèi)部有超標缺陷，對現(xiàn)場的斷裂式樣經(jīng)過低倍組織及缺陷酸蝕檢驗分析，發(fā)現(xiàn)切片上（銷軸內(nèi)部）有不同程度的嚴重酥松、夾渣物和裂紋缺陷，此類缺陷的存在導致銷軸的強度和韌性指標大大降低，是造成本次事故的直接原因。

1.4 事故解決處理

為滿足生產(chǎn)需要，生產(chǎn)廠家將2臺1200噸提梁機大鉤φ240銷軸共計8根全部更換，更換的銷軸材質(zhì)為40Cr，并對全套吊具進行重新的審核計算，提供有效的改進措施及設(shè)計方案。青島持恒工程技術(shù)有限公司到現(xiàn)場對8條新銷軸進行超聲波檢測，檢測結(jié)果為合格。銷軸安裝完成后，為確定新銷軸是否能夠滿足工作強度要求，華中廠家技術(shù)人員對全部8根新銷軸進行650t加壓試驗。加壓試驗后，8根銷軸均發(fā)生變形，且進行超聲波檢測后發(fā)現(xiàn)，在銷軸的距端部180-240mm范圍的斷面內(nèi)，銷軸整個圓周范圍內(nèi)都有明顯的缺陷，無法滿足要求。

發(fā)生了第一次銷軸更換不滿足要求的事件后，經(jīng)過專家討論，進行了方案加強修改：

原來銷軸材質(zhì)為40Cr。該材料存在質(zhì)量問題，且銷軸的強度等級不夠，加上內(nèi)部缺陷以及熱處理及加工不滿足要求，導致性能存在很大缺陷，完全滿足不了要求。經(jīng)過反復論證，決定將銷軸的材料調(diào)整為40CrNiMoA，作為改進銷軸的材質(zhì)，鋼材原材料來自山東齊魯特鋼。要求原材料必須進行鍛造加工，在進行熱處理（調(diào)質(zhì)）后，達到國家規(guī)定的技術(shù)指標；對銷軸表面進行磨削加工，確保銷軸的表面粗糙度達到要求；

經(jīng)分析，認為原 φ240mm（40Cr）銷軸受力不滿足使用載荷。針對吊具的實際情況，將銷軸直徑加到φ280mm左右，提高銷軸的承載能力，并由華中建機進行重新的設(shè)計、并提供完整的設(shè)計及計算書。

2 類似其它設(shè)備關(guān)鍵部件損傷引發(fā)事故的共性思考

除本次銷軸斷裂事故外，僅廣東省近年來就發(fā)生的多起重大安全事故，筆者認為，此類事故的根本原因在于設(shè)備關(guān)鍵部位未能及時、定期檢測，關(guān)鍵部件由于長期高負荷運行，產(chǎn)生不同程度的金屬疲勞與損傷，最終導致事故的發(fā)生。

隨著大型、超大型起重設(shè)備不斷的投入應用，除日常的保養(yǎng)外，設(shè)備關(guān)鍵部件的定期檢測成為設(shè)備管理的重點工作。以施工生產(chǎn)為例，大型起重設(shè)備長期、穩(wěn)定運行成為施工生產(chǎn)的重中之重，大型起重設(shè)備一旦發(fā)生故障，維修難度高、時間長，對工期和安全都有很大的影響，一旦發(fā)生人員傷亡，對企業(yè)的損失更是巨大。

3 大型起重設(shè)備關(guān)鍵部位的檢測及事故預防措施

本次事故發(fā)人深思，銷軸內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，在日常檢修與保養(yǎng)中難以發(fā)現(xiàn)，在日常操作中帶"病"工作，使用的最終結(jié)果就是嚴重事故。類似的危險源很多，唯一的解決辦法就是加強關(guān)鍵部件的定期檢查，及早發(fā)現(xiàn)危險，并進行維修。針對設(shè)備關(guān)鍵部位預防事故主要有以下幾個方面：

3.1 關(guān)鍵部位的設(shè)計應經(jīng)過反復驗算并合理選擇材質(zhì)

針對本次事故，銷軸采用的材質(zhì)是發(fā)生事故的一個因素，1200噸提梁機雖然不是24小時運行的設(shè)備，但是每天的工作量不少，2000噸箱梁的場內(nèi)轉(zhuǎn)運及出運都依賴提梁機的操作，每天工作8-12小時，銷軸等關(guān)鍵部件對材質(zhì)抗疲勞、強度、韌性要求高。因此，關(guān)鍵部件選取合適的材質(zhì)，并反復進行計算和驗算，是設(shè)備設(shè)計過程的一個非常關(guān)鍵的步驟。

3.2 設(shè)備運行過程中對關(guān)鍵部件進行定期檢測

定期檢測是設(shè)備管理中非常重要的一環(huán)，在一般企業(yè)中，設(shè)備檢測一般只是靠目測、耳聞、鼻嗅、使用簡單的測量工具等方法。但是，隨著設(shè)備不斷變大，大部分關(guān)鍵部件難以通過直接觀察進行檢測，例如承力件中最常見也是最危險的缺陷－疲勞裂紋等。此時，對不可見部位進行無損檢測是一個設(shè)備關(guān)鍵部件探傷的有效手段。無損檢測是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下，對被檢驗不見的表面和內(nèi)部質(zhì)量進行檢查的一種檢測手段。大部分危險源若是正確地采用滲透檢測(對被檢件表面粗糙度有一定要求)、磁粉檢測(必須是鐵磁材料)、渦流檢測(必須是導電材料)、超聲波檢測以及射線照相檢測(基本上不受材料種類影響)這些常規(guī)的無損檢測方法就能有效地檢測出來。

無損檢測技術(shù)主要是根據(jù)物質(zhì)的各種物理特性變化，在不損傷被檢物使用性能與形狀的條件下可以實現(xiàn)百分之百檢查，從而判斷被檢物的質(zhì)量狀況。為了保障在役設(shè)備的安全運行，無損檢測技術(shù)可以充分發(fā)揮其非破壞性及可靠性并且在許多情況下更可以實施原位檢測(即不需拆卸解體)的特長。就目前已經(jīng)應用的無損檢測技術(shù)方法而言就已達到數(shù)十種，主要有超聲波檢測、磁粉檢測、渦流檢測、射線照相檢測和滲透檢測(稱為五大常規(guī)方法)。當然，各種無損檢測方法也各有其不同特點，有各自的檢測工藝要求、適用對象與檢測范圍。

無損檢測現(xiàn)正不斷在各個應用領(lǐng)域進行推廣，如結(jié)構(gòu)件探傷、鋼絲繩斷絲檢測、內(nèi)孔表面缺陷檢測等，各種成熟的無損檢測產(chǎn)品也逐步上市。因此，對重要設(shè)備的關(guān)鍵部件定期檢測逐步得到重視，以確保設(shè)備運行的安全。

3.3 建立大型起重設(shè)備定期檢測制度

大型起重設(shè)備管理制度及保養(yǎng)、檢修制度很多，設(shè)備類型很多，難以一一舉例。在此，就以制訂1200噸提梁機的定期檢測制度作為范例，對設(shè)備運行管理提出具體要求，要求如下：

2臺1200噸提梁機派遣技術(shù)過硬的操作人員進行專門的操作和日常維護。務(wù)必堅持日檢、例行保養(yǎng)等，確保設(shè)備正常，杜絕違章作業(yè)。派遣固定的專業(yè)指揮人員負責對箱梁的橫移、縱移全過程進行指揮，并嚴格按照設(shè)備的安全操作規(guī)程的要求進行。杜絕違章指揮、違章作業(yè)。

2臺1200噸提梁機在有空閑時間情況下，對吊具進行詳細的檢測工作。進一步確認吊具是否合格，是否還存在隱患。

設(shè)備調(diào)試和試運行階段，須進行全面檢測，包括試吊、靜載測試、關(guān)鍵部位超聲波測試等，這是驗證設(shè)計合理性和適用性的重要手段，并作為試運行階段結(jié)構(gòu)受力及穩(wěn)定性進一步分析的重要依據(jù)。

建立長期的定期檢驗工作。在每縱移出運50-60片箱梁后，請有關(guān)單位對設(shè)備，特別是受力的關(guān)鍵部件（銷軸）、主鉤鋼絲繩等，進行檢測工作。確保各關(guān)鍵部件長期處于可靠狀態(tài)。

4 結(jié)語

綜上所述，加強大型設(shè)備質(zhì)量驗收檢驗工作，是有效控制事故預防的重要舉措，同時，大型設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)的制造質(zhì)量必須嚴格把關(guān)，對進口設(shè)備也應認真檢驗。對設(shè)備重要部位，應結(jié)合設(shè)備特點定期檢驗；進行必要的無損探傷檢測。在設(shè)備運行前，必須制定安全操作和維護保養(yǎng)規(guī)程，并嚴格執(zhí)行。

[1]吳彥，沈功田，葛森.起重機械無損檢測技術(shù)[J].無損檢測，2006-07-10.