張衛(wèi)華，田孟建，唐 駿

（1.渤海裝備巨龍鋼管公司，河北青縣062658；2.渤海裝備第一機(jī)械廠，河北青縣062658）

在鋼管制造企業(yè)，理化實(shí)驗(yàn)室因特殊的職能和特性，其安全工作處于特別重要的地位。實(shí)驗(yàn)室的安全既貫穿于試驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，涉及人員、樣品、建筑、設(shè)備及環(huán)境等多個(gè)方面，并可能對公共安全產(chǎn)生影響。巨龍鋼管公司鋼管和鋼板的理化性能實(shí)驗(yàn)室雖然面積不大，但同樣存在觸電傷害、機(jī)械傷害、物體打擊、高處墜落、火災(zāi)爆炸、中毒腐蝕等不安全因素。在日常的理化檢驗(yàn)過程中，檢驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)存在設(shè)計(jì)上的缺陷，這些缺陷給安全生產(chǎn)帶來了較大的威脅。筆者從硬件上探討了JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)的安全性缺陷及改進(jìn)措施，旨在提升落錘試驗(yàn)的本質(zhì)安全水平，保障操作人員的安全。

1 落錘試驗(yàn)機(jī)的工作原理

落錘試驗(yàn)機(jī)由框架部分、送料部分、提升系統(tǒng)、工作系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)組成。JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。該機(jī)可以通過調(diào)整配重鉈數(shù)量和沖擊高度來控制沖擊能量。操作人員將試樣放置在砧座上，將錘體升至一定高度，使其以自由落體的方式下落，砸斷試樣。取出試樣后，計(jì)算試樣斷口的剪切面積，即在有效評定區(qū)域內(nèi)扣除脆性區(qū)后剩余區(qū)域所占評定區(qū)域的比例。斷口剪切面積是評判鋼板或鋼管力學(xué)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。具體的試驗(yàn)操作過程如圖2所示。

圖1 JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)圖

圖2 落錘試驗(yàn)操作流程

2 JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)存在的安全隱患

JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)的關(guān)鍵部件是提升系統(tǒng)和工作部分。提升系統(tǒng)由電機(jī)、雙級渦輪渦桿減速機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、鋼絲繩、起吊框架及吊鉤等組成；工作部分由錘體、錘頭、配重鉈、砧座、對中裝置組成。該落錘試驗(yàn)機(jī)的錘體最大質(zhì)量為1 100 kg，最大沖擊高度是2 800 mm；工作方式為自由落體，沖擊速度快，沖擊能量大。如果操作不當(dāng)，不僅會(huì)損壞設(shè)備，還可能造成人員觸電、機(jī)械傷害、物體打擊等安全事故。雖然JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)本身設(shè)計(jì)了安全保護(hù)系統(tǒng)，但因?yàn)樵摍C(jī)制造年代較早，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相對欠缺，因而在安全防護(hù)方面存在不足之處，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 電源線漏電或短路

由于JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)錘體部分質(zhì)量大，在工作過程中突然釋放整個(gè)錘體，錘體瞬間下落，連接電源線也隨著錘體急速下落，該設(shè)備原有電源線為明線，電源線連接到5 m多高的錘體上。錘體在反復(fù)提升和下落過程中電源線與設(shè)備框架發(fā)生接觸摩擦，造成電源線絕緣層破損，導(dǎo)致電線漏電或短路。

2.2 未設(shè)置極限限位安全裝置

JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)未設(shè)置極限限位安全裝置，無級變速的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩提升錘頭，提升高度由操作人員根據(jù)樣品的韌性來估算，設(shè)備未安裝高度行程限位安全保護(hù)裝置。若對設(shè)備安全操作規(guī)程不熟悉或受外來因素干擾，在錘體上升到應(yīng)有高度后沒有及時(shí)停止，不斷上升的錘體到了最高位置后就會(huì)發(fā)生鋼絲繩被電機(jī)絞斷的險(xiǎn)情。而且該設(shè)備機(jī)體高大，維修很困難，一但發(fā)生這種故障會(huì)造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞。

2.3 人工放置試樣風(fēng)險(xiǎn)巨大

JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)改進(jìn)前，試樣放置由人工完成。如果發(fā)生設(shè)備故障或操作失誤，導(dǎo)致錘體墜落、鋼絲繩崩斷、試樣砸飛等突發(fā)性意外事件，而此處空間狹小，障礙較多，殊難躲避，這就會(huì)給操作人員帶來巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 安全防護(hù)罩達(dá)不到安全要求

JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)的安全防護(hù)罩的高度只有840 mm，一旦鋼絲繩被電機(jī)絞斷從高處向下甩出或者試樣被砸斷后反彈飛出，如果操作人此時(shí)站在操作臺(tái)處或防護(hù)罩附近就可能被斷裂的鋼絲繩抽擊或被飛出的試樣砸傷。

3 落錘試驗(yàn)機(jī)的安全可靠性改進(jìn)

3.1 增加安全限位裝置

在落錘試驗(yàn)機(jī)立柱上增設(shè)機(jī)械限位開關(guān)，具體位置如圖3所示。安裝機(jī)械限位開關(guān)后，無論是設(shè)備提升系統(tǒng)故障還是人為誤操作，當(dāng)錘體升到預(yù)設(shè)位置時(shí)就會(huì)自動(dòng)斷電停止，這樣就形成了安全保護(hù)功能，避免了因誤操作或設(shè)備故障而發(fā)生安全事故。

圖3 落錘試驗(yàn)機(jī)立柱增設(shè)的機(jī)械限位開關(guān)實(shí)物照片

另外，與落錘試驗(yàn)機(jī)生產(chǎn)廠家協(xié)商對操作臺(tái)進(jìn)行了改進(jìn)，增加了預(yù)制高度。改進(jìn)后的落錘試驗(yàn)機(jī)操作臺(tái)顯示屏如圖4所示。且同一材質(zhì)、同一厚度的試樣，錘頭高度只需要一次設(shè)定，提高了試驗(yàn)效率。

圖4 改進(jìn)后的落錘試驗(yàn)機(jī)操作臺(tái)

3.2 線路改進(jìn)

將原落錘試驗(yàn)機(jī)的電源明線改為用碳刷傳導(dǎo)電流，即通過碳刷在滑線盒內(nèi)的上下滑動(dòng)接通電源，改進(jìn)后的實(shí)物照片如圖5所示。原落錘試驗(yàn)機(jī)的線路改進(jìn)后，有效避免了電線的頻繁損壞，消除了事故隱患。

3.3 増加自動(dòng)送樣小車

落錘試驗(yàn)機(jī)改進(jìn)前，試樣放置由人工完成，安全風(fēng)險(xiǎn)較大。改進(jìn)后增加了自動(dòng)送樣小車，如圖6所示。試樣通過小車送進(jìn)、取出。這樣，操作人員送樣、取樣可以完全在落錘試驗(yàn)機(jī)的防護(hù)欄之外完成，使操作人員的安全更有保障。

圖5 落錘試驗(yàn)機(jī)線路改進(jìn)后的實(shí)物照片

圖6 自動(dòng)送樣小車實(shí)物照片

3.4 增加安全防護(hù)欄

原有護(hù)欄高度偏低，試樣容易崩出來打傷外圍人員，因此，在原有安全網(wǎng)外圍又增加一道高度為2 000 mm的安全防護(hù)板。新增防護(hù)板如圖7所示，新增防護(hù)板有效防止了試樣反彈飛出的事故隱患。

圖7 新增防護(hù)板實(shí)物照片

4 結(jié)語

對JL-30000落錘試驗(yàn)機(jī)實(shí)施上述改進(jìn)方案后，提高了該落錘試驗(yàn)機(jī)的安全可靠性，確保即使在設(shè)備故障或誤操作的情況下也不會(huì)發(fā)生安全事故。實(shí)際使用結(jié)果表明，對該落錘試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行的安全可靠性改進(jìn)是成功的，取得了較好效果。

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