【摘 要】 對一起起重機斷繩事故的案例分析，指出斷繩原因，總結了這起事故揭示的教訓，警示人們在起重機抬吊作業(yè)、日常的檢查維護保養(yǎng)、監(jiān)督檢驗及定期檢驗過程中應注意規(guī)范及完善，杜絕此類事故再次發(fā)生。

2014年5月28日16時，南通某重工有限公司的主結構車間，位于南跨上的東西兩臺通用橋式起重機，東臺為空操，西臺為地操，地操人員兼作指揮，抬吊29.3t的機器房底座，當起升離地0.3m時，西臺起重機主鉤鋼絲繩突然發(fā)生斷裂，導致機器房底座變形，重傷一人，直接經(jīng)濟損失達50多萬元。

1　現(xiàn)場吊重和吊點情況驗證

該機器房底座圖紙設計理論重量25.8t，事故后用50t雙鉤門式起重機稱重為29.3t，其中東臺起重機吊鉤承受13.2t，西臺承受16.1t，起吊時起升鋼絲繩均垂直，沒有斜吊現(xiàn)象。參與抬吊的兩臺起重機型號相同、額定起重量均為16t，事故時抬吊總重達到兩臺起重機總額定起重量的91.56%。偏重的一端為西臺起重機，斷繩時抬吊重量達到該機額定起重量的100.62%，鋼絲繩斷裂處距離卷筒卷繞點1.68m。

2　現(xiàn)場鋼絲繩情況驗證

察看鋼絲繩斷口呈松散拉伸狀。鋼絲繩外表褐色油脂較多，無法判定斷口是否有陳舊斷絲，但從松散斷口處能用手輕輕抽出50～350mm的斷絲數(shù)根。檢查鋼絲繩其他位置，在斷口前后1m多的范圍內(nèi)，1個捻距內(nèi)斷絲數(shù)最多處為2根，斷絲呈壓扁平頭狀，順壓在絲縫內(nèi)，斷絲數(shù)符合GB/T 5972-2009《起重機 鋼絲繩 保養(yǎng)、維護、安裝、檢驗和報廢》國家標準“鋼絲繩直徑6倍長度內(nèi)斷絲不得超過3根”的規(guī)定 [1]。

拆股檢查每根鋼絲斷口，有磨損的鋼絲數(shù)為26根，占繩股鋼絲總數(shù)22.8%，其表面鋼絲磨損最嚴重處為鋼絲公稱直徑的29.5%，鋼絲磨損量符合國家標準不超過鋼絲直徑的40%的規(guī)定，磨損嚴重的斷口呈長弧月牙形，磨損一般的斷口呈小杯狀。

測量鋼絲繩未磨損處直徑為18.0mm，右交捻，6股，每股有鋼絲19根，類別為光面，其中鋼絲直徑為1.0～1.1mm 的6根， 1.32～1.33mm的13根，纖維繩芯，公稱抗拉強度不詳。

在通過卷筒繞面接觸處2m以內(nèi)的鋼絲繩，磨損最嚴重處測量直徑為17.52mm，磨損及伸長變形減少量達鋼絲繩直徑的2.66%，呈弧形磨損，油脂清除后磨損表面光亮。

據(jù)了解該斷裂的鋼絲繩是出廠時由制造單位配置的，自2007年起重機投入使用以來未更換過。

3　現(xiàn)場卷筒、滑輪情況驗證

滑輪、平衡輪、卷筒底部直徑分別為445mm、264mm、461mm，繩槽磨損量分別占鋼絲繩直徑的27.8%、5.5%、11.1%。

4　斷繩原因分析

4.1　現(xiàn)場主鋼絲繩的結構

鋼絲合格證上標出的型號為6×19W-17.5+ IWRC-ZS-1770，直徑為1.0mm。6×19W鋼絲繩由高強度鋼絲和有機繩芯捻制而成，每股有13根粗絲、6根細絲組成。每19根鋼絲捻成一股，114根鋼絲捻成6股。鋼絲是最基本的強度單元。繩芯起支撐和固定繩股的作用，并可儲存潤滑油脂，增加鋼絲繩的撓性。

現(xiàn)場使用的鋼絲繩是一種交互捻繩，由鋼絲捻成股的捻制螺旋方向與由股捻成繩的捻制方向相反，外觀上鋼絲基本上沿著繩的軸向方向纏繞。這種鋼絲繩的股與繩的扭轉趨勢互相平衡，起吊重物時不易扭轉和松散，但存在股間鋼絲接觸不良、易磨損、壽命短、撓性較差等缺點。

4.2　鋼絲繩受力分析

由于鋼絲繩復雜的結構和工作狀態(tài)，應力狀態(tài)極其復雜。鋼絲繩的強度實際情況不明，故無法進行許用應力計算。

該起重機的鋼絲繩在3個吊鉤滑輪和卷筒上運動時，只受單向彎曲，與卷筒、滑輪接觸的鋼絲繩表面承受壓應力；而另一面則承受拉應力。鋼絲繩上的彎曲循環(huán)應力在拉與壓之間不斷變化。正反向的彎曲使鋼絲繩受到雙倍的交變彎曲應力作用。由于該起重機安裝在結構車間中，多年來一直用于地面上大型結構件吊裝，工作量不多，起吊所用的懸掛索具長度也基本沒有變化，因此經(jīng)過卷筒、滑輪處的鋼絲繩長度也只能局限在幾米之內(nèi)，局部的應力集中加速鋼絲繩的破壞。

經(jīng)現(xiàn)場測量，滑輪、平衡輪、卷筒與鋼絲繩直徑之比分別為27.2、16.7、27.8，雖均能滿足GB/T 3811-2008《起重機設計規(guī)范》規(guī)定 [2]的20、14、18的最小要求，但滑輪由于長時間的使用，其底部磨損較為嚴重，最大處經(jīng)測量達到22.5mm，超出GB/T 3811-2008規(guī)定的允許使用范圍 [2]，接觸面減小，應力更加集中，加速了鋼絲繩的破壞。

卷筒上繩槽是按鋼絲繩直徑17.5mm設計加工的，故直徑18.0mm的鋼絲繩在卷筒上卷繞時，除了受到正常狀態(tài)下的壓應力和彎曲應力外，還要承受繩槽小于繩徑情況下繩槽邊緣對鋼絲繩產(chǎn)生的剪切應力以及繩與繩之間的擠壓應力，此項應力長期存在，也加速了鋼絲繩的破壞。

5　事故警示教訓

5.1　存在超載現(xiàn)象

GB 6067.1-2010《起重機械安全規(guī)程 第一部分：總則》17.3.2.8聯(lián)合起升操作過程中的承載能力要求 [3]：如果當起重機械能確保起升鋼絲繩保持垂直狀態(tài)、能達到精確同步動作、監(jiān)控設備能有效監(jiān)控載荷的角度和每根起重繩穩(wěn)定地通過起升操作的垂直度和作用力、專人指揮等相關因素達到規(guī)定的合格要求并被指派人員所認可，那么，每臺起重機操作就可以達到其額定載荷。

當上述有關因素不能達到規(guī)定的合格要求時，指派人員應根據(jù)具體情況決定對起重機降低額定載荷使用，可降低到額定載荷的75%或更多。

本案例中，兩臺起重機抬吊時不具備對起吊載荷的有效監(jiān)控，所以每臺起重機的額定載荷應降低、只能按其額定載荷的75%計算，按此規(guī)定，斷繩事故時西臺起重機的起重量為16.1t，已超載34%。

抬吊聯(lián)合起升作業(yè)應專人指揮確保同步。本案例中，一地操人員兼作指揮，在實際工作中很難保持起吊作業(yè)完全同步，地操與空操難以同步，瞬間加載不均，造成嚴重超載。該起重機先天不足，無起重量限制器，沒有能有效地阻止斷繩事故的發(fā)生。

5.2　日常檢查方法有缺陷

平時起吊時起升高度變化不大，頻繁經(jīng)過卷筒、滑輪處的鋼絲繩長度只局限在幾米之內(nèi)，實際選用的鋼絲繩是最典型的不旋轉結構鋼絲繩，有其不可克服的缺點：股與股之間為點按觸，繩與滑輪、平衡輪、卷筒按觸應力大，外徑繩股接觸的表面易磨損、易斷絲。由于這些缺陷局限在與卷筒滑輪按觸的鋼絲繩內(nèi)表面的那一小段長度范圍內(nèi)，日常檢查時難以發(fā)現(xiàn)卷筒滑輪內(nèi)側的斷絲。加上鋼絲繩外表油污多，掩蓋了磨損和斷絲缺陷，常規(guī)檢驗方式方法不易發(fā)現(xiàn)，應當借助電磁技術無損檢測等科技手段如鋼絲繩探傷儀予以輔助，用以確定鋼絲繩損壞的區(qū)域和程度。鋼絲繩斷裂通常是由多種綜合因素造成的，應根據(jù)其累積效應判斷原因，并作出報廢或繼續(xù)使用的決定，當鋼絲繩在任何部位損壞的累積效應值達到100%時就應報廢。

針對使用年限較長的鋼絲繩，更要明確日常檢查的重點部位和頻度。

5.3　檢驗工作存在缺陷

實際選用的主鋼絲繩規(guī)格、型號與圖紙要求不一致，與提供的鋼絲繩合格質(zhì)量證明也不符，其鋼絲的化學成分、金相組織不明，其強度和韌性不詳。整根鋼絲繩的抗拉強度能否符合1770級要求,值得懷疑。因此可以認定主鋼絲繩選用有缺陷、鋼絲繩合格證不真實。上述缺陷的存在，表明在制造監(jiān)督檢驗、安裝監(jiān)督檢驗、定期檢驗工作中有不到位之處, TSGQ 7016-2008《起重機械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗規(guī)則》規(guī)定 [4]對零部件檢驗采取核查主要零部件合格證、銘牌,必要時核對實物檢查的提法不嚴謹。此案例最應該吸取的教訓之一就是：在檢驗工作中對待有幾何尺寸要求的，不能局限于查閱如合格證、檢測報告書等書證，更要到實物上檢查和測量，真正做到圖紙、書證、實物一致。檢驗規(guī)則中針對有幾何尺寸要求的，應當明確必須以實物檢查方式進行驗證，而不是“必要時”核對實物檢查。

5.4　保養(yǎng)工作不規(guī)范

該公司落實操作起重機的司機進行每月的起重機潤滑保養(yǎng)，沒有明確要求其對鋼絲繩使用情況進行檢查。司機保養(yǎng)知識不足，每月做鋼絲繩保養(yǎng)時，僅將鋼絲繩再涂上一層潤滑油。鋼絲繩上較厚的油脂，致使維保人員在進行設備檢查時很難發(fā)現(xiàn)斷絲情況?；覊m以及不正確的潤滑促使磨損加劇，陳油未清理，在鋼絲繩表面形成積垢，新涂的油脂不能潤滑至鋼絲繩內(nèi)部，會造成繩內(nèi)缺油，長期且頻繁使用，將導致繩內(nèi)鋼絲疲勞損傷，大大降低承載能力，這種狀態(tài)會導致鋼絲繩在動載作用下突然斷裂。日常工作中應嚴格按照GB/T 5972-2009《起重機 鋼絲繩 保養(yǎng)、維護、安裝、檢驗和報廢》要求來做好保養(yǎng)工作。