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        塔式起重機(jī)傾翻墜落事故原因分析

        2022-07-11 10:04:26鄒石橋
        石油和化工設(shè)備 2022年6期
        關(guān)鍵詞:機(jī)系統(tǒng)塔式起重吊鉤

        鄒石橋

        (湖南省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院,湖南 長(zhǎng)沙 410117)

        引言

        塔式起重機(jī)是動(dòng)臂裝在高聳塔身上部的旋轉(zhuǎn)起重機(jī)。工作范圍大,主要用于多層和高層建筑施工中材料的垂直運(yùn)輸和構(gòu)件安裝。由金屬結(jié)構(gòu),工作機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成。近年來(lái),隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展和高層建筑物的增加,塔式起重機(jī)的使用越來(lái)越普遍。

        本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查、化學(xué)成分分析、金相組織分析和力學(xué)分析性對(duì)塔式起重機(jī)傾翻墜落事故原因進(jìn)行分析。

        1 塔式起重機(jī)系統(tǒng)基本情況

        塔式起重機(jī)系統(tǒng)由金屬結(jié)構(gòu),工作機(jī)構(gòu)和電氣系統(tǒng)三部分組成及其附件等三部分組成。

        1.1 塔式起重機(jī)技術(shù)參數(shù)

        圖1 塔式起重機(jī)系統(tǒng)示意圖

        表1 主要技術(shù)參數(shù)(QTZ63B)

        1.2 起重特性表及起重特性曲線

        R 2.5~14.5 15 17 20 23 26.3 27 29 32 35 38 41 44 50 α=2 3.00 2.92 2.69 2.38 2.13 1.92 1.74 1.58 1.33 α=4 6.00 5.79 5.01 4.15 3.52 3.02 2.89 2.66 2.35 2.10 1.89 1.71 1.55 1.30

        2 技術(shù)鑒定

        2.1 現(xiàn)場(chǎng)勘察

        測(cè)得變幅小車(chē)事故后處在離臂前端25.26米處,吊鉤與空罐墜落時(shí)砸在備用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)上然后落到地面,被砸中的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)距離塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心為7.7米(圖2、圖3)。

        圖2 吊鉤墜落位置

        圖3 小車(chē)位置

        由于當(dāng)日天氣條件惡劣,北風(fēng)六級(jí),塔機(jī)順時(shí)鐘回轉(zhuǎn)(逆北風(fēng)回轉(zhuǎn)),司機(jī)一般卸完料就起升加順時(shí)鐘回轉(zhuǎn),由于起升定滑輪輪緣缺損,造成起升鋼絲繩在起升時(shí)脫槽,起升鋼絲繩隨即被卡死,吊鉤并不會(huì)再上升;起升鋼絲繩勢(shì)必對(duì)小車(chē)起到向內(nèi)牽引作用,但變幅鋼絲繩會(huì)立即限制小車(chē)不朝起升牽引方向運(yùn)動(dòng),兩個(gè)拉力形成對(duì)峙,小車(chē)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)座與起重臂固定螺栓在此種受力狀況下突然出現(xiàn)破壞,導(dǎo)致小車(chē)卷筒和電機(jī)位移,產(chǎn)生沖擊力,使得起升鋼絲繩被切斷。由于沖擊力的慣性作用,使得小車(chē)的變幅方向朝內(nèi)(朝塔機(jī)回轉(zhuǎn)中心),吊鉤與空罐墜落慣性方向也是朝內(nèi),這就是吊鉤與空罐落在幅度為7.7米的地方,落點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于26.54米的原因。

        2.2 化學(xué)成分分析

        對(duì)斷裂的三個(gè)螺栓(編號(hào):1#、2#、3#)進(jìn)行化學(xué)成分分析,結(jié)果見(jiàn)表2。分析結(jié)果表明,所使用的材料40Cr的化學(xué)成分符合 GB3077-1999《合金結(jié)構(gòu)鋼》的規(guī)定。

        表2 化學(xué)成分分析結(jié)果

        2.3 金相顯微組織分析

        對(duì)斷裂螺栓取樣進(jìn)行金相分析,其組織為回火索氏體和少量鐵素體,未見(jiàn)材質(zhì)劣化現(xiàn)象。

        圖4 金相組織 400X

        2.4 力學(xué)分析

        螺栓材質(zhì):40Cr,力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)度δb=600MPα、沖擊值αkV=60J/cm2,截面積:S=πR2=π×10.92=373 mm2,空載時(shí):幅度R=15.7m,單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)質(zhì)量W=755KG=7550N(頂升加節(jié)配平要求),復(fù)原力矩M=RW=15.7×755=118530N·m(作用點(diǎn)在頂升油缸中心處)。

        傾覆力矩:事故時(shí)小車(chē)所在幅度×吊鉤與空罐重量

        M1=(0.8+26.54)×(172+200)=101700.48N·m(作用在頂升油缸中心處,172 kg為吊鉤重量、200 kg為空罐重量)。

        M>M1因此回轉(zhuǎn)塔身與回轉(zhuǎn)上支座連接螺栓前方是受拉力

        P= [δb]×S =600×373=223800N,δb=P/S=223800/(373×4)=150MPα

        [δb]>δb靜態(tài)抗拉強(qiáng)度合格

        A=[αkV]×S=60×3.73=220.38J/cm2

        αkV=(3720÷4)/3.73=240.93J/cm2

        αkV>[αkV],結(jié)構(gòu)受到過(guò)大沖擊,出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞。

        3 結(jié)論

        通過(guò)調(diào)查和技術(shù)鑒定,就塔式起重機(jī)傾翻墜落事故的原因,得出如下結(jié)論:

        (1)直接原因

        缺乏認(rèn)真仔細(xì)的檢查和平時(shí)定期維護(hù)保養(yǎng),使得設(shè)備帶故障運(yùn)行,這是上部結(jié)構(gòu)傾覆墜落的主要原因;

        (2)間接原因

        惡劣的天氣環(huán)境是事故發(fā)生的次要原因。

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