电动葫芦是目前应用最广泛的起重机械,而楔块固定是电动葫芦最常用的钢丝绳端固定方式之一。电动葫芦的型式、基本参数、技术条件、试验方法等有行业标准加以规范,但在电动葫芦钢丝绳端楔块固定方面却无明确标准要求,因而未引起起重机械制造、安装、检验、使用单位的重视。钢丝绳端楔块的安装固定不到位和材料缺陷是引发吊物坠落事故的重要原因之一。
起重机械的安装(包括新装、移装)、改造、重大修理监督检验是指起重机械施工过程中,在施工单位自检合格的基础上,由国家质量监督检验检疫总局核准的检验机构对施工过程进行的强制性、验证性检验,施工监检包括对施工过程中涉及安全性能的项目进行监检和对施工单位质量保证体系运转情况的抽查。本文以某电动葫芦桥式起重机安装监督检验过程中发现的电动葫芦钢丝绳端固定楔块破裂造成试验载荷坠落的缺陷为例,分析其产生原因,同时提出了改进方法及今后监检的对策。
2监检基本情况:
笔者对一台电动葫芦桥式起重机(额定载荷:5t跨度:14.1m;起升速度:8m/min;大车运行速度:20m/min;小车运行速度:20m/min;工作级别:A3;操纵方式:地面随行操纵)实施安装监督检验,当起吊额定载荷做下降制动试验时,在制动载荷的作用下,绳端固定楔块突然破裂(如图1所示)从楔套挤出,造成固定端绳头脱落(如图2所示),导致吊钩组和试验载荷坠落。
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3原因分析:
3.1楔块选型不当
3.1.1楔块固定的标准(规范)要求
(1)TSGQ7015-2016《起重机械定期检验规则》:
C4.3.2钢丝绳固定中要求“用楔块固定时,楔套无裂纹,楔块无松动”。
(2)GB6067.1-2010《起重机械安全规程第1部分:总则》:
4.2.1.5钢丝绳端部的固定和连接应符合如下要求:“用楔块、楔套连接时,楔套应用钢材制造。连接强度不应小于钢丝绳最小破断拉力的75%”。
(3)GB/T5973-2006《钢丝绳用楔形接头》:
3.1楔形接头、3.2楔套规定了钢丝绳用楔形接头的型式和尺寸,如规格为14的楔块,适用钢丝绳公称直径d>12mm~14mm;
4技术要求:“楔的材料采用不低于GBT9439-1988中规定的HT200灰铸铁件;楔套和楔表面应光滑平整,尖棱和冒口应除去,并不应有降低强度和明显有损外观的缺陷(如气孔、裂纹、疏松、夹沙、铸疤等);楔形接头使用时应合理安装”。
上述规程、标准中除GB/T5973-2006对楔块固定有具体的型式、尺寸及技术要求外,其他的都是满足功能需要的规定。但目前电动葫芦所用的楔块、楔套与GB/T5973-2006中所规定的型式和尺寸大不相同,如:电动葫芦楔块因安装在葫芦外壳的需要,其腹部有与外壳相配合的弧度,而GB/T5973-2006中的楔块则无此弧度。电动葫芦所使用的楔块和楔套无统一的国家或行业标准,依据的是各电动葫芦制造厂家的设计图纸。因此,部分起重机安装单位不重视楔块选用,如选用不带绳槽的楔块、选用符合GB/T5973-2006规定的通用楔块(腹部无弧度)等。
3.1.2本案例中楔块的选用
GB/T5973-2006中的楔块只承受压应力,材料采用不低于GB/T9439-1988中规定的HT200灰铸铁件即可。本案例中起重机施工单位选用的是符合GB/T5973-2006的通用楔块(如图1所示),腹部无弧度,所以该楔块在吊重后受到弯矩的作用。该楔块的抗拉强度、塑性及弹性模量都远低于碳素钢,在吊重后产生的冲击弯矩的反复作用下,易发生破裂而使钢丝绳脱落。
3.2楔块材料缺陷
该楔块采用HT200灰铸铁铸造。检验现场发现楔块已破裂成两半,楔块内有直径约6mm、长度约70mm柱形孔洞,是一种典型的铸造缺陷,其形成的主要原因是在铸造过程中气体未在金属液结壳之前及时逸出,在铸件内生成的孔洞类缺陷。这些孔洞将会减小铸件的有效承载面积,且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。现场额载下降制动试验时,制动载荷直接导致楔块破裂从楔套挤出,造成钢丝绳一端绳头脱落。
4优化建议:
(1)楔块的制造单位在楔块铸造时应采取有效的方法制定相应的工艺流程防止气孔和其他缺陷的产生,并在产品出厂进行仔细检查;电动葫芦制造单位应选用符合设计要求的楔块,包括型式、尺寸、技术要求、楔块与葫芦外壳的配合尺寸。
(2)起重机施工单位在施工过程中应严格按照电动葫芦制造单位的设计要求选用配套的楔块,重视对钢丝绳端固定的检查,并对安装过程的每个阶段进行自检,如实进行载荷试验。