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建筑施工起重机械的安全技术性能评估

  
评论: 更新日期:2011年08月30日

 建筑施工起重机械(塔式起重机、施工升降机等)是以间歇、短时、重复的工作方式,通过吊钩、吊笼等取物装置,对重物进行起升、下降或水平移动的机械设备。
  建筑施工起重机械工作中,其金属结构和各工作机构的主要受力部件受到频繁的拉伸、压缩、弯曲、扭曲、剪切、摩擦等力的作用,这种交变载荷也可称为疲劳载荷,其应力循环次数较大,各主要受力部件容易产生疲劳损伤,这是一种疲劳失效现象。发生疲劳失效时一般没有明显的塑性变形,它总是发生在局部高应变区内。当这种局部高应变区中的峰值应力超过材料的屈服强度时,晶粒之间发生了滑移和位错,逐渐产生了微裂纹。这种微裂纹不断扩展,形成了宏观的疲劳裂纹。
  金属结构的各弦杆、拉杆、撑杆等部件由于运输、拆装、存放等不当,也容易产生塑性变形;其旋转部分和运动装置,由于磨损会导致有效受力截面的减小;此外,建筑施工起重机械都在露天工作,经常承受风吹、日晒和雨淋,其金属结构部分随着使用年限的增加,如果保养不当,其腐蚀程度也会与日俱增。金属结构和各工作机构的疲劳程度、变形、磨损程度和腐蚀程度,均严重影响其安全技术性能。其影响程度与该建筑起重机械使用时的利用等级、载荷状态、使用环境、存放环境和使用年限有关。
  国家标准GB/T 13752-92 《塔式起重机设计规范》 4.1.1.1条规定:“塔式起重机设计寿命应根据其用途、技术、经济及淘汰更新等因素而定,一般可按15-30年计算。
  国家标准GB5144-94《塔式起重机安全规程》4.6条规定:
  1、起重机主要结构件由于腐蚀而使结构的计算应力提高,当超过原计算应力的15%,则应予报废。对无计算条件的当腐蚀深度达原厚度的10%时,则应予报废。
  2、起重机主要受力构件如塔身、臂架等,在失稳或损坏后经更换或修复,结构的应力不得低于原计算应力,否则应予以报废。
  3、起重机的结构件及其焊缝在出现裂纹时,应分析其原因。根据受力情况和裂纹情况采取加强或重新施焊等措施,阻止裂纹发展,对不符合要求的应予报废。
  根据笔者的经验,使用较频繁的、工作较繁重的建筑起重机械的金属结构、各工作机构的主要受力部件,如吊臂上、下弦杆与斜拉杆的焊缝和热影响区,吊臂销接座及销接头与上、下弦杆的对接焊缝,吊臂、平衡臂拉杆焊缝;标准节和顶升套架的焊缝和热影响区等部位,短则3、5年,长则10年在无损检测中都发现过有不同程度的疲劳裂纹存在,这种疲劳裂纹比较细小,大多出现在工件表面,仅凭肉眼较难发现。在裂纹形成的初期,对于设备的正常使用无任何影响,不会出现异常状况,导致结构破断,但是对于使用年限较长的起重机,主要受力构件的焊缝及其热影响区长期受到交变应力的作用。疲劳裂纹会大量增加并不断扩展,当结构疲劳损伤积累到一定程度后,遇到超载、超力矩,大风等偶发事件,细小的疲劳裂纹就可能迅速扩展,造成主要受力构件的焊缝或热影响区撕裂,导致受力截面减小,当缺陷处承受的最大应力超过其屈服强度时,就会引发突然断裂的事故。
  建筑起重机械的安全技术性能评估,就是针对使用年限较长的建筑起重机械的金属结构、各工作机构、重要零部件、电气元器件、安全保护装置等,根据国家或行业相关标准进行检验、检测与评定。发现问题,及时处理,避免发生重大恶性事故并延长建筑起重机械的使用寿命。其具体做法如下:
  一、金属结构几何尺寸的检测与评定
  1、塔式起重机的标准节、基础节、吊臂、平衡臂,顶升套架、塔顶,回转塔身,施工升降机的标准节、基础节、吊笼承载梁、导轨架等的几何形状尺寸及变形测量。
  2、根据相关标准和设计图纸的要求对几何形状尺寸进行评定,以确定是不是要进行几何变形处理或报废。

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