懸臂門(mén)吊鋼絲繩失效分析防范措施

1、懸臂門(mén)吊鋼絲繩失效分析防范措施 摘要哈大客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)軌道板鋪設(shè)工程現(xiàn)場(chǎng)使用的懸臂門(mén)吊處于作業(yè)頻繁、工作強(qiáng)度高、日曬雨淋環(huán)境惡劣,且施工作業(yè)屬于高空作業(yè),最高離地面達(dá)到35米,安全風(fēng)險(xiǎn)很大,對(duì)門(mén)吊鋼絲繩可能發(fā)生的損壞失效準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行分析并采取相應(yīng)措施,對(duì)預(yù)防起重作業(yè)過(guò)程中重大事故的發(fā)生,確保安全生產(chǎn),能起到一定的指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞 懸臂門(mén)吊鋼絲繩失效分析對(duì)策 一、使用工況簡(jiǎn)介 哈大軌道板廠(chǎng)承建哈大客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)tj-3標(biāo)擔(dān)當(dāng)了27.11km的軌道板鋪設(shè)任務(wù),每塊軌道板最大重量約6t,項(xiàng)目在施工現(xiàn)場(chǎng)配置2臺(tái)自行式懸臂門(mén)吊(tlml型10t)2臺(tái),進(jìn)行軌道板吊裝、鋪設(shè)作業(yè),施工現(xiàn)場(chǎng)均為20米以上的高空作業(yè),對(duì)各種

2、安全因素要求高。門(mén)吊設(shè)計(jì)起重能力為10t,最大起升高度為40m,門(mén)吊鋼絲繩規(guī)格為6×19(w),公稱(chēng)直徑為14mm,本吊機(jī)設(shè)計(jì)了專(zhuān)用吊具,起升機(jī)構(gòu)由四臺(tái)同型號(hào)電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為確保卷?yè)P(yáng)機(jī)的同步性能,其中兩臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)采用同一根鋼絲繩按一點(diǎn)起吊方式繞向,另兩臺(tái)采用兩根等長(zhǎng)鋼絲繩按二點(diǎn)起吊纏繞方式,實(shí)現(xiàn)被提升的軌道板“四點(diǎn)起吊、三點(diǎn)平衡”的目標(biāo)。設(shè)計(jì)吊裝能力300塊/天。施工現(xiàn)場(chǎng)處于哈爾濱地區(qū),氣候多變,夏季潮濕多雨,空氣濕度大,對(duì)鋼絲繩等金屬物具有較強(qiáng)侵蝕性。 二、鋼絲繩損壞的主要表現(xiàn)形式及相應(yīng)措施 通過(guò)一段時(shí)間的使用與觀看,門(mén)吊鋼絲繩在使用過(guò)程中均會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞與失效現(xiàn)象,有時(shí)候十

3、幾天下來(lái)就得換一根,不同程度的影響到安全生產(chǎn)與施工的連續(xù)進(jìn)行,既影響生產(chǎn),又存在安全隱患。其主要的表現(xiàn)形式有如下幾種: 通過(guò)對(duì)鋼絲繩損壞狀況推斷與分析,損壞失效的主要形式有:磨損損壞、疲憊斷絲、銹蝕損壞、變形、咬繩、過(guò)載等,對(duì)以上經(jīng)常出現(xiàn)的損壞必需準(zhǔn)時(shí)采取相應(yīng)對(duì)策措施,預(yù)防吊裝作業(yè)過(guò)程中重大事故的發(fā)生。 1、磨損損壞 在吊裝軌道板過(guò)程中發(fā)覺(jué),提升段的鋼絲繩在使用過(guò)程中其外周與滑輪槽、卷筒壁等部件表面接觸而引起外周表面鋼絲磨平,鋼絲繩繩徑變細(xì),鋼絲繩截面削減,外層鋼絲繩磨損變形。在卷?yè)P(yáng)機(jī)纏繞段的鋼絲繩股間和股內(nèi)也存在鋼絲磨損變形,出現(xiàn)內(nèi)部磨損。在使用過(guò)程中,由于鋼絲繩的彎曲,鋼絲繩內(nèi)部各根細(xì)鋼絲

4、相互產(chǎn)生作用力并且產(chǎn)生滑移,這時(shí),股與股之間接觸應(yīng)力增大,相鄰股間的鋼絲產(chǎn)生局部壓痕深凹,構(gòu)成了內(nèi)部磨損。 防止或減緩鋼絲繩磨損損壞應(yīng)做到: 合理進(jìn)行潤(rùn)滑。為降低鋼絲繩的損傷速度,延長(zhǎng)其使用周期,必需依據(jù)鋼絲繩的性屬和條件,合理選擇鋼絲繩的種類(lèi)和與之匹配的潤(rùn)滑劑,定期對(duì)鋼絲繩的表面進(jìn)行潤(rùn)滑處理,以削減磨擦作用,這對(duì)延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命有著極其重要的作用。 不可忽視與鋼絲繩緊密接觸的卷筒、滑輪和鋼絲繩壓板等附件的材質(zhì)、表面質(zhì)量及過(guò)渡圓角對(duì)鋼絲繩的壽命影響,準(zhǔn)時(shí)修復(fù)運(yùn)行過(guò)程中卷筒滑輪等磨起的毛刺,否則會(huì)造成鋼絲繩的猛烈磨損,惡性循環(huán)。拉鋸運(yùn)動(dòng)是提升中要力求避免的。 2、疲憊斷絲 鋼絲繩循環(huán)往復(fù)通過(guò)

5、滑輪或卷筒,處于反復(fù)不斷彎曲的工作狀況,使鋼絲產(chǎn)生疲憊,韌性下降,最終導(dǎo)致斷絲。由于振動(dòng)、碰撞造成的鋼絲繩表面變形磨損,如卷筒表面的鋼絲繩受到其它物體的撞擊,起重機(jī)起升鋼絲繩相互打纏,或者由于滑輪與卷筒中心偏斜而產(chǎn)生的咬繩現(xiàn)象,都會(huì)使鋼絲繩產(chǎn)生變形磨損,極易斷絲。 通常狀況下,疲憊斷絲的出現(xiàn)意味著鋼絲繩已經(jīng)接近正常使用周期的后期,應(yīng)有計(jì)劃的做好更換鋼絲繩的預(yù)備工作;結(jié)合工程施工詳細(xì)狀況,進(jìn)行方案優(yōu)化設(shè)計(jì),具備條件時(shí),盡可能選擇結(jié)構(gòu)好的鋼絲繩,如ws,tx型等線(xiàn)接觸鋼絲繩。使用這些鋼絲繩能成倍地提高使用壽命。 3、銹蝕損壞 懸臂門(mén)吊長(zhǎng)期在野外使用作業(yè),鋼絲繩因日曬雨淋簡(jiǎn)單銹蝕,尤其是在有害氣體與

6、惡劣環(huán)境下使用的鋼絲繩,因腐蝕造成的受損和失效現(xiàn)象就更嚴(yán)重,腐蝕使鋼絲繩的截面積減小、彈性和承受沖擊的能力降低。 防止鋼絲繩銹蝕損傷的方法有兩種:一是勤涂油。對(duì)于經(jīng)常處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的鋼絲繩涂油是必不可少的。實(shí)踐表明,涂油鋼絲繩在后期發(fā)生的斷絲約為不涂油的半數(shù)。一根鋼絲繩最初的含油量只能維持壽命的40%,其后如不加油則斷絲急劇增加;二是對(duì)使用環(huán)境惡劣、相對(duì)運(yùn)動(dòng)較少的鋼絲繩可選擇鍍鋅、鍍鋁等特種鋼絲繩。這些鋼絲繩暴露在大氣中的鍍鋅或鍍鋁表面會(huì)形成氫氧化鋅和氫氧化鋁薄膜,能有效地防止鋼絲繩的腐蝕。 4、變形損壞 在操作過(guò)程中,鋼絲繩與其它設(shè)備不正常的接觸簡(jiǎn)單造成外傷。最明顯的外傷是鋼絲繩在滑輪里滑槽,

7、在卷筒上跳出擋板,結(jié)果常常使幾十米乃至數(shù)百米的鋼絲繩因?yàn)榫植寇垑亩鴪?bào)廢.防止鋼絲繩外傷的關(guān)鍵在于完善起重機(jī)設(shè)備?；啈?yīng)設(shè)置牢靠的防滑槽擋圈,擋圈與滑輪外圈的間隙不大于鋼絲繩直徑的1/5。卷筒上的鋼絲繩不能松弛太多,以防繩圈跳出擋板在纏緊時(shí)軋壞。 另外平凡鋼絲繩帶有自轉(zhuǎn)性,假如繩股的端部不加捆扎便施加張力,則繩股會(huì)向倒捻方向旋轉(zhuǎn),這是造成鋼絲繩扭結(jié)的內(nèi)在因素。防止鋼絲繩扭結(jié)可采取以下措施: 1)在重要的起重設(shè)備上選用不旋轉(zhuǎn)鋼絲繩。 2)在鋼絲繩的自由端設(shè)置防轉(zhuǎn)裝置。 3)加強(qiáng)操作人員工作責(zé)任心,發(fā)覺(jué)扭結(jié)跡象馬上停止操作,釋放還原。 5、咬繩:鋼絲繩咬繩損傷現(xiàn)象一般發(fā)生在多層卷繞的起重機(jī)卷筒上,有

8、槽雙層卷繞的起重卷筒更甚。 依據(jù)卷筒的前若干圈鋼絲繩不經(jīng)常使用而又不能缺少的特點(diǎn),把這若干圈鋼絲繩存在卷筒的一側(cè)卷繞幾層,而把工作頻繁的重載受力區(qū)段單層卷繞,這樣既消退了咬繩現(xiàn)象,又極大地改善鋼絲繩的接觸狀況;對(duì)多層卷繞的鋼絲繩采取定期截頭的方法,即先把新鋼絲繩有意識(shí)地放長(zhǎng)23圈的長(zhǎng)度,以后按狀況定期從繩端截去半圈,避免鋼絲繩在節(jié)點(diǎn)處損傷過(guò)快。 6、過(guò)載:鋼絲繩隨著載荷的增加會(huì)有微量的伸長(zhǎng),當(dāng)載荷超過(guò)彈性極限時(shí),鋼絲繩就可能斷裂失效。 鋼絲繩在工作時(shí)除了要承受貨物、吊物、自重等靜載荷外,還要受到因加速度和沖擊引起的動(dòng)載荷,因彎曲引起的附加載荷,因摩擦引起的阻力載荷等等。由此可見(jiàn),當(dāng)除了靜載荷以

9、外的其它載荷增多時(shí),實(shí)際的安全系數(shù)就降低了,鋼絲繩往往由此而引起過(guò)載。過(guò)載的鋼絲繩即使不發(fā)生斷裂事故,也會(huì)大大地縮短使用壽命。防止鋼絲繩過(guò)載可以采取以下對(duì)策: (1)正確選用安全系數(shù),力求削減靜載荷以外的其他載荷對(duì)鋼絲繩的影響。如彎曲載荷可以通過(guò)加大滑輪和卷筒直徑來(lái)減小,動(dòng)載荷可以通過(guò)提高門(mén)吊操作水平、改進(jìn)門(mén)吊使用性能來(lái)削減,摩擦阻力可以通過(guò)調(diào)整滑輪槽的外形及補(bǔ)充潤(rùn)滑油來(lái)削減等等。 (2)嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程,杜絕人為的超負(fù)荷現(xiàn)象。 (3)在懸臂門(mén)吊上安裝超負(fù)荷限制器或報(bào)警器,消退過(guò)載現(xiàn)象。 從懸臂門(mén)吊鋼絲繩上述六種基本損傷失效類(lèi)型來(lái)看,鋼絲繩的損傷失效一般是有 規(guī)律的,關(guān)鍵在于我們?nèi)绾稳ミM(jìn)一

10、步熟悉這些規(guī)律,做出正確的推斷,從而采取有效的預(yù)防對(duì)策,在作業(yè)安全得到科學(xué)有效保證的前提下,盡量延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命。 三、鋼絲繩的失效推斷及報(bào)廢 鋼絲繩的各種損壞和失效一般都要表現(xiàn)在斷絲上,斷絲的數(shù)目往往是推斷鋼絲繩是否報(bào)廢的重要依據(jù)。斷絲的原因有拉斷、扭轉(zhuǎn)、疲憊、磨損和銹蝕等。在檢查斷絲數(shù)時(shí),還應(yīng)綜合考慮斷絲的部位、局部聚集程度和斷絲的增長(zhǎng)趨勢(shì),以及該鋼絲繩所處的作業(yè)環(huán)境及失效后導(dǎo)致后果的嚴(yán)重程度等因素。 當(dāng)有以下?tīng)顩r時(shí),鋼絲繩應(yīng)當(dāng)報(bào)廢 (1)當(dāng)外層鋼絲磨損達(dá)40%,應(yīng)予報(bào)廢; (2)磨損引起鋼絲繩相對(duì)于基本直徑減小達(dá)7%,即使未發(fā)覺(jué)斷絲,也應(yīng)馬上報(bào)廢; (3)鋼絲繩出現(xiàn)可用肉眼觀看到的外

11、部鋼絲的腐蝕,當(dāng)表面出現(xiàn)腐蝕深坑,鋼絲相當(dāng)松弛,應(yīng)馬上報(bào)廢; (4)存在任何內(nèi)部腐蝕的跡象,經(jīng)過(guò)對(duì)鋼絲繩內(nèi)部檢驗(yàn),確認(rèn)有嚴(yán)重的內(nèi)部腐蝕,應(yīng)馬上報(bào)廢; (5)繩端部及其四周出現(xiàn)斷絲,假如繩長(zhǎng)允許,即使數(shù)量少,也應(yīng)將斷絲部位切去重新安裝,否則應(yīng)報(bào)廢; (6)斷絲的局部聚集程度高,例如聚集在小于一個(gè)節(jié)距的繩長(zhǎng)內(nèi),或集中在任一繩股里,即使斷絲數(shù)比報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)量低,也應(yīng)予以報(bào)廢; (7)斷絲出現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì),應(yīng)賜予充分留意,加強(qiáng)檢查并記錄斷絲增長(zhǎng)狀況,辨明規(guī)律,確定報(bào)廢日期; 四、結(jié)束語(yǔ) 鋼絲繩的使用期限與使用方法有很大的關(guān)系,防止鋼絲繩過(guò)快安全失效最有效的方法還是留意日常保養(yǎng):禁止拖拉、拋擲,使用中不準(zhǔn)超負(fù)荷,不準(zhǔn)使鋼絲繩發(fā)生銳角折曲,不準(zhǔn)急劇轉(zhuǎn)變升降速度,避免沖擊載荷;鋼絲繩有鐵銹和灰垢時(shí),用鋼絲刷刷去并涂油;鋼絲繩每使用半個(gè)月涂油一次,涂油時(shí)最好用熱油(50左右)浸透繩芯,再擦去多余的油脂;鋼絲繩盤(pán)好后應(yīng)放在清潔干燥的地方,不得重疊堆置,防止扭傷;鋼絲繩端部用鋼絲扎緊或用熔點(diǎn)低的合金焊牢,也可用鐵箍箍緊,以免繩頭松散;使用中,鋼絲繩表面如有油滴擠出,表