许从怀
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摘要：塔式起重机具有起升高度高、工作幅度大、易拆装等特点，在民用建筑和工业建设等领域中应用广泛。由于塔式起重机在作业中受到频繁的交变应力，导致钢结构容易发生疲劳；而一旦出现母材开裂、变形、弯曲等，其结构的刚度、强度、稳定性会降低，发生事故的概率随之增加。据统计，随着塔式起重机的使用率增多，塔式起重机的故障率逐年上升，重大事故也频繁发生，造成了巨大的人员伤害和经济损失。基于此，对塔式起重机安全评估方法进行研究，仅供参考。
关键词：塔式起重机；安全评估
引言
起重机械投入使用之后，随着使用次数的增加，零部件常会出现磨损、裂纹等形式的损伤，金属结构也常会出现腐蚀、变形、裂纹、失稳等缺陷，这些损伤或缺陷发展到一定程度就会导致设备的失效（故障）甚至事故的发生。
1安全评估准则及评定因素划分
制定可靠的安全评估准则是对在役老旧塔式起重机进行安全评估的前提条件。本文主要基于现场实测、模型分析结果和专家经验，采用模糊综合评价技术，制定塔式起重机安全评估准则。通过评估确定起重机的重点巡检部位和巡检周期，提出起重机使用建议、维护建议和检验评估建议。整机安全性能分为作业环境和外观、主要零部件、电气控制系统、安全保护和防护装置、整机金属结构5个评价部类，每个部类由若干个检验单项组成，每个单项根据相关标准，由若干条评定要素构成。检验单项或要素的内容包含且不局限于现行检规要求，还参照了众多国标及行业标准。起重机本体各检验单项由该项目一旦发生事故可能造成的生产损失、安全影响、事故的发生概率等级以及整改成本等评定因素按矩阵图法得出整改优先等级。
2安全评估的现状及指导意义
起重机是隐藏危险因素最多，发生事故几率最大，事故后果最严重的机电类特种设备之一。起重机事故涉及的死亡人数，在所有特种设备事故中死亡人数居首位。因此，加强起重机械的维护保养、事故预防、科学管理刻不容缓。风险评估是事故预防的前提和基础，对于在役尤其是超期服役的起重设备而言。目前，《中华人民共和国特种设备法》要求起重机定期检验，这从法律制度上实现了起重机械的安全运行和事故预防。该制度对于起重设备的安全运行，在一定程度上起到了基础性保障作用。然而，由于检验项目和检验周期的固定，难以发现起重机械更为个性、细化的隐患，容易造成对一般设备的过度检验和高风险设备的检验不足，检验结果仅定性表示为"合格"与"不合格"。对于起重设备内部的细微变化，如腐蚀、变形、应力集中等，难以通过定期检验来检验，因此，安全评估成为当前一种普遍形式。目前已有多个法规、标准提及需对起重机进行安全评估。中国特种设备协会2019年出具了团体标准（《起重机械安全状况评估》T/CASEI62001-2019），为起重机安全评估指明一条道路。然而，安全评估只是对某一台设备进行“一对一体检”，并不能覆盖所有起重设备。但是，我们可以通过安全评估为指导，找出安全评估中发现起重机的共性问题，从而在日常使用中，对共性问题进行提前维护保养
3塔式起重机安全评估方法
3.1建立模型坐标系
在塔机顶升过程中，以回转塔身的主肢上某点为特征点，特征点运动形成运动轨迹，为表述方便，建立坐标系如下：以塔机回转支撑平面与塔身轴心线的交点作为坐标系的原点O，以塔机起重臂上且远离塔身的方向为X轴正方向，以塔身轴心线垂直于地面向上方向为Z轴正方向，Y轴垂直于X、Z所围成的平面，坐标轴Y正方向为垂直于起重臂轴线方向且与X、Z轴符合右手螺旋法则。
3.2安全评估体系组成
安全技术性能评估体系采用多层次分析法构权，每个层次的构权根据采取不同方法：1）单要素评价层构权，采用专家构权方法，一般情况下都取相同权重值，打分方法分为2类：一类为定性（0，1）——不符合为0分，符合为1分；一类为定量（0～1），——按照现场检验情况，根据相关标准，通过人工计算或软件计算将各项指标无量纲化和同向化处理，将各项指标都统一在0～1之间打分。2）检验单项评价层构权，各单项权重值由单准则的AHP法进行定权，通过标度理论建立判断矩阵得出权重值并和分值按加权几何平均法构成部类的得分。3）部类评价层构权，按照模糊综合评判法，整机安全技术性能由5个部类因素组成，即作业环境和外观、主要零部件、电气控制系统与安全保护和防护装置、整机金属结构。
3.3规范化维护保养
塔式起重机的室外工作环境，导致起重机的电器连接线、钢结构、高强度螺栓及焊点，出现损伤几率较大，故定期维护及时处理腐蚀部件延长各部件的使用寿命降低安全隐患。雨后、雾霾等天气设备受潮后要检验刚强度的变化情况，定期对钢结构进行涂层保护，避免出现腐蚀情况。定期对钢结构的连接处进行检验，一旦出现松动、变形等情况出现及时进行维修更换等。对起重器的重要部件进行定期的检验，通过检验仪器定期检验一旦发现问题及时进行维护，小问题也要及时进行维修避免其扩大化及时处理。在电气设备检验时，首先要注意检验电器的接地线是否良好，避免出现发生检验电器设备的电压、电流是否正常，对电器连接电路的做好防嗮防水处理，防止出现触电。同时要求检验人员对检验时间、事件等做好记录，实行规划化维护保养措施。
3.4塔吊安全监控系统设计
遵循准确性、实用性和可维护性的原则，目标为实现塔吊安全的实时监控、数据查询和自动报警等基本功能。根据物联网的基本架构将塔吊安全监控系统分为感知层、网络层和应用层3个层次。感知层是整个系统最前端的层次，承担着数据收集和发送的重任;网络层负责连接感知层和应用层，将感知层采集到的信息进行安全无误地传输;应用层主要包括服务端、客户端和数据库3个部分，主要任务是存储和处理各类数据。
3.5加强检验人员管理措施
在塔式起重机检验人员选择时，要求检验人员持证上岗，同时定期对检验人员进行安全培训，要求检验人员在起重机检验时严格安全检验流程进行操作，加强检验人员的安全意识及责任。作为一名合格的起重机械检验人员，要对塔式起重机的常见危险源具有深刻理解，对出现的安全事故进行总结分析，防微杜渐将安全隐患降到最低。安全培训中要重点培训塔式起重机与室内起重机不同的危险源，突出塔式起重机的特殊性，规范高空作业的检验流程，注意自身安全问题不要怕麻烦，佩戴好防护装备如雨衣、工作鞋、手套、安全帽、安全带等装备，在检验时要用心仔细按照操作流程进行检验，在高空检验时要合理利用检验设备，提高工作效率降低高空作业时间降低危险事件的发生几率。增加自救培训在出现危险时，采用正确自救措施最大限度的保护自身，避免出现二次伤害造成不必要的安全事故。
3.6安全保护装置就位情况
安全保护装置是指套架与塔身连接销轴、爬爪、顶升横梁安全插销以及引进小车等一类装置，它们在塔吊顶升中不直接受力或起作用，而是在顶升过程中保护关键装置不脱落和滑落，所以应采用开关传感器对各个安全保护装置的闭合状态进行监控，一旦出现异常就发出警报并暂停下一步操作。例如:顶升横梁销轴只有开和闭2个状态，当顶升时其必须处于闭合状态，否则不得进行下一项工序。
结束语
基于该通用塔式起重机的一系列项目的评估检验，该起重机存在重大安全隐患，其在作业中表现出的不正常抖动与异响应主要来源于金属结构连接及磨损情况检查发现的多处连接固定不可靠、减速箱漏油及部分部件腐蚀严重等缺陷。
参考文献
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