懸臂門吊鋼絲繩失效分析防范措施

1、懸臂門吊鋼絲繩失效分析防范措施 摘要哈大客運專線軌道板鋪設工程現(xiàn)場使用的懸臂門吊處于作業(yè)頻繁、工作強度高、日曬雨淋環(huán)境惡劣,且施工作業(yè)屬于高空作業(yè),最高離地面達到35米,安全風險很大,對門吊鋼絲繩可能發(fā)生的損壞失效準時進行分析并采取相應措施,對預防起重作業(yè)過程中重大事故的發(fā)生,確保安全生產,能起到一定的指導作用。 關鍵詞 懸臂門吊鋼絲繩失效分析對策 一、使用工況簡介 哈大軌道板廠承建哈大客運專線tj-3標擔當了27.11km的軌道板鋪設任務,每塊軌道板最大重量約6t,項目在施工現(xiàn)場配置2臺自行式懸臂門吊(tlml型10t)2臺,進行軌道板吊裝、鋪設作業(yè),施工現(xiàn)場均為20米以上的高空作業(yè),對各種

2、安全因素要求高。門吊設計起重能力為10t,最大起升高度為40m,門吊鋼絲繩規(guī)格為6×19(w),公稱直徑為14mm,本吊機設計了專用吊具,起升機構由四臺同型號電動卷揚機驅動。為確保卷揚機的同步性能,其中兩臺卷揚機采用同一根鋼絲繩按一點起吊方式繞向,另兩臺采用兩根等長鋼絲繩按二點起吊纏繞方式,實現(xiàn)被提升的軌道板“四點起吊、三點平衡”的目標。設計吊裝能力300塊/天。施工現(xiàn)場處于哈爾濱地區(qū),氣候多變,夏季潮濕多雨,空氣濕度大,對鋼絲繩等金屬物具有較強侵蝕性。 二、鋼絲繩損壞的主要表現(xiàn)形式及相應措施 通過一段時間的使用與觀看,門吊鋼絲繩在使用過程中均會出現(xiàn)不同程度的損壞與失效現(xiàn)象,有時候十

3、幾天下來就得換一根,不同程度的影響到安全生產與施工的連續(xù)進行,既影響生產,又存在安全隱患。其主要的表現(xiàn)形式有如下幾種: 通過對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、過載等,對以上經常出現(xiàn)的損壞必需準時采取相應對策措施,預防吊裝作業(yè)過程中重大事故的發(fā)生。 1、磨損損壞 在吊裝軌道板過程中發(fā)覺,提升段的鋼絲繩在使用過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,鋼絲繩截面削減,外層鋼絲繩磨損變形。在卷揚機纏繞段的鋼絲繩股間和股內也存在鋼絲磨損變形,出現(xiàn)內部磨損。在使用過程中,由于鋼絲繩的彎曲,鋼絲繩內部各根細鋼絲

4、相互產生作用力并且產生滑移,這時,股與股之間接觸應力增大,相鄰股間的鋼絲產生局部壓痕深凹,構成了內部磨損。 防止或減緩鋼絲繩磨損損壞應做到: 合理進行潤滑。為降低鋼絲繩的損傷速度,延長其使用周期,必需依據鋼絲繩的性屬和條件,合理選擇鋼絲繩的種類和與之匹配的潤滑劑,定期對鋼絲繩的表面進行潤滑處理,以削減磨擦作用,這對延長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、表面質量及過渡圓角對鋼絲繩的壽命影響,準時修復運行過程中卷筒滑輪等磨起的毛刺,否則會造成鋼絲繩的猛烈磨損,惡性循環(huán)。拉鋸運動是提升中要力求避免的。 2、疲憊斷絲 鋼絲繩循環(huán)往復通過

5、滑輪或卷筒,處于反復不斷彎曲的工作狀況,使鋼絲產生疲憊,韌性下降,最終導致斷絲。由于振動、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,起重機起升鋼絲繩相互打纏,或者由于滑輪與卷筒中心偏斜而產生的咬繩現(xiàn)象,都會使鋼絲繩產生變形磨損,極易斷絲。 通常狀況下,疲憊斷絲的出現(xiàn)意味著鋼絲繩已經接近正常使用周期的后期,應有計劃的做好更換鋼絲繩的預備工作;結合工程施工詳細狀況,進行方案優(yōu)化設計,具備條件時,盡可能選擇結構好的鋼絲繩,如ws,tx型等線接觸鋼絲繩。使用這些鋼絲繩能成倍地提高使用壽命。 3、銹蝕損壞 懸臂門吊長期在野外使用作業(yè),鋼絲繩因日曬雨淋簡單銹蝕,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。對于經常處于運動狀態(tài)的鋼絲繩涂油是必不可少的。實踐表明,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;二是對使用環(huán)境惡劣、相對運動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 在操作過程中,鋼絲繩與其它設備不正常的接觸簡單造成外傷。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,結果常常使幾十米乃至數(shù)百米的鋼絲繩因為局部軋壞而報廢.防止鋼絲繩外傷的關鍵在于完善起重機設備?；啈O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軋壞。 另外平凡鋼絲繩帶有自轉性,假如繩股的端部不加捆扎便施加張力,則繩股會向倒捻方向旋轉,這是造成鋼絲繩扭結的內在因素。防止鋼絲繩扭結可采取以下措施: 1)在重要的起重設備上選用不旋轉鋼絲繩。 2)在鋼絲繩的自由端設置防轉裝置。 3)加強操作人員工作責任心,發(fā)覺扭結跡象馬上停止操作,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卷筒上,有

8、槽雙層卷繞的起重卷筒更甚。 依據卷筒的前若干圈鋼絲繩不經常使用而又不能缺少的特點,把這若干圈鋼絲繩存在卷筒的一側卷繞幾層,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地放長23圈的長度,以后按狀況定期從繩端截去半圈,避免鋼絲繩在節(jié)點處損傷過快。 6、過載:鋼絲繩隨著載荷的增加會有微量的伸長,當載荷超過彈性極限時,鋼絲繩就可能斷裂失效。 鋼絲繩在工作時除了要承受貨物、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,當除了靜載荷以

9、外的其它載荷增多時,實際的安全系數(shù)就降低了,鋼絲繩往往由此而引起過載。過載的鋼絲繩即使不發(fā)生斷裂事故,也會大大地縮短使用壽命。防止鋼絲繩過載可以采取以下對策: (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鋼絲繩的影響。如彎曲載荷可以通過加大滑輪和卷筒直徑來減小,動載荷可以通過提高門吊操作水平、改進門吊使用性能來削減,摩擦阻力可以通過調整滑輪槽的外形及補充潤滑油來削減等等。 (2)嚴格遵守安全操作規(guī)程,杜絕人為的超負荷現(xiàn)象。 (3)在懸臂門吊上安裝超負荷限制器或報警器,消退過載現(xiàn)象。 從懸臂門吊鋼絲繩上述六種基本損傷失效類型來看,鋼絲繩的損傷失效一般是有 規(guī)律的,關鍵在于我們如何去進一

10、步熟悉這些規(guī)律,做出正確的推斷,從而采取有效的預防對策,在作業(yè)安全得到科學有效保證的前提下,盡量延長鋼絲繩的使用壽命。 三、鋼絲繩的失效推斷及報廢 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廢的重要依據。斷絲的原因有拉斷、扭轉、疲憊、磨損和銹蝕等。在檢查斷絲數(shù)時,還應綜合考慮斷絲的部位、局部聚集程度和斷絲的增長趨勢,以及該鋼絲繩所處的作業(yè)環(huán)境及失效后導致后果的嚴重程度等因素。 當有以下狀況時,鋼絲繩應當報廢 (1)當外層鋼絲磨損達40%,應予報廢; (2)磨損引起鋼絲繩相對于基本直徑減小達7%,即使未發(fā)覺斷絲,也應馬上報廢; (3)鋼絲繩出現(xiàn)可用肉眼觀看到的外

11、部鋼絲的腐蝕,當表面出現(xiàn)腐蝕深坑,鋼絲相當松弛,應馬上報廢; (4)存在任何內部腐蝕的跡象,經過對鋼絲繩內部檢驗,確認有嚴重的內部腐蝕,應馬上報廢; (5)繩端部及其四周出現(xiàn)斷絲,假如繩長允許,即使數(shù)量少,也應將斷絲部位切去重新安裝,否則應報廢; (6)斷絲的局部聚集程度高,例如聚集在小于一個節(jié)距的繩長內,或集中在任一繩股里,即使斷絲數(shù)比報廢標準規(guī)定的數(shù)量低,也應予以報廢; (7)斷絲出現(xiàn)增長趨勢,應賜予充分留意,加強檢查并記錄斷絲增長狀況,辨明規(guī)律,確定報廢日期; 四、結束語 鋼絲繩的使用期限與使用方法有很大的關系,防止鋼絲繩過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,使用中不準超負荷,不準使鋼絲繩發(fā)生銳角折曲,不準急劇轉變升降速度,避免沖擊載荷;鋼絲繩有鐵銹和灰垢時,用鋼絲刷刷去并涂油;鋼絲繩每使用半個月涂油一次,涂油時最好用熱油(50左右)浸透繩芯,再擦去多余的油脂;鋼絲繩盤好后應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