分析港口起重机钢丝绳断裂事故分析及预防措施

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　　摘  要：钢丝绳断裂是港口起重机运行最常见的问题。以现阶段港口起重机工作情况为基础，结合近年来钢丝绳应用特点，明确时代变迁对港口起重机提出的要求，分析钢丝绳断裂事故的原因，并提出有效的预防措施，以此为保障港口运输安全奠定基础。
　　关键词：港口;起重机;钢丝绳;断裂;磨损;锈蚀
　　中图分类号：TH21  文献标识码：A   文章编号：1671-2064（2019）16-0000-00
　　了解当前港口起重机运行情况可知，钢丝绳作为其安全工作的重要零部件，因其具备无噪音、平稳运行及高弹性等优势，成为起重机工作的必需品。但因为这一内容属于易损部件，所以需要工作人员经常对其进行检查和替换，不然很容易出现钢丝绳断裂事故，并由此引发难以控制的安全问题。因此下面对港口起重机钢丝绳断裂事故分析及预防措施进行研究。
　　1 港口起重机钢丝绳应用分析
　　起重机在生产应用初期，为各行企业发展提供了非常优质的服务，不仅降低了现场员工的工作压力，而且提高了整体工作的便捷性和高效性。但受机械不安全因素的制约，在实践运行中极容易出现安全事故，最终势必会增加企业运行的难度，并带来严重的经济与人才损失。出现这些事故的主要原因在于钢丝绳故障。因此，要想充分展现起重机在港口工作的优势，必须要全面了解与深层探索钢丝绳断裂故障的规律及预防对策。同时，要求特设设备管理人员在按照规章要求进行工作时，时刻观察起重机钢丝绳应用状态，并由此提出具体解决方案。例如在工作状态下，现场员工要严格控制起重机起吊货物的数量，必须要结合规定要求进行操作，并减少运输状态下的碰撞或震动，这样能从基础上避免钢丝绳断裂。为了保障起重机钢丝绳应用质量安全，港口企业要结合先进技术理念对各部门员工进行技能与意识的培训，确保他们可以在明确钢丝绳重要性的基础上，加大对其的关注度，并学会结合以往工作经验和自身理解，对起重机钢丝绳断裂事故进行探究，以此在提出有效对策的同时，提升现场工作效率。
　　2 钢丝绳分析
　　2.1 特征
　　钢丝绳属于起重机中应用范围最大的绕性物件，其能将电动机的旋转运动转变成吊钩的升降运输，并承担起所有的载荷[1]。在港口起重机运行期间，其不仅拥有极高的承载水平，而且具有优质的卷绕性，同时在实际卷绕时并没有噪音，更不会出现偏差。
　　2.2 构造及类别
　　观察分析可知，钢丝绳是由多个抗拉强度在120到200kg/mm2的高强度钢丝绕制形成的。钢丝绳根据不同用途可以分成三种：单绕、双重绕及三重绕。现阶段，港口起重机大都是应用双重绕钢丝绳。同时，按照绕法的不同，也可以将其分成顺绕与交绕。
　　2.3 报废标准
　　若港口起重机钢丝绳在应用过程中出现以下问题，就需要进行报废处理：其一，整根绳股断裂;其二，绳芯损耗，绳径持续降低;其三，断丝紧靠在一起，构成局部聚集现象;其四，弹性持续降低，钢丝绳不容易弯曲;其五，钢丝绳直径降低超过百分之七;其六，钢丝绳外部钢丝在腐蚀下产生深坑，并增加钢丝的松弛度;其七，钢丝绳的直径持续增加，且内部存在严重的腐蚀现象;其八，钢丝绳出现笼状畸形;其九，钢丝绳出现严重的扭结。
　　3 港口起重机钢丝绳断裂事故分析
　　3.1 磨损
　　在操作钢丝绳的过程中，受机械、物理机化学的制约，其表层会持续磨损。现阶段，磨损属于港口起重机钢丝绳必会发生的故障之一。具体类型分为：其一，外部。钢丝绳在应用时会与钩头、滑轮槽等表面接触造成外部磨损。在这一过程中，绳径会变小，外部的细钢丝也会磨平。同时，外部磨损会降低钢丝绳承担载荷的钢丝截面面积，实际破断载荷也会随之减少;其二，变形。因振动碰撞带来的钢丝绳表层磨损现象也叫做变形磨损、这种现象属于局部磨损，钢丝绳会因部分区域挤压而产生形变，实际横断面也会向两边延伸[2]。從表面分析，钢丝宽度在增加的同时，虽然钢丝绳截面面积在持续降低，但挤压区域的钢丝表层材质越发坚硬，很容易在应用过程中出现断丝现象;其三，内部。在应用时，钢丝绳一侧在承受滑轮或卷筒所有负荷时，全部细钢丝的曲率半径并不一致。同时，在钢丝绳弯曲时，其内部细钢丝会出现相互作用力，并带来滑移现象，此时股与股之间存在持续提高的接触应力，这样能让邻股之间的钢丝在压力作用下出现凹槽。在持续拉伸弯曲的过程中，凹槽会出现集中应力，并且会因此折断，形成严重的内部磨损现象。
　　3.2 疲劳
　　出现这类故障主要受两种原因影响：其一，弯曲。钢丝绳在多次经过滑轮或卷筒和弯曲后，很容易出现疲劳，随着实际韧性的降低，最终势必会增加出现断丝的概率。一般来讲，若港口起重机钢丝绳出现疲劳断丝，就证明其已到达寿命末期;其二，拉伸、扭曲及振动引起的。钢丝绳在启动与制动期间，捆扎钢丝绳在承受载荷的前后，持续改变的拉伸应力会带来疲劳现象。另外，钢丝绳在扭曲与振动下也会增加出现疲劳的概率、
　　3.3 锈蚀
　　因港口起重机经常在露天状态下运行，不管是风吹热晒还是暴风雨雪都会导致钢丝绳出现腐蚀，特别是在有害气体和恶劣条件下运行，腐蚀情况更加严重。出现在这一故障，要求现场工作人员在关注钢丝绳应用状态的同时，结合应用环境选择适宜的材料，如镀铝、镀锌等。 　　3.4 变形
　　大部分港口起重机钢丝绳断裂的事故都是因钢丝绳在出现形变损耗时没有得到人们的关注，最终极容易出现无法控制的安全事故。一般来说，出现变形的原因有两点，其一为外伤，其二为压溃[3]。以压溃为例，钢丝绳在卷筒上卷乱后就会发生这一事故，此时很容易在钢丝绳部分区域产生断与压扁的问题。
　　3.5 过载
　　钢丝绳在载荷持续提高的情况下会增加长度，但若是载荷高于弹性极限性，钢丝绳就会断裂。在这一过程中，由过载产生的钢丝绳断裂问题，很容易在断口出现安全隐患，此时就算不会断裂，也会降低实际应用时间。
　　4 港口起重机钢丝绳断裂事故的预防措施分析
　　4.1 避免钢丝绳在超负荷的状态下应用
　　通过了解当前港口起重机钢丝绳应用情况可知，导致其出现断裂事故的最大原因在于钢丝绳超负荷应用现象非常严重。结合当前我国提出的起重机械安全应用要求可知，司机绝不能在工作状态下进行超过规定数量的货物或不清楚货物重量的情况下进行工作。因此，在每次装卸工作前，司机与装卸工作人员要先了解钢丝绳的承受范围内的承载力与起吊货物重量。同时，在起吊时还要预防货物碰撞或钩住现场其他物品，以此在平稳且安全的状态下制动，避免钢丝绳在超负荷状态下出现断裂事故。另外，要想减少现场工作人员压力，保障钢丝绳应用质量，可以在起重机上安装与超负荷有关的警报器。
　　4.2 合理选择安全系数
　　从钢丝绳安全应用角度分析，选择过高的安全系数更能满足工作需求。但了解现场工作情况可知，过高的安全系数会增加钢丝绳的直径，随之就会提高滑轮直径和应用机构尺寸[4]。通常情况下，港口起重机应用钢丝绳的安全系数要结合有关标准进行选择，如GB6067——85。
　　4.3 选择适宜的绳端连接设备
　　钢丝绳绳端需要连接的设备有很多种，且各具优势和缺点。如果在运行前所选设备不正确，势必会增加钢丝绳出现绳端滑脱的概率。同时，在应用状态下，司机要时刻关注绳端连接设备，并在发现问题的基础上，提出有效的处理对策。
　　4.4 优先引用线接触钢丝绳
　　港口起重机在引用钢丝绳时，线接触钢丝绳应用时间要比点接触钢丝绳多2到三倍。因此，在实践工作中，最常见的钢丝绳类型有6xw（36）等。
　　4.5 做好钢丝绳检查工作
　　在工作状态下，钢丝绳日常检查工作至关重要，其不仅能保障钢丝绳应用质量，而且可以保护现场工作人员及财产的安全。现场负责人必须要安排专业人员在使用前后对钢丝绳进行全面检查。若是发现磨损、断丝等问题，必须要提出有效的处理对策，绝不能继续进行后续工作。
　　4.6 推广先进钢丝绳检测技术
　　了解我国当前港口起重机钢丝绳检测工作可知，最常见的检查方法就是人工观察，只要发现钢丝绳外表存在损伤、腐蚀及断丝等现象，就会及时替换。但整合以往工作经验分析，钢丝绳也存在内部故障，有很多问题是肉眼难以发现的，如绳芯缺油、内部断丝等，此时工作人员可以结合无损检测法进行工作，及时了解内部隐藏问题[5]。
　　4.7 强化钢丝绳保养工作
　　做好维护保养工作是保障钢丝绳应用质量安全的重要措施，也是现场管理的基础内容。通过整合实践工作经验，对港口起重机钢丝绳进行全面保养，有助于减少腐烂、磨损等故障的出现。需要注意的是，对不同区域的钢丝绳而言，工作人员要提出与现场工作条件一致的保养制度，并明确具体保养内容、时间及次数等。
　　4.8 避免钢丝绳过载
　　一方面，在选择适宜安全系数的同时，控制除静载荷以外的力量影响钢丝绳;另一方面，严格按照预期提出的安全操控要求进行工作，减少人为因素带来的不良现象。
　　4.9 关注安全管理与操作体制
　　港口起重机设计大都与现场工作要求相符，虽然其中存在的错误操作现象并不会损坏起重机，但若经常出现也会带来无法控制的安全事故。由此，现场工作人员要在了解起重机工作条件和实践需求的基础上，提出安全管理与操作体制，这样有助于从基础上控制安全事故的发生。具体工作分为：其一，构建完善的管理制度，提出与港口起重机质量安全相符的规章制度;其二，对起重机司机、管理人员等进行专业培训，认真考查他们培训后获取的技能和素养，以此保障他们能有效完成工作状态下的各项任务;其三，在应用过程中，要严格按照安全管理制度进行工作，并要求他们熟练掌握基础安全操作规程[6]。
　　5 結语
　　综上所述，观察当前港口起重机运行情况可知，影响钢丝绳断裂的因素有很多，此时要想保障起重机工作质量与效率，必须要根据现场工作条件，全面研究钢丝绳的断裂事故及解决对策。因为钢丝绳出现的故障大都是有规律可寻的，所以工作人员在了解时要根据具体规律提出有效的预防对策，这样不仅能增加钢丝绳的应用时间，而且可以减少安全事故的发生。
　　参考文献
　　[1] 徐艳山，周勇平.港口起重机钢丝绳夹板机构改进与研究[J].机械工程与自动化，2017（4）：85-86.
　　[2] 郭丽红.浅谈起重机钢丝绳破断力[J].冶金设备，2017（S2）：448-450.
　　[3] 黎少锋.一起吊挂钢丝绳断裂伤亡事故的分析[J].特种设备安全技术，2018，No.221（02）：42-45.
　　[4] 邱洪科.卸船机起重用钢丝绳失效及其防范对策[J].科技风，2017（8）：181-181.
　　[5] 文茂堂，运向勇，刘敬东，et al.岸边集装箱起重机金属结构检验与缺陷分析[J].港口装卸，2017（05）：51-53.
　　[6] 张小胜.起重机机械设备安全检验技术相关研究[J].特种设备安全技术，2018， No.221（02）：36-37+53.
　　收稿日期：2019-06-28
　　作者简介：蒋旭鑫（1983—），男，河南许昌人，硕士，中级工程师，研究方向：港口设备设计制造。
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