骆伟
江苏省特种设备安全监督检验研究院苏州分院 江苏苏州 215031
摘要：桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。由于它的两端坐落在高大的水泥柱或者金属支架上，形状类似于桥，故名为桥式起重机。在工厂生产与运输中，桥式起重机发挥重要作用，并应用逐渐广泛化。为加强桥式起重机安全管理与使用，本文以A工程中桥式起重机使用情况为例，对该设备检验检测技术进行分析，探讨起重机定期检验中常见检验问题与解决方式，并进行安全评估。
关键词：桥式起重机；检验检测技术；安全评估
桥式起重机是现代工业生产和起重运输中实现生产过程机械化、自动化的重要工具和设备。桥式起重机是自动化机电应用的主要形式，结合动力设备，可减少应用过程工作量，提高工作效率，保证工作质量，在室内外工矿企业、钢铁化工、铁路交通、港口码头以及物流周转等部门和场所均得到广泛的运用。桥式起重机有多种不同的工作类别，具体生产中可对起重机执行不同操作，实现在多个项目中应用。桥式起重机安全性对于建设工程尤为重要，因此本文以A工程中桥式起重机使用情况为例进行检验检测技术与安全评估分析。
1 概述
1.1简述
桥式起重机结构主要由桥架（由主梁、端梁、走台等部分组成）、行走机构、起升机构、司机室等组成。以A工程中桥式起重机使用情况为例，下图为桥式起重机外观构造，定期检查时，根据桥机主体结构，采用水准仪、经纬仪、磁故障检测仪、绝缘电阻测试仪、兆欧表、维里尔校准器等试验检测设备，对金属结构、焊缝、钢丝绳、吊具等构件测量数据进行检测，以及根据制造规范和检验规则得出检验决定结论。在对桥式起重机进行检测时应特别注意控制机构功能失效、线路磨损、钢丝绳断丝或磨损、各类安全装置失效或缺失情况、分析金属结构变形和焊接误差等[1]。
图 1 桥式起重机外观图
1.2桥式起重机构成分析
桥式起重机主要部件有：桥架、司机室、大车行走机构、小车行走机构、起升机构、电控系统、起重机主导线、保护装置等。桥式起重机桥架的主要组件有：主梁、端梁、走台等。目前，箱梁和套管是主梁结构两种主要形式。箱梁用钢板焊接，载体用钢管；端梁是承重桥主体的结构，由车轮、梁体等组成。桥式起重机支柱通常可分为刚性支柱和柔性支柱，刚性支柱是将单支柱或双支柱固定在桥梁上，形成灵活稳定车架。柔性支柱是将单支柱或双支柱通过铰链波连接到桥梁上结构。根据驱动方式不同，起重机可分为自走式和牵引式。桥式起重机通常为自走式，可分为独立驱动和中央驱动。牵引方式是通过电机驱动，使车辆通过滑轮组在轨道上前后移动带动起重机运行。
图 2 桥式起重机内部构造
2 检验检测技术分析
2.1系统检查
以A工程为例，对桥式起重机进行系统检查。试验方法以被测设备电压水平为依据。确定电压在500瓦以内，人为关闭起重机接触器后，保障检验过程安全性，防止检测人员因使意外事故产生风险。将500瓦兆欧表L端锁定到电线仪表绝缘电阻值，并将电子设备进行连接。当确定电压超过500瓦时，需要测试地上导体脱硫值。当测试整个金属结构是否用作接地导体时，检查起重机电气设备是否正常。电缆中保护金属层与金属结构相同，接地可靠，使用仪表以金属结构为主要基线。对桥式起重机进行接地检测需要将其零线阻断，然后进行电阻检测。若采用TN接地系统，零线重复接地电阻需要小于10欧姆，如果起重机供电平均点直接位于低压系统中，则重复接地电阻在零上行不超过十行。若采用TT系统，电气设备外露导电部分接地电阻不大于4欧姆，起重机接地电阻与泄漏电流乘积需要小于50瓦，电气设备外露导电部分接地电阻小于4欧姆。
2.2金属结构裂纹检测
起重机主载体是通过轮胎板和其他部件进行集中受力，焊接处在长期工作后极易出现水纹状裂痕。该部分产生裂痕主要原因是交变应力作用下电流集中和疲劳作用，热焊区出现裂纹后，残余电压高，原焊接缺陷边缘易碎裂。带有偏心轨道曲轴箱梁线条出现在靠近中间校准宽度焊接箱中，焊接时热输入区残余电压较高，焊接过程中焊接耦合较高。进行金属裂纹检测起重机应先进行目视检查，如存在裂纹，则进一步进行磁粉检测和超声波检测[2]。
2.3无损检测
起重机金属结构主要部件和焊缝若中存在裂纹、塑性变形和其他内部缺陷，确认具体情况需要检进行无损检验。必须为不同型号起重机选择合适无损检测方法和技术并符合A工程中控制规定。本文提供五种常用方法：辐射检测、超声波检测、磁粉检测、电磁检测和声发射检测。其中射线检测基本在起重机集装箱吊具与受力构件上进行使用，在机器主梁与焊接处也可使用。射线检测方式成像清晰，留存时间长，在实际应用较为广泛。超声波检测是声波成像，可对桥式起重机厚度超过0.8厘米部分进行声波检测，如起重机主梁、吊具等部件内部受力不平衡缺陷进行检测。磁粉检测可对设备金属配件表面进行检测，该方式存在高灵敏度、高准确率等优势。最后一种为电磁检测，该方式需要将配件放置于固定场地，以异常浸没磁场辐射电磁读数为判断依据。
3 桥式起重机常见检验问题
在对桥式起重机进行检验中常见问题主要为两种，其一为设备问题，其二为安装问题。
3.1 设备问题
在设备问题上，钢丝绳、吊具与焊接处为主要设备问题。作为桥式起重机重要部分，钢丝绳数量、受力标准、长度等需要按照要求进行规范设置。在A工程实际操作中，钢丝绳问题是最常见安全监测问题，诸如安装规范未达标、钢丝绳受力不足、濒临报废却保持使用、绳结长期使用过于脏污等。此类问题会导致桥式起重机安全指数下降，对人员操作有安全风险。吊具作为桥式起重机重要组件，如若吊具存在隐患会对设备作业产生负面影响，导致运输过程中物体脱落砸伤行人产生意外事故。主要吊具问题是配件安全指数不足、存在质量问题、防脱落装置未设置等。桥式起重机为金属构造，各个配件连接处基本为金属液焊接，其缝隙质量极易存在问题，包括缝隙表面出现裂痕、内部出现气孔或断裂[3]。
3.2安装问题
桥式起重机进行使用前需要对其进行构件组装，在这一步骤中极易产生装置错误。诸如轨道清扫设备、防遮挡装置等多个设备安装遗漏。此类装置对于桥式起重机安全使用具有积极作用，其重要性不容忽视。若起重机中安全装置失效易导致产生安全事故。
4 常见问题的解决措施
对于以上常见问题，主要可从设备管理与人员管理上进行解决。
4.1设备安全管理
A工厂安全管理一般遵循特殊岗位管理类型和具体职责进行任命和责任落实。例如应收集和提交专职人员设备技术数据，并针对A工程具体设备技术数据，以及设备报表、随机数据、检验报告、维护记录等，开发数字信息化平台设备。数据收集和存储、访问和检查是安全管理主要行为，操作员安全意识和操作能力决定其使用安全性。应对设备常用安全部件、零件和特殊部件进行设备备件管理，如果设备一部分安全功能失效，可迅速更换，以保证桥式起重机连续生产作业。检查桥式起重机时，首先应确保吊具在使用过程中灵活情况，并仔细检查吊具时有过程中电压场数据以确保是否存在损坏现象。对传动机构进行适当检查，如有卡顿现象应及时处理，以预防回路浪费。在检查前应处理不同部件接头部分，以确定测试程序中不同部件灵敏度。此外，还需要识别吊具主要支撑部件，明确其性能状态，并及时处理问题，以确保安全性能[4]。
4.2人员安全管理
检查桥式起重机时，工作人员应加强现场安全管理，做好人员清理工作，确保控制要素在不妨碍障碍物的情况下进行，做好安全应急准备，并佩戴个人防护用具，加强人员安全意识。使用桥式起重机过程中可能出现问题，需要相关人员提高警惕性。此外，主管部门还应确保设备运行稳定性和问责制。提高工作人员专业技能，确定起重机不同参数工作区域，做好相关安全工作。同时要加强人员管理，提高检查过程连贯性[5]。
5 桥式起重机安全评估
起重机结构安全性评价研究在中国起步较晚。安全评估中故障诊断和模式识别主要使用信息网络。计算机辅助技术分析正逐步应用于起重机结构分析，如采用有限元法分析和评价结构构件，基于现场测量分析综合安全评价方法迅速发展，如现场试验、试验顺序确定等结构性检测仪器(如超声检查有无损伤)和射频识别方面取得较大进展[6]。
5.1起重机金属结构安全评估
桥式起重机金属结构安全评价指标分为主梁轴承、主梁静刚度、主梁标高差、主梁中点边应力、局部裂纹形状及趋势等。按照指数评价方法，对每个指数进行量化，定量评价分为0-60 ~91-100五类，根据最危险易碎品数据几何刚度定量段大于60安全范围。根据裂纹开放类型和形式，评估金属结构裂纹情况，并给出具体数据。几何刚度测量值取决于实测数据线性映射关系。根据现有起重机金属结构安全状态，等级1评价指标表示起重机金属结构安全性较高，但是到达周期时仍应维护和修理相应结构。第2级是指金属结构相对安全，但安全等级较低。第3级意味金属结构处于临界安全状态，一些指标处于临界点。第4级是指起重机金属结构不确定，起重机需要尽快修理，需要对桥式起重机进行多次复查以保证安全性。第5级是指金属结构不确定，大多数安全指示不符合相关规定，因此需要立即修复。结束风险评估后，重新评估金属构造安全等级，起重机安全评价是典型分类问题。
5.2起重机金属结构安全评估流程
桥式起重机金属安全结构安全性评价过程包括对金属结构检验和起重机金属结构相应样品确定。量化价值构成指标，为机械设备使用提供参考。利用向量机分类算法，根据金属结构定量数据样本，对桥式起重机金属结构进行分类、测试数据以确定安全性级别。根据指定安全等级，列出不确定值检测元素[7]。
6 结束语
对起重机定期检查，应注意选择适当检查方法和技术，快速、准确对起重机进行安全检查，如实反映检查问题，帮助企业及时采取适当措施。迅速有序消除隐患并防止意外，增强检验技能和综合分析决策能力，确保起重机检验质量和安全。
参考文献：
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