环形链条索具(起重机械吊索具断裂事故分析)

Posted 2023-06-02

篇首语：愿你纵踩淤泥，也要心向光明。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了环形链条索具(起重机械吊索具断裂事故分析)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

环形链条索具(起重机械吊索具断裂事故分析)

李剑史继红刘军
河南省特种设备安全检测研究院郑州 450000

摘要：针对一起起重吊索具断裂事故，运用现场勘验、模拟还原和综合判断等方法，对吊索具发生断裂的原因进行分析，查明造成事故发生的直接原因和间接原因，提出事故的改进措施和防范建议。

关键词：起重机械；索具；断裂事故；分析；防范

中图分类号：TH21 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2020）07-0087-04

0 引言
起重机械是现代工业生产中不可或缺的机械设备，被广泛应用于各种行业，属于特种设备之一。起重吊索具是起重吊装和搬运作业的重要辅助工具，其种类繁多，使用环境复杂、操作人员专业素质良莠不齐。中小企业吊索具选型随意性和盲目性较大，自制不规范的索具附件、超期服役、检修不及时等现象普遍存在，在吊装作业过程中，吊索具往往不能满足起吊环境和载荷要求，危险因素众多，极易发生安全事故。

现行TSG Q7016—2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》第六条规定，起重机械索具，是指吊具与吊运重物有效联结的辅助用具，如用于捆绑重物并且联结吊钩的绳索、吊带、链条等。监检项目中含吊具和轨道( 轨道基础除外) 的检验，不含索具的检验[2]。虽然安全技术规范中，明确索具不属于起重机械本体的一部分，但由于索具断裂会直接造成重物的坠落甚至人员伤亡，相关安全监察和检验人员有必要对使用单位在索具的使用和管理方面加强提醒和关注。

1 事故概况及事故现场勘查
在某耐火材料加工公司电熔砖浇铸车间，现场班长负责操作电熔炉和协调浇铸作业，当第1 个浇铸环节完成后，拟进行熔液排气，再行二次补充浇铸，电熔炉炉嘴向上收起至接近水平时，起重机操作人员遥控操作起重机，吊取铸型箱向电熔炉方向跟随移动，此时，西北侧吊装链上部第7 节环链突然发生断裂、东北侧下部自制L 形挂钩断裂，铸型箱向北倾倒于炉坑，尚未完全凝固的炉料溢出，致使坑底积水瞬间汽化，产生高温、高速气浪，将滑板车连同站在其上的3 人向上抛起，4 s后坠落地面，致使3 人死亡。

事故造成浇铸车间顶棚四周部分损坏；铸型箱部件（保温箱、箱罩、框底）散落在炉坑底部，框底斜靠在炉坑南侧偏西侧壁上，保温箱位于炉坑底中部，呈南北方向，箱罩位于炉坑底最北侧，见图1；西侧轨道外有裂缝及凹陷坑洞。

索具工装逆时针方向旋转约90°，呈自然松弛状态，西北角上部环链从卸扣下第7 节环链断裂，第8 节环链及以下部分坠落于炉坑，环链断链处如图2 所示，环链表面锈蚀、布满不规则凹痕；其他3 个L 形挂钩脱离框底吊耳。

图 1 铸型箱现场位置

图 2 环链断链处

索具工装如图3 所示，由方形横梁、卸扣、吊装链（含环链、连接环）、L 形挂钩组成。横梁上部焊接的半圆形吊耳悬挂于起重机固定吊钩下部，横梁由4 根工字钢加连接板焊接而成，对称布置，其水平面几何尺寸约等同于铸型箱底部框底。横梁四角分别通过卸扣与下部4 条吊装链相连；吊装链由上部分φ 18 mm 环链（事故断裂环链）、下部分φ 22 mm 环链通过连接环组成；下部环链与L 形挂钩连接，L 形挂钩分别插入铸型箱框底四角焊接吊耳。

方形横梁、连接环、L 形挂钩均为自制而成，L 形挂钩由φ 30 mm 圆钢加热后弯折而成，断裂的挂钩弯折处“加固”补焊。经询问现场人员补焊原因，为弯折处曾经出现明显开裂等缺陷，为保证其可靠性而加固，见图4。

图 3 索具工装

图 4 L 形挂钩

第7 节环链表面灼伤痕迹明显，中部焊接处断裂为两部分，见图5、图6。

图 5 灼伤痕迹明显的第7 节环链

图 6 环链断裂状态

根据浇铸工艺现场模拟还原，将事故索具工装及铸型箱按实际位置还原，南侧2 肢环链与炉嘴水平距离约650 mm，断裂链稍低于炉嘴水平面，见图7。

图 7 浇铸工艺模拟位置

2 事故原因分析
1) 事发当晚监控录像显示，每次捅捣炉嘴、浇铸、捣料排气过程均出现不同程度熔液飞溅现象，铸型箱也有跟随移动、摆动现象。

事发前，铸型箱吊运至浇铸位置后，现场工人用钎子捅捣炉嘴凹槽后，有熔液猛烈流出并出现飞溅，钎子抽出后，其端部凝结有炽热炉料，浇铸过程不时伴随飞溅现象。浇铸时，铸型箱处于悬挂状态，仅靠人工持长棒扶持，其稳定性不足，易摆动。浇铸完毕，当炉嘴向上收起至水平过程中，铸型箱需向南（电熔炉方向）跟随移动，熔融炉料易飞溅、迸溅到环链上；浇铸前捅捣炉嘴时、浇铸过程中、长棒捣入铸型箱排气时，有熔融炉料飞溅、迸溅现象，浇铸过程中环链距炉嘴较近，长期受热辐射影响，热疲劳、热灼伤环链，致使其承载能力降低。
2) 通过对断裂环链断口的检查发现，两侧同时焊接，断面不规则，中部有母材未接触约3 mm 宽的横向空洞，周边均有焊接空洞，存在未焊透、未熔合、气孔、夹渣、焊瘤等严重焊接缺陷，见图8、图9。

图 8 断裂环链

图 9 断裂环链断口状态

电熔耐火砖浇铸时炉口温度约1 800°，属高温场所，环链在浇铸过程中距炉口较近，长期受热辐射影响，环链金相组织易发生变化，机械性能下降。同时浇铸及排气过程伴随少量细碎炙热熔液飞溅现象。

根据GB/T22166-2008《非校准起重圆环链和吊链使用和维护》中4.4.2 项及其表3 可知，链条索具正常工作温度为-40℃ ~ 200℃，随着温度上升承载能力逐渐降低，高于400℃不能使用（其中4 级链条475℃）[3]。

3 事故结论
1) 直接原因
事发时，熔融炉料接触环链，对环链形成烧蚀，烧蚀点熔化，致使环链断裂。西北侧第7 节φ 18 mm 环链两侧同时焊接，违反环链焊接工艺要求，且焊接处存在严重焊接缺陷；东北侧L 形挂钩弯折处焊接，且焊接处存在严重焊接缺陷。

2) 间接原因
①索具工装选配不当环链选型错误，未选配适用起重作业、适合高温辐射场所的环链，且无防高温、迸溅措施；自制方形横梁、连接环、L 形挂钩等，擅自在L 形挂钩弯折处加热和“加固”补焊，降低其承载能力；
②炉坑积水铸型箱倾倒于炉坑时，尚未凝固的炉料溢出，致使炉坑积水瞬间汽化，产生高温高速气浪，增大伤害程度；
③浇铸工艺缺陷浇铸时，铸型箱处于悬挂状态，仅靠人工持长棒扶持，其稳定性不足，易摆动，浇铸前捅捣炉嘴及浇铸过程中和长棒捣入铸型箱排气时，有熔融炉料飞溅、迸溅现象，浇铸过程中环链距炉嘴较近，长期受热辐射影响，热疲劳、热灼伤环链，致使其承载能力降低；
④吊挂点选择不当吊挂点选择在铸型箱底部，其重心在吊挂处上部，易失稳，当北侧环链和L 形挂钩断裂时，铸型箱重心以南侧2 个吊挂点为轴线，迅速向北侧旋转，铸型箱斜坠于炉坑，加快炉料外溢；
⑤无浇铸作业工艺文件和安全操作规程。

4 安全防范措施和建议
通过对事故进行现场勘验，分析事故原因，提出如下防范措施及建议
1) 企业应配备适用于高温环境的专用吊索具，购买专业生产厂家的合格产品，严禁使用超期服役或废旧环链。

2) 企业应合理改进吊索具工装，改变铸型箱吊点位置，使重心在吊点之下，解决翻转问题；更换索具工装，不适用自制件，应配备适用于高温环境的起重机械及起重作业专用吊索具。

3) 企业自身应加强在用吊索具的安全管理，强化吊索具使用人员的安全培训，定期检查和维护保养。企业应根据实际生产情况制定相应的吊索具安全管理制度，对在用吊索具全面登记并建立明细卡，明确索具的名称、规格型号、额载重量、投入使用时间等内容。加强吊索具的日常安全管理，做到专人管理、专人使用、定期检查、定期维护保养，如发现安全隐患及时报废等。

在加强安全教育的同时，企业应强化使用人员的专业素质提升，要求相关人员掌握所用吊索具的安全知识，熟悉所用吊索具的基本性能和使用要求，掌握所用吊索具的安全检查方法和报废标准等。只有掌握基本安全知识并在实践中合理运用，才能保证吊索具的使用安全，最大程度避免断裂事故的发生。

4) 各地安全监察机构和检验机构相关人员应加大力度，督促企业及时排除安全隐患。目前，起重机械吊索具并未明确纳入安全监察范围[1]，国家还没有制定统一规范的管理标准，致使吊索具的安全管理处于一种松散的状态。对企业而言，吊索具投入使用后，由何部门管理，由谁进行检查，达到何标准需维护或报废，都很难落实到位。由此造成不能及时发现并消除安全隐患，使部分吊索具长期“带病作业”，直到引发事故。

5 结语
起重索具是起重吊装作业的重要辅助工具，每年索具引发的各类事故发生频繁，如何做好索具的管理，是机械制造行业面临的共同难题。使用单位应高度重视，合理选配和使用索具，确保其安全使用，杜绝此类事故发生。

参考文献
[1] 唐绍斌, 陈春梅. 起重机械吊物（具）坠落砸人事故原因分析[J]. 林业劳动安全,2007(1):46，47.
[2] TSG Q7016—2016 起重机械安装改造重大修理监督检验规则[S].
[3] GB/T22166—2008 非校准起重圆环链和吊链使用和维护[S].