3  超齡塔機的安全評估與檢測

為了應對建筑起重機械安全問題越來越突出的現(xiàn)狀，國家相關部門和行業(yè)內(nèi)部都非常重視，專門針對在用建筑起重機械安全評估檢測及使用壽命問題制定了 JGJ/T 189—2009 《建筑起重機械安全評估技術規(guī)程》，將塔機的“無限壽命管理”變?yōu)榱恕坝邢迚勖芾怼保λC的超齡使用問題及各項安全評估細則、流程等都進行了規(guī)范，如按起重力矩劃分了塔機應進行安全評估的年限，以及評估報告的有效期、各評估要求的具體部位和判別標準等，具有非常重要的意義[6]。由于每臺塔機的使用情況不盡相同，個體差異很大，評估檢測人員除了要嚴格執(zhí)行規(guī)程外，還應從經(jīng)濟性、可操作性、合理性的角度出發(fā)，根據(jù)工程經(jīng)驗有針對性、有重點地對塔機的主要關鍵項目展開測量檢驗。對于超齡塔機的安全評估檢測點的抽樣，還要采取區(qū)別于常規(guī)的檢測抽樣方法。

3.1 結構件銹蝕與磨損檢測

銹蝕與磨損是塔機各個結構件在多次使用后出現(xiàn)的正?，F(xiàn)象，也是對長期服役機器的必檢項目。檢測時必須將塔機全部解體，可以先進行外觀檢查并測量其損傷程度，對各易損件應按其各自允許的極限磨損值和相應損壞標準作出處理，或修復或報廢。處理的原則應當從以下幾方面考慮，即：對整機的使用功能的影響，對工作效對安全和環(huán)境的影響，對零件強度的影響，以及零件是否達到或接近急劇磨損的階段。

檢查重點主要集中在起重臂金屬結構部分：起重臂金屬結構部分：起重臂主弦桿、塔帽根部及頂部連接接桿座、平衡臂與轉臺連接處、回轉支承座連接處。還應注意以下各機構的主要部件：包括傳動齒輪、齒輪聯(lián)軸器、主軸和傳動軸、滾動軸承、蝸輪傳動副、螺栓連接部位，以及起重零部件如鋼絲繩 、吊鉤、卷筒和滑輪、制動器等。

3.2 結構件裂紋檢測

塔機的工作環(huán)境惡劣，塔身結構焊縫多，在正常工作一段時間后，經(jīng)常會因金屬疲勞而產(chǎn)生疲勞裂紋。疲勞裂紋不易察覺但極期危險，使用中常會無預兆的情況下，使受力關鍵部件突然脆性斷裂，造成塔機傾覆或從高空墜落。鑒于事故發(fā)生的突發(fā)性和危險性，為了防范風險，對于超齡塔機，應著重檢查其結構的金屬疲勞裂紋，這也是JGJ/T189-2009《建筑起重機械安全評估技術規(guī)程》中反復強調(diào)的內(nèi)容。金屬疲勞雷文是由于金屬結構件長時間承受變荷載的作用，被交變應力所屈服而形成的。從眾多的事故分析和相關人員的經(jīng)驗來看，塔機的疲勞裂紋多發(fā)生在這幾個區(qū)域：結構承受應力集中區(qū)、構件變截面小的構件以及焊縫與母材熔合線之間。其產(chǎn)生最初是金屬表面局部出現(xiàn)點狀疏松，隨著使用時間的延長和交變應力的作用，點狀疏松漸漸變長并且向金屬的深度擴展，在這一變化過程中，裂紋的長度和深度變化大，而裂紋寬度變化卻很小，因此，人的眼晴難以發(fā)現(xiàn)。裂紋漸漸加深，金屬構件截面漸漸減小，當截面承受最大拉應力小于荷載拉應力時就會發(fā)生突然脆性斷裂。

根據(jù)塔機的結構和工作情況的特點，塔機的探傷檢測較常使用的設備是塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)和超聲波深傷儀，其中塔機安全監(jiān)控系統(tǒng)使用時間較長，技術也較為完善。

在探傷過程中以下結構部位是檢測的重點：1）行走底盤及底座的最大受力或變截面應力集中部位；2）回轉平臺支承座主要受力焊縫及變截面應力集中部位；3）起重臂根部焊縫、主弦桿連接焊縫部位；4）平衡臂（轉臺）主結構連接焊縫部位；5）塔身節(jié)主弦桿連接焊縫部位；6）塔帽或塔頂構造主弦桿連接焊縫部位；7）附著裝置主結構連接焊縫部位；8）頂升套架爬爪座、主弦桿支撐橫梁等連接焊縫部位等；9）目測可疑的其他重要部位。 相應部位在出現(xiàn)裂縫時，應認真分析其原因指導修復和更換。其原則可以根據(jù)受力情況和裂縫情況采取加強或重新施焊措施，以阻止裂紋的擴展；但對因材質(zhì)不符合要求的，或由于主要受力構件產(chǎn)生塑性變形，致使工作機構不能正常安全運行的都應予以報廢并更換。

3.3   結構件變形檢測

超齡塔機結構件變形主要包括鋼結構長期承受載荷后殘存的變形和受超載載荷作用造成的變形。該項檢測主要是用直線規(guī)、經(jīng)緯儀、卷尺等器具進行測量，得出直線度等形位偏差。檢測重點主要集中在塔身節(jié)主弦桿直線度偏差、對角線偏差、塔身垂直度；起重臂、平衡臂、塔帽、頂升套架主弦桿直線度偏差等。

3.4   銷軸和軸孔磨損及變形檢測銷軸和軸孔作為塔機結構件主要連接件，一旦發(fā)生斷裂失效，可以直接導致嚴重事故。JGJ/T189—2009《建筑起重機械安全評估技術規(guī)程》中對銷軸和軸孔的直徑磨損變形量的判別標準最為嚴格，要求不得大于 3%。檢測重點主要集中在起重臂、平衡臂臂架節(jié)間及其根部連接、拉桿連接、塔帽根部連接等經(jīng)常承受動載荷的部位。

3.5   主要零部件、安全裝置、電氣系統(tǒng)及防護設施的檢查與檢測檢測應包括下列內(nèi)容：1）主要零部件包括制動器、聯(lián)軸節(jié)、卷筒與滑輪、鋼絲繩、吊鉤組等；2）安全裝置包括各類安全限位開關與擋板、小車斷繩保護裝置、動臂變幅防臂架后翻裝置、小車防墜落裝置、緩沖器、掃軌板、抗風防滑裝置、鋼絲繩防脫裝置等；3）電氣系統(tǒng)包括電氣控制箱、電纜線、電氣元件等；4）防護設施包括走道、工作平臺、欄桿、扶梯等。此外，還應注意經(jīng)常檢查塔機液壓系統(tǒng)的可靠性。

3.6結構應力檢測

結構應力檢測一直是一項業(yè)內(nèi)針對大型鋼結構強度考核，簡單而可靠的技術措施。GB 5144—2006 《塔式起重機安全規(guī)程》 和 JGJ/T189—2009《建筑起重機械安全評估技術規(guī)程》中規(guī)定：塔機主要結構件由于腐蝕而使結構的計算應力提高，當超出原計算應力的 15%時，則應予以報廢；起重機主要受力構件如塔身、臂架等，在失穩(wěn)或損壞后經(jīng)更換或修復，檢測其結構的應力不得低于原計算應力，否則應予以報廢[6]。

應力檢測時的測點布置是特別需要重視的一個環(huán)節(jié)，對于不同型號的塔機，其測點應是事先結合其尺寸和結構特點，經(jīng)過理論計算而得出的各部位應力較大的關鍵區(qū)域，只有這樣才能有效地指導操作人員貼放應變片，并保證采集到可靠的數(shù)據(jù)。同時為了保證應力數(shù)據(jù)的完整性，還應注意塔機空載、額定載荷及超載試驗三種情況下都給予記錄并區(qū)分。以上這些檢測項目的評估判別標準（包括壁厚、裂紋和變形）都已經(jīng)在 JGJ/ T 189—2009《建筑起重機械安全評估技術規(guī)程》的第五部分詳細給出，檢測結果的判定應嚴格遵照執(zhí)行。

4結束語

塔機是建筑施工必不可少的機械裝備，如何科學可靠地對塔機進行安全性評定并給予改造建議，一直是塔機業(yè)內(nèi)廣泛關注的話題。除了嚴格執(zhí)行 GB 5144—2006《塔式起重機安全規(guī)程》和JGJ/T 189—2009《建筑起重機械安全評估技術規(guī)程》等國家和行業(yè)標準之外，此類工作的入手點和方法還很多，本文著重闡述了塔機產(chǎn)品設計中應注意的安全問題和在用超齡塔機質(zhì)量檢測關鍵項目，并從有效提高塔機安全性能的角度提出了開發(fā)新型安全監(jiān)控系統(tǒng)的重要性，介紹了未來的發(fā)展方向。