从塔机事故看采用塔机在线监测系统的紧迫性

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从塔机事故看采用塔机在线监测系统的紧迫性

山东省建设机械质量监督检测中心  王乔

塔式起重机是现代施工中必不可少的关键设备，是施工企业装备水平的标志性重要装备之一。随着我国塔机产量和保有量的不断增长，各种安全事故也日益增多，由于塔机是一种需要在施工现场安装和拆卸的施工机械，工地转移频繁，其安装和拆卸作业是塔机使用过程中的一个重要的、同时也是薄弱的、事故多发的环节。发生事故的原因，一方面对塔机安装拆卸环节的设计不足即设计的安全可靠性考虑不全面，是事故发生的隐患之一。在去年的塔机行业年会上，我们已撰文初步探讨了这一方面的问题；同时塔机使用环节普遍存在的超载和违章作业等现象，更是导致塔机事故的直接原因。

根据建设部《关于进一步加强塔式起重机管理预防重大事故的通知》：自1998年以来，在塔机事故中，一次死亡3人以上的重大事故就有25起，共造成76人死亡，18人重伤。又据国内权威部门对1200例塔机事故的调查分析中发现，塔机倾翻和断臂等事故占了塔机事故的70％，而这些事故的主要原因是超载和违章作业引起的，当然塔机的制造质量差，安全装置不全或失灵也有直接关系。

山东省建设机械质量监督检测中心是经山东省建设厅批准成立的法定检验机构。中心1990年首次通过山东省技术监督局计量认证评审，1995年、2000年通过计量认证复审；1997年被建设部批准为“部级建设机械产品检测鉴定单位”；2001年1月通过“中国实验室国家认可”。我们同时还是山东省司法厅认定的建筑工程司法鉴定机构。《特种设备安全监察条例》第三条规定：房屋建筑工地和市政工程工地用起重机械的安装、使用的监督管理由建设行政主管部门依照有关法律、法规的规定执行。因此，建筑工地各种塔机事故的鉴定分析，我们参与较多，感触颇深。

塔机事故发生后，塔机生产厂往往是接到用户的通知后才赶到现场，此时第一现场已被人为地改动或破环，甚至是被伪装成相反的情况。这种现象从我们参与鉴定分析的几起塔机事故可窥一斑。

事例1：工地用户在清理地基基础时，用塔机吊拔半埋在地下的石块，属于起吊不明重量的重物，违反了JG/T100—1999《塔式起重机操作使用规程》第5.2.1条的规定，当该塔机生产厂人员赶到现场时，石块已被挖出并且被砸掉了一半，限制器被拆掉的线又被重新接上；用户描述在吊运石块时发生倒塔事故，起重量未超出额定载荷。而此时在现场，从石块上砸下的碎石仍清晰可见。

事例2：工地用户用塔机吊运螺纹钢，螺纹钢长12米，直径ф25mm，共28根，吊装时用钢丝绳吊挂12米长螺纹钢中间一点，靠螺纹钢的弯曲度保证钢丝绳不滑脱，违反了JG/T100—1999《塔式起重机操作使用规程》第5.2.3.3条：起吊细长物料时，物料最少必须捆扎两处，并且用两个吊点吊运，在整个吊运过程中应使物料处于水平状态的要求；在塔机回转过程中由于工地有障碍物，需要起升、下降，结果造成螺纹钢滑脱。28根螺纹钢重量为1288kg，超出额定载荷1.5倍，严重的超载加上突然卸载，造成塔机倒塔。当塔机生产厂人员赶到现场时，吊挂钢丝绳仍然为一根，但用户不承认螺纹钢滑脱，而且28根螺纹钢只留下18根，超出额定载荷1.05倍。生产厂人员发现螺纹钢附近地面有明显的冲撞痕迹，并且注意到在附近不可思议的位置堆放着10根螺纹钢。

上述两事例均为用户超载和违章作业引起的塔机事故，而且超出额定载荷1.5倍以上（否则一般不会造成倒塔事故），但是当塔机生产厂人员赶到现场时又很难找到证据，因此采用塔机在线监测系统是必要的、紧迫的工作，首先能使塔机用户消除侥幸心理、增强责任感，杜绝超载和违章作业，保护国家和人民生命财产的安全；另外，能保护我们塔机生产厂的名誉和利益，这一点对我们塔机行业的发展是十分重要的。塔机在线监测系统的实施成功将使我们塔机行业从设计、制造、到使用各个环节发生质的变化。

采用塔机在线监测系统不仅是必要的、紧迫的，而且是可行的。目前塔机力矩限制器有机械式、电子式等型式，其中机械式又分为多功能式和弓板式，从理论上讲，在上述几种限制器的基础上加设在线监测系统均是可行的，但是要在量大、面广的在用塔机和新生产塔机上安装在线监测系统，首先要保证可靠性，其次要降低成本，使中小塔机用户能接受。

弓板式力矩限制器是水平臂小车变幅塔式起重机常用的力矩限制器，其作用原理是通过放大起重力矩作用在塔顶下段主弦杆的应变来控制起重力矩，当变形超过设计值，行程开关动作切断起升及向前变幅电路。由于弓板式力矩限制器是直接通过放大起重力矩作用在塔顶下段主弦杆的应变来控制起重力矩，信号源单一、比较稳定，而电子式力矩限制器和多功能式力矩限制器由于信号源数量多、受钢丝绳松紧、滑移的变化影响，性能不稳定，其可靠性、抗干扰性、经济性无法与弓板式力矩限制器相比。

山东省建筑科学研究院建设机械研究所为适应行业的发展，基于弓板式力矩限制器，研究开发了塔机起重力矩在线监测系统，并且已申请国家专利。该系统在原有弓板式力矩限制器基础上，用线位移传感器取代原触点限位开关，将塔机吊重时弓板的变形量表现为线位移传感器输出电压的变化，检测精度高，成本低，抗干扰能力强，能适应恶劣的工作环境，应用单片机技术实现塔机工作力矩的数字化显示和记录，从而提高塔机的操作安全性。该系统主要包括如下功能：

1）实现塔机工作起重力矩的在线监测，实时显示塔机起重力矩值大小。

2）设置预警、停机工作方式。当吊重产生的起重力矩达到额定起重力矩的90％时，指示灯预警；达到额定起重力矩时，系统声光报警，同时切断小车向外运行和起升机构起升的电路。

3）对超载等异常起重力矩的工况自动进行记录，以便查询，作为分析事故原因的原始数据。在本系统中，用E２PROM作为数据记录存储器。E２PROM的优点在于能在应用系统中进行在线改写，并在系统断电情况下保存数据而不需电源保证。当塔机工作力矩出现异常，系统将此力矩值及其发生的时间记忆存储。

4）可根据需要选配微型打印机，以便对外输出查询的数据。

综上所述，采用塔机在线监测系统是我们塔机行业十分必要的、紧迫的、可行的工作，我们恳请主管部门采取措施强制实施塔机在线监测，消除超载和违章作业引起的塔机事故，保护国家和人民生命财产的安全，促进塔机行业从设计、制造、到使用各个环节产生质的飞跃。