QT1-6型塔式起重机安全评价

QT1-6型塔式起重机安全评价

摘要

应用预先危险性分析（PHA）的安全评价法针对QT1-6塔式起重机作安全评价,并做出相对应的安全操作规程排除、避免危险有害因素。对于最严重的危险——机体毁坏事故，利用事故树法分析。得出存在的危险直接原因是操作人员的误操作导致机器异常，间接原因是设备环境存在缺陷。 关键词：QT1-6塔式起重机 安全评价 预先危险性分析 事故树

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1 设备概况

1.1 特种设备选型

本次课程设计选用的特种设备是QT1-6型塔式起重机。QT1-6型塔式起重机由底盘、塔身、起重臂、塔顶及平衡臂组成，为上回转动臂变幅塔式起重机。塔顶有齿式回转机构，可绕塔身作360°回转，起重量2～6t，起重半径8.5～2m，起重高度26.5～40.5m,轨距3.8m。

1.2 工作原理及注意事项

起重机的基座通过螺栓与一块支撑起重机的大型混凝土板固定在一起。基座与塔柱（或塔）相连，塔体高度即塔式起重机的高度。与塔顶相连的是回转单元——包括齿轮和电机——它们使得起重机水平旋转。水平伸出的长起重臂（或工作臂），它是起重机中负荷重物的部分。一个起重小车，它能沿起重臂行走，使得起吊物靠近或远离起重机的中心。

1.2.1 安装

QT1-6型塔式起重机总重43吨，全高30多米，所以转移工地和出厂时不可能整体运输，需要拆成若干部分，分别运到现场进行安装。

1）安装前的准备工作[1]

安装前首先应了解现场情况，包括路基土壤的类别，路基周围的环境和排水情况等，并绘出建筑物与路基平面图，由此确定铺设路基的位置。

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铺设路基时应注意的事项： a.铺设路基时应有专人负责； b.路基旁必须没有排水沟；

c.路基范围内如有坟坑、渗水并、垃圾必须清除干净。所有妨碍起重机工作的障碍物如高压线、照明线、电话线、喇叭线等都必须拆除；

d.路基不允许铺设在冻土上； e.路基必须高出地面250毫米以上。 2）地锚的埋没 3）安装架的架设

安装塔式起重机时需要一台履带吊或汽车吊，也可用安装架进行安装。如用安装架时应先将安装架安装好。

使用安装架应注意事项：

a.在吊装塔式起重机的龙门架时，安装架应架设在轨距为4．7米的轨道上，而安装塔身、起重管等部分时，可直接安装在塔式起重机的轨道上(这样安装架的轨道可不必铺设很长)。

b.变换安装架轨距最好是放倒在地面上进行。如不放倒须加木撑撑住以防倾倒；

c.使用前应对手动滑车进行安全检查；

d.用两个滑车起吊构件时，动作必须一致，使其受力均匀。 4）安装

QT1-6型塔式起重机的安装方法很多，可根据设备条件，工人技术水平和传统方法来确定安装方案。日前在全国各地已普遍采用的方法是利用本机机构来竖

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立塔身、安装起重臂和平衡臂。

a.龙门架的安装； b.起重臂和塔身的组装； c.安装平衡臂和起重臂。

1.2.2检修与维修

1）塔式起重机各机构的传动部件应定期补注润滑脂。如回转机构、驱动机构、行走轮、轴承等。

2）对塔式起重机的结构件焊缝经常进行检查，发现开焊及时补焊。 3）检查塔式起重机架体的连接螺栓，发现松动及时紧固。对于架体采用杆件连接时，更应注意检查连接螺栓，同时连接螺栓禁止使用弹性垫圈防松。

4）对各安全装置在每天作业前进行检查，如有损坏失效，应维修合格后再进行作业。

5）主要受力构件的表面应定期除锈、涂漆，防止因腐蚀导致受力构件的强度降低，影响安全性和使用寿命。

6）经常检查起重钢丝绳及滑轮的磨损情况，发现钢丝绳损坏应及时更换，对轮缘破损、槽壁和槽底磨损超过标准的应及时更换。

7）经常检查电气系统的主要元件，所有元件应动作灵活可靠，触电接触良好，触电压力和开距符合技术要求。[2]

1.2.3保养

日常保养的作业范围(每班进行)见表1-1。

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表1-1 QT1-6型塔式起重机的保养 工作前 工作后 (1)合闸后检查机械金属结构和钢轨上(1)清除机身下部和各传动机构的灰尘是否带电(用试电笔)，电压是否正常，和污垢； 要求不得超过额定电压±5%； (2)清除轨道上的障碍物； (2)作好当班的详细运转记录和保养记录； (3)检查各减速箱的油量，并注意是否变(3)排除所发现的故障并记入履历书中； 质； (4)检查各连接处的螺栓有无松动； (4)搞好操作室的清洁卫生；并关锁好门窗； (5)检查轨道是否平兔枕木、石子是否捣(5)配电箱拉闸、锁好，电缆线盘绕整齐。 实(特别是在新工地第一次运转前更应 注意)； (6)检查各安全装置的灵敏性； (7)各润滑部位的油杯、油嘴是否按规定加油； (8)电缆线有无裂损或擦伤，发现后应用绝缘胶布包； (9)检查制动系统是否灵敏可靠。 1.3 结构图

见附件1。

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1.4 工作环境介绍

适用于构件较轻的多层框架和十层以下民用建筑的机构吊装。

1.5 小结

我通过查阅相关起重机书籍以及上网了解到QT1-6型塔式起重机的结构、安装、检修等相关知识。同时也相对地拓展了不同起重机的知识。

2 危险、有害因素辨识与评价

2.1塔式起重机安全风险因素鱼刺图

塔式起重机安全风险因素鱼刺图见图2-1[3]。

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图2-1 塔式起重机安全风险因素鱼刺图

2.2 QT1-6型塔式起重机PHA分析 2.2.1 QT1-6型塔式起重机PHA分析

QT1-6型塔式起重机PHA分析见表2-2。

表2-2 QT1-6型塔式起重机PHA分析 事故 危险、有害所处 因素 位置 事故原因 后果 事故 整机倾倒 平衡臂 ①起重力矩大于平衡力矩 ①轨道铺设不可靠 ②地面承载力不够 失稳 行走台车 ③未设安全止挡 ④忘记锁夹轨器 吊物失衡或吊钩 脱钩 ②危险断面磨损严重（超过10%） ①超载 断臂 起重臂 ②检修不当 ①卷筒壁存在裂纹 吊物失衡 卷筒 ②壁厚磨损超过10% 人员伤亡 ①尾部疲劳裂缝 设备损坏、经济损失、人员伤亡 . . . 资 料. .

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③键磨损或松动 ①滑轮不转动或滑轮槽与绳索直径不符合 断绳 钢丝绳 ②滑轮偏斜或移位 ③钢丝绳牌号不对 ①润滑油缺乏或过多，齿轮啮合不良 吊物失衡 减速器 ②联轴节安装不正确，两轴不同心 设备损坏、人③整个减速器震动 ①弹簧失效 操作失控 涡轮箱 ②工作失灵 ①制动瓦间隙过大或有油污 ②弹簧松弛或推杆行程不足 吊物失衡 制动器 ③机构转动工作时，制动瓦没有完全脱开 员伤亡 轮缘磨损 行走轮 ①轮缘磨损严重 ①油封失效 漏油 齿轮箱 ②轴颈磨损 ③分箱面不平 设备损坏 . . . 资 料. .

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轴衬磨损严滑动轴承 重 ①轴承偏斜或装得过紧，油中有杂质或缺油不良 ①滑轮受力不均或滑轮质量不均匀 轮槽磨损及滑轮 松动 ③轴承安装过紧或无润滑油 ①润滑油过多或种类不合乎要求 停机 滚动轴承 ②轴承原件有损坏 ③轴承中有油污或安不正确 ①制造不精确，安装不正确 噪音 开式齿轮 ②过大的冲击载荷 ③轮辐或轮圈上有裂纹[1] ②轮滑左右松动及倾斜 2.2.2 危险等级划分

由于危险因素发展成为事故的起因和条件不同，因此在预先危险性分析中仅能作为定性评价，其等级如表2-3所示。

表2-3 危险等级分布表

级 别 Ⅰ 危险程度 安全的 可能导致的后果 不会导致伤害或疾病，系统无损失，可以忽略 处于事故的边缘状态，暂时还不会造成人员伤亡和系统的损Ⅱ 临界的 坏，但应予排除或控制 Ⅲ Ⅳ 危险的 破坏性的 会造成人员和系统损坏，要立即采取措施控制 破坏性的，会造成死亡或系统报废，必须设法消除 . . . 资 料. .

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2.2.3 危险等级的确定

根据国内36例(在《起重机械事故分析和对策 》例举的 )塔机事故性质分类，见表2-4。

表2-4国内塔机重大安全事故分类表

塔机安全事故类别 % 整机倾倒 臂架折断或上部机构坠毁 其他 根据表2-4所确定的危险等级见表2-5。

表2-5 危险等级

危险程度Ⅳ 危险程度Ⅲ 整机倾倒；失稳；脱钩；断臂 吊物失衡；断绳；操作失控 轮缘磨损；漏油；轴衬磨损严重；轮槽危险程度Ⅱ 磨损及松动；停机；噪音 从事故统计中可知，机体毁坏（倒塔 、断臂事故 )占塔机事故的比率最高 ，而且所造成的危害最大，故涉及到这方面的危险因素应是检验的重点 。

58 32 10 2.3 小结

QT1-6型塔机的危险有害因素有直接原因和间接原因。直接原因是人的管理和操作，间接原因有自然灾害。根据塔机的故障作PHA分析，得知故障有可能导致设备损失、经济损失和人员伤亡。

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3 重大危险有害因素定量分析

3.1 事故树分析法

事故树分析法是从要分析的特定事故或故障（顶上事件）开始，层层分析其

发生原因，直到找出事故的基本原因（底事件）为止[4]。

根据国内塔机重大安全事故调查得知机体毁坏是塔机事故中所占比率最高的，因此利用事故树分析法分析事故的原因，见图3-1。

（a）

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（b）

图3-1 机体毁坏事故树

3.2 机体毁坏事故树最小径集

机体毁坏事故树最小径集见表3-2。

表3-2 机体毁坏事故树最小径集

序号 基本事件 基本事件名称 螺栓连接不牢固；违章操作；锈X4 X14 X18 X12 X19 X22 1 X20 X16 X17 绳断丝严重；外部突加载荷；制动装. . . 资 料. .

蚀严重；无证操作；变形严重；钢丝v .. . ..

置失效；起重设备故障 螺栓连接不牢固；违章操作；锈X4 X14 X18 X21 X12 X19 蚀严重；力矩限制等装置失效；无证2 X23 X20 X15 操作；变形严重；超载；外部突加载荷；安全距离不够 无资质单位制造；顶升装置失X1 X13 X18 X14 X12 X19 X4 效；锈蚀严重；违章操作；无证操作；3 X23 X20 X15 变形严重；螺栓连接不牢固；超载；外部突加载荷；安全距离不够 无资质单位制造；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；X1 X13 X18 X21 X12 X19 X4 4 X23 X20 X16 X14 固；超载；外部突加载荷；制动装置失效；违章操作 无资质单位制造；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；X1 X13 X18 X21 X12 X19 X4 5 X23 X20 X15 X17 固；超载；外部突加载荷；安全距离不够；起重设备故障 装置未装设；顶升装置失效；锈X7 X13 X18 X14 X12 X19 X4 6 X23 X20 X15 严重；螺栓连接不牢固；超载；外部. . . 资 料. .

无证操作；变形严重；螺栓连接不牢无证操作；变形严重；螺栓连接不牢蚀严重；违章操作；无证操作；变形v .. . ..

突加载荷；安全距离不够 装置未装设；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无证X7 X13 X18 X21 X12 X19 X4 7 X23 X20 X16 X14 超载；外部突加载荷；制动装置失效；违章操作 装置未装设；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无证X7 X13 X18 X21 X12 X19 X4 8 X23 X20 X15 X17 超载；外部突加载荷；安全距离不够；起重设备故障 与周边建筑物；顶升装置失效；X10 X13 X18 X14 X12 X19 锈蚀严重；违章操作；无证操作；变9 X4 X23 X20 X15 形严重；螺栓连接不牢固；超载；外部突加载荷；安全距离不够 与周边建筑物；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无X10 X13 X18 X21 X12 X19 10 X4 X23 X20 X16 X14 超载；外部突加载荷；制动装置失效；违章操作 X10 X13 X18 X21 X12 X19 X4 11 X23 X20 X15 X17 锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无与周边建筑物；顶升装置失效；证操作；变形严重；螺栓连接不牢固；操作；变形严重；螺栓连接不牢固；操作；变形严重；螺栓连接不牢固；. . . 资 料. .

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证操作；变形严重；螺栓连接不牢固；超载；外部突加载荷；安全距离不够；起重设备故障 焊接缺陷；顶升装置失效；锈蚀X2 X13 X18 X14 X12 X19 X4 X23 严重；违章操作；无证操作；变形严12 X20 X15 重；螺栓连接不牢固；超载；外部突加载荷；安全距离不够 焊接缺陷；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无证操X2 X13 X18 X21 X12 X19 X4 X23 13 X20 X16 X14 载；外部突加载荷；制动装置失效；违章操作 焊接缺陷；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无证操X2 X13 X18 X21 X12 X19 X4 X23 14 X20 X15 X17 载；外部突加载荷；安全距离不够；起重设备故障 材料缺陷；顶升装置失效；锈蚀X3 X13 X18 X14 X12 X19 X4 X23 严重；违章操作；无证操作；变形严15 X20 X15 重；螺栓连接不牢固；超载；外部突加载荷；安全距离不够 16 X3 X13 X18 X21 X12 X19 X4 X23 材料缺陷；顶升装置失效；锈蚀作；变形严重；螺栓连接不牢固；超作；变形严重；螺栓连接不牢固；超. . . 资 料. .

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X20 X16 X14 严重；力矩限制等装置失效；无证操作；变形严重；螺栓连接不牢固；超载；外部突加载荷；制动装置失效；违章操作 螺栓连接不牢固；违章操作；锈X4 X14 X18 X12 X19 X23 X20 蚀严重；无证操作；变形严重；超载；17 X16 X17 外部突加载荷；制动装置失效；起重设备故障 无资质单位制造；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；X1 X13 X18 X21 X12 X19 X4 X23 18 X20 X16 X17 固；超载；外部突加载荷；制动装置失效；起重设备故障 装置未装设；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无证X7 X13 X18 X21 X12 X19 X4 X23 19 X20 X16 X17 超载；外部突加载荷；制动装置失效；起重设备故障 与周边建筑物；顶升装置失效；X10 X13 X18 X21 X12 X19 X4 锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无20 X23 X20 X16 X17 证操作；变形严重；螺栓连接不牢固；超载；外部突加载荷；制动装置失效；操作；变形严重；螺栓连接不牢固；无证操作；变形严重；螺栓连接不牢. . . 资 料. .

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起重设备故障 焊接缺陷；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无证操X2 X13 X18 X21 X12 X19 X4 X23 21 X20 X16 X17 载；外部突加载荷；制动装置失效；起重设备故障 材料缺陷；顶升装置失效；锈蚀严重；力矩限制等装置失效；无证操X3 X13 X18 X21 X12 X19 X4 X23 22 X20 X16 X17 载；外部突加载荷；制动装置失效；起重设备故障 作；变形严重；螺栓连接不牢固；超作；变形严重；螺栓连接不牢固；超3.3 机体毁坏事故树最小割集

机体毁坏事故树最小割集见表3-3。

表3-3 机体毁坏事故树最小割集

序号 1 2 3 4 5 6 基本事件 X13 X14 X18 X21 X14 X12 X19 X4 基本事件名称 顶升装置失效；违章操作 锈蚀严重 力矩限制等装置失效；违章操作 无证操作 变形严重 螺栓连接不牢固 . . . 资 料. .

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7 8 9 10 X22 X23 X20 X15 X16 X14 X17 钢丝绳断丝严重；超载 外部突加载荷 安全距离不够；制动装置失效 违章操作；起重设备故障 3.4 机体毁坏事故树结构重要度

结构重要度顺序为：

I(14)>I(18)=I(12)=I(19)=I(4)=I(20)>I(13)=I(22)=I(23)=I(21)=I(15)=I(16)=I(17)

事件名称是：违章操作>锈蚀严重=无证操作=变形严重=螺栓连接不牢固=外部突加载荷>顶升装置失效=钢丝绳断丝严重=超载=力矩限制等装置失效=安全距离不够=制动装置失效=起重设备故障

3.5 机体毁坏事故树小结

根据事故树分析可知造成机体毁坏的主要原因有违章操作、结构变形锈蚀严重、碰撞坠落和设备环境缺陷。为了防止机体毁坏造成严重人员伤亡、设备损坏和经济损失，塔机的相关操作人员应从塔机的安装和操作方面采取相关的安全措施。

4 安全操作规程

4.1一般要求

1）驾驶塔式起重机的司机，必须经过专门的训练，要了解机械的构造和作

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用原理，以及操作方法，并经过考查合格后才允许单独操作。

2）司机应熟悉机械工作原理及规程，并严格遵守执行。 3）非司机不得任意操作。 4）司机在酒后不准操作。

4.2 操作的检查

1）捡查轨道上有无妨碍起重机行走的障碍物。 2）检查轨道的平直和轨距。

3）合上总闸后用试电笔检查金属结构部分是否有漏电现象。确认安全后才可上梯子进入驾驶室。

4）检查钢丝绳肋磨损情况。

5）用空车运转的方法检查三个控制器的转动装置有无毛制动器是否灵镀，传动部分声音是否正常。

6）经全面检查发现问题，及时解决后，方可进行正式操作[5]。

4.3 操作中的安全规则

1）司机必须得到指挥信号后才能进行操作鸣铃示意(给信号)。 2）起重量应严格按原厂规定，不得超载。 3）操作室内禁止吸烟、吃东西和进行娱乐活动。 4）严禁人员乘坐或利用起重机升降。

5）操作中司机应注意力集中，不得与其他人员闲淡或做其他动作。 6）操作控制器时，首先从停止点(零位)转动到第一级，然后逐级增、减速

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度，禁止越级操作。

7）任何一个机构换向时，都应将控制器手盘指针先转动至零位，并待运动停止后再转向另一方向。

8）吊钩起升肋最高度，应距离起重臂1米以上。 9）起重机行走，严禁开行到距钢轨端部2米以内的地方。 10）起重机夜间工作时，必须有适当的照明设备。 11）工作中休息或下斑时，不得将起吊重物悬挂在空中。

12）司机应注意起重物件的绑扎是否牢靠和合理，如有不牢靠和不合理的情况，可要起重工师傅重新绑扎。不允许斜拉和斜吊。

13）起重机在工作中，不允许任何人员上下爬梯，也不得检修和调整机器。 14）驾驶室中禁止非工作人员进入，也不得放置妨碍操作的物品。 15）如果起重机在操作过程中发生故障，并设法放下起重物进行修理。

4.4 工作完毕后的安全规则

1）每班工作完毕后，应将起重机开行到轨道中间放置，上紧夹轨钳，吊钩起升至离起重臂2—3米处，起重臂转至与轨道平行的方向。

2）所有控制器的手盘指针必须转至零位，切断总电源。 3）将驾驶室所有门窗关闭好、锁好。

4）润滑油、棉纱头等易燃物品不宜存放过多，以免引起火灾。 5）消防工具(绝缘把的剪刀、斧子等)要放在易取之处。

6）如发生电器失火，绝对禁止用水救火，须用四氯化碳灭火器或其他不导电的东西救火。

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7）在六级风以上或暴风雨时，须用四根缆风绳，张拉塔身(驾驶室上方四角的耳环与地面锚环固定)。

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总结

首先初步通过了解QT1-6型塔式起重机的结构、适用范围、安装、维护和检修等方面，从而了解塔机在安装及操作过程中存在的危险有害因素。应用预先危险性分析法确定危险有害因素的危险等级。根据网上搜集的资料得知机体毁坏是塔机事故最为严重的，并因此应用事故树分析法分析机体毁坏事故。从事故树分析法中得知造成事故的原因有直接原因和间接原因。直接原因是误安装及误操作，间接原因是设备环境缺陷。因此塔机的安全操作规程及管理制度显得尤为重要。

因本次的课程设计缺乏真实的数据，没有得到专家的认可，故可能与实际存在一定的偏差。若往后有机会定会与专家讨论并得到真实的数据。

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