李 威，陳 聚，蔣元棟

LI-Wei,CHEN Ju,JIANG Yuan-dong

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院蘇州分院，江蘇 蘇州 215128）

1 前 言

起升高度限位器是起重機(jī)械重要的安全保護(hù)裝置，它用于控制并限定起升機(jī)構(gòu)的運(yùn)行范圍（上升極限、下降極限），其功能可靠與否將直接影響起重機(jī)械的安全運(yùn)行。目前，國產(chǎn)鋼絲繩電動(dòng)葫蘆（如CD1、MD1 型等）的起升高度限位器通常采用斷電限位開關(guān)形式。斷電限位開關(guān)，即，當(dāng)起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行達(dá)到上升極限或下降極限位置時(shí)，該開關(guān)動(dòng)作并直接切斷起升機(jī)構(gòu)電機(jī)（以下簡稱起升電機(jī)）的兩相動(dòng)力電源，從而使起升機(jī)構(gòu)立即停止運(yùn)行。那么，如何保證斷火限位開關(guān)的設(shè)計(jì)功用；這就要求，首先，必須確保斷電限位開關(guān)的器件本身可靠性（包括調(diào)整、動(dòng)作等）；其次，確保其接線正確。本文以一起電動(dòng)單梁起重機(jī)（起升機(jī)構(gòu)采用CD1 型鋼絲繩電動(dòng)葫蘆）在上升運(yùn)行過程中發(fā)生的吊具滑輪組（以下簡稱吊具）沖頂事故為例，說明嚴(yán)格按照起升高度限位器設(shè)計(jì)接線的重要性，以保證起重機(jī)械安全運(yùn)行。

2 事故分析

2.1 事故概況

2012年9月本市某公司焊接車間的1臺5t電動(dòng)單梁起重機(jī)發(fā)生了一起吊具沖頂并導(dǎo)致吊具及工件墜落的事故。事故當(dāng)時(shí)，司機(jī)操縱該起重機(jī)從地面開始起吊約3.5t 工件并上升至離地約2.5m 高度后，松開了上升運(yùn)行按鈕欲使起升機(jī)構(gòu)停止上升，但此時(shí)起升機(jī)構(gòu)上升運(yùn)行功能失控，吊具仍然上升；與此同時(shí)，在這緊急時(shí)刻司機(jī)又未能采取有效的應(yīng)急措施阻止吊具繼續(xù)上升，以至吊具直接撞上電動(dòng)葫蘆本體外殼（即吊具沖頂）。吊具沖頂后，由于起升電機(jī)仍處于上升通電運(yùn)行狀態(tài)，于是在起升機(jī)構(gòu)向上卷揚(yáng)力的持續(xù)作用下，起升機(jī)構(gòu)鋼絲繩持續(xù)異常受拉而斷裂，最終導(dǎo)致吊具及工件墜落。事故原因具體分析如下。

2.2 事故起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

事故起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 事故起重機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

2.3 事故原因分析

2.3.1 電氣元件通斷功能故障

經(jīng)調(diào)查，由于起重機(jī)上升接觸器主觸點(diǎn)（動(dòng)、靜觸點(diǎn)之間）燒蝕、粘連，即上升接觸器通斷功能失效，從而導(dǎo)致起升機(jī)構(gòu)上升運(yùn)行功能失控和事故發(fā)生。事故過程電氣分析如下。

（起重機(jī)啟動(dòng)、懸掛工件準(zhǔn)備起吊等的前過程略）司機(jī)按下上升運(yùn)行按鈕S11－上升接觸器KM3 線圈回路得電－上升接觸器KM3得電，其主觸點(diǎn)閉合－起升電機(jī)Ms得電－起升機(jī)構(gòu)作上升方向運(yùn)－工件上升至離地約2.5m 高度后，司機(jī)松開上升運(yùn)行按鈕S11－上升接觸器KM3 線圈回路失電－上升接觸器KM3 失電，其主觸點(diǎn)本應(yīng)斷開，但由于其燒蝕、粘連－起升電機(jī)Ms 仍然得電－起升機(jī)構(gòu)繼續(xù)作上升方向運(yùn)行－吊具達(dá)到上升極限位置時(shí)，雖然起升高度限位器K91 能可靠動(dòng)作，且其上升極限位置常閉電氣觸點(diǎn)（X32）已斷開，但也無助于切斷起升電機(jī)的動(dòng)力電源（上升接觸器KM3 的主觸點(diǎn)燒蝕、粘連）－吊具繼續(xù)上升吊具沖頂并直接導(dǎo)致上述事故發(fā)生。

2.3.2 改變起升高度限位器原設(shè)計(jì)接線

從上述事故過程電氣分析來看，導(dǎo)致吊具沖頂?shù)闹苯釉蚬倘皇且蛏仙佑|器通斷功能失效所致。但是，從進(jìn)一步查看事故起重機(jī)的原設(shè)計(jì)電氣原理圖（見圖1）可知，因擅自改變起升高度限位器的原設(shè)計(jì)接線而致使其設(shè)計(jì)功用發(fā)生改變，是導(dǎo)致該起事故的主要原因。

圖1 原設(shè)計(jì)起重機(jī)電氣原理圖（局部圖）

如圖1 所示，原設(shè)計(jì)電氣原理圖中起升高度限位器K91（與事故起重機(jī)中同型號，器件本身為斷火限位開關(guān)形式）的（X32、X33）上升極限位置常閉電氣觸點(diǎn)串接于起升機(jī)構(gòu)的動(dòng)力回路之中，其設(shè)計(jì)接線的優(yōu)點(diǎn)就在于“直接性”，同時(shí)體現(xiàn)了“某一電氣元件故障不至于導(dǎo)致設(shè)備危險(xiǎn)運(yùn)行”的基本電氣設(shè)計(jì)理念。也就是說，在起升機(jī)構(gòu)上升運(yùn)行過程中，即使發(fā)生因上升接觸器主觸點(diǎn)燒蝕、粘連等故障而導(dǎo)致吊具持續(xù)上升并達(dá)到極限位置時(shí)，K91 也能直接可靠地切斷起升電機(jī)Ms 的兩相動(dòng)力電源（K91 動(dòng)作并斷開（X32、X33）觸點(diǎn)），使起升機(jī)構(gòu)立即停止上升，從而有效避免吊具沖頂事故的發(fā)生。反觀事故起重機(jī)的起升高度限位器接線則未能符合原設(shè)計(jì)規(guī)定要求，由此也就改變了起升高度限位器的設(shè)計(jì)功用，其缺陷就在于“間接性”。即事故起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)上升運(yùn)行的極限控制是由起升高度限位器動(dòng)作并斷開上升接觸器的線圈回路，進(jìn)而再通過上升接觸器主觸點(diǎn)的分?jǐn)啵詈髮?shí)現(xiàn)切斷起升電機(jī)的動(dòng)力電源，因而增加了中間控制環(huán)節(jié)。此時(shí)若出現(xiàn)類似因中間控制元件故障（如上升接觸器主觸點(diǎn)燒蝕、粘連等）時(shí)，就會造成吊具沖頂事故。

2.3.3 司機(jī)缺乏緊急情況處置經(jīng)驗(yàn)

上述事故的發(fā)生，在一定程度上與司機(jī)未能臨場緊急處置有關(guān)。當(dāng)起升機(jī)構(gòu)出現(xiàn)上升運(yùn)行功能失控時(shí)，司機(jī)未能及時(shí)按下應(yīng)急斷電開關(guān)S21，以切斷起重機(jī)上的總動(dòng)力電源而迫使起升機(jī)構(gòu)停止運(yùn)行，這也是導(dǎo)致該起事故的次要原因之一。如圖1 中所示，具體分析如下。

當(dāng)出現(xiàn)上述事故中起升機(jī)構(gòu)上升運(yùn)行功能失控的緊急情況時(shí)，司機(jī)若能及時(shí)按下應(yīng)急斷電開關(guān)S21－總線路接觸器KM0 線圈回路失電－總線路接觸器KM0 失電，其主觸點(diǎn)斷開－切斷起重機(jī)上的總動(dòng)力電源－起升電機(jī)Ms－失電起升構(gòu)停止運(yùn)行—即可避免上述事故的發(fā)生。

3 事故預(yù)防

3.1 規(guī)范施工行為 保證施工質(zhì)量

在對上述事故的進(jìn)一步調(diào)查中得知，事故發(fā)生的前一年，該公司委托某起重機(jī)械施工單位（具有相關(guān)施工資質(zhì)）對事故起重機(jī)進(jìn)行了更換電動(dòng)葫蘆（與原電動(dòng)葫蘆同型號）的大修施工，但施工單位卻未辦理相關(guān)開工告知及申報(bào)監(jiān)督檢驗(yàn)手續(xù)；且施工單位進(jìn)行大修施工過程中，在更換電動(dòng)葫蘆的同時(shí)，擅自改變了起升高度限位器的原設(shè)計(jì)接線，從而改變了起升高度限位器這一起重機(jī)械安全保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)功用，也給起重機(jī)的安全運(yùn)行埋下了隱患。因此，一方面，從規(guī)范施工行為的角度出發(fā)，施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照《起重機(jī)械安全監(jiān)察規(guī)定》（國家質(zhì)檢總局第92 號令）相關(guān)條文的規(guī)定，在對起重機(jī)械進(jìn)行大修前應(yīng)向施工所在地的質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門告知，告知后方可施工；同時(shí)，應(yīng)當(dāng)在施工前向施工所在地的檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)申請監(jiān)督檢驗(yàn)。另一方面，施工單位必須保證施工質(zhì)量，不能隨意改動(dòng)起重機(jī)械的電氣控制系統(tǒng)，尤其不能擅自改變安全保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)功用。在此基礎(chǔ)上施工單位認(rèn)真組織施工，杜絕類似事故再次發(fā)生。

3.2 加強(qiáng)使用管理 確保安全運(yùn)行

使用單位對起重機(jī)械的安全使用負(fù)有主要責(zé)任，應(yīng)嚴(yán)格按照TSG Q5001-2009《起重機(jī)械使用管理規(guī)則》（以下簡稱《規(guī)則》）的相關(guān)規(guī)定，加強(qiáng)起重機(jī)械的使用管理。對于使用單位委托施工單位進(jìn)行諸如起重機(jī)大修、改造和安裝的施工項(xiàng)目，使用單位應(yīng)當(dāng)監(jiān)督其依法履行開工告知和監(jiān)督檢驗(yàn)等義務(wù)，堅(jiān)決杜絕使用未經(jīng)監(jiān)督檢驗(yàn)或檢驗(yàn)不合格的起重機(jī)；其次，使用單位應(yīng)按照《規(guī)則》要求，做好起重機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)和自行檢查工作，對于接觸器等電氣通斷控制元件，除了考慮產(chǎn)品質(zhì)量外，還應(yīng)根據(jù)其使用時(shí)間、通斷動(dòng)作頻率，做到定期檢查、保養(yǎng)和更換，積極排查并消除隱患，從而保證其工作可靠有效；再者，使用單位還應(yīng)加強(qiáng)起重機(jī)司機(jī)的內(nèi)部安全教育和技術(shù)培訓(xùn)，增強(qiáng)司機(jī)的緊急處置和靈活應(yīng)變能力，以避免上述事故的發(fā)生或使事故范圍得到有效控制。