塔式起重机安全评估作业指导书.doc

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塔式起重机安全评估
作业指导书

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发布2016-06-28 实施2016-07-10

塔式起重机安全评估细则

一、目的
为了保障塔式起重机安全使用，提高塔式起重机安全评估技术与质量工作，依据国家相关法规、标准和技术规范特制定《塔式起重机安全评估作业指导书》。本公司从事塔式起重机安全评估的人员，应认真贯彻执行。
二、评估范围
1.超过规定使用年限的塔式起重机应进行安全评估；
2.塔式起重机有下列情况之一的应进行安全评估：
起重公称力矩400KN.m(含400KN,m)以下出厂超过8年的塔式起重机、起重公称力矩630kNm以下（不含630kNm）、出厂年限超过10年的塔式起重机；公称力矩630kNm-1250kNm（不含1250kNm）、出厂年限超过13年的塔式起重机；1250kNm以上出厂超过18年的塔式起重机。

二、参照的技术标准
GB/T 5031-2008 《塔式起重机》
GB 5144-2006 《塔式起重机安全规程》
JGJ/T 189-2009 《建筑起重机械安全评估技术规程》
GB/T 13752-2016 《塔式起重机设计规范》
GB/T 3811-2008 《起重机设计规范》
JB/T 6062-2007 《无损检测 焊缝渗透检测》
DGJ32/J65-2015 《建筑工程施工机械安装质量检验规程》

三、安全评估流程：
1、设备产权单位委托本公司进行塔式起重机安全评估工作。
2、本公司成立评估小组，确定主检负责人。
3、设备产权单位应提供设备安全技术档案资料。设备安全技术档案资料应包括特种设备制造许可证、制造监督检验证明、出厂合格证、使用说明书、备案证明、使用履历记录等，并应符合JGJ/T 189-2009《建筑起重机械安全评估技术规程》中附录B、C中设备基本信息表、设备主要技术参数表中要求。
4、在设备解体状态下，应对设备外观进行全面目测检查，对重要结构件及可疑部位应进行厚度测量、直线度及无损检测等。
5、设备组装调试完成后，应对设备进行载荷试验。
6、根据设备安全技术档案资料情况、检查检测结果等，应依据JPJ/T 189以及其他有关标准要求，对设备进行安全评估判别，得出安全评估结论及有效期并出具安全评估报告。
7、评估结论应分为“合格”和“不合格”。
8、塔式起重机的最长有效期限应符合以下规定：
塔式起重机：630kNm以下（不含630kNm）评估合格最长有效期限为1年；630kNm-1250kNm（不含1250kNm）评估合格最长有效期为2年；1250kNm以上（含1250kNm）评估合格最长有效期为3年。
9、应对安全评估后的建筑起重机械进行唯一性标识。

四、所需要检测仪器设备如下：
序号
名称
型号
编号
1
绝缘电阻仪
ZC25-3型
YQ-001
2
钢直尺
600mm
YQ-014
3
经纬仪
DT-2
YQ-004-1
4
放大镜
20×18mm
YQ-009
5
塞尺
0.02~1mm
YQ-013
6
卷尺
0~50m
YQ-016
7
手持激光测距仪
UT391
YQ-018
8
宽口游标卡尺
54158
YQ-022
9
钢卷尺
5m
YQ-028
10
称重仪
HP-20k
YQ-007
11
直线规
1m
YQ-035
12
应变仪
DH3818N
QY-036

五、评估的基本要求和方法：
5.1塔式起重机的评估应以重要结构件及主要零部件、电气系统、安全装置和防护设施等为主要内容。
塔式起重机的重要结构件宜包括下列主要内容：塔身、起重臂、平衡臂（转台）、塔帽或塔顶构造、拉杆、回转支承座、附着装置、顶升套架或内爬升架、行走底盘及底座等。
5.2钢结构安全评估检测点的选择应包括下列部位：
1、重要结构件关键受力部位；
2、高应力和低疲劳寿命区；
3、存在明显应力集中的部位；
4、外观有可见裂纹、严重锈蚀、磨损、变形等部位；
5、钢结构承受交变荷载、高应力区的焊接部位及其热影响区域等。
5.3安全评估基本方法：
1）目测：全面检查钢结构的表面锈蚀、磨损、和变形等，对发现的缺陷或可疑部位做出标记，并应进一步检测评估；
2）影像记录：用照相机或摄像机拍摄设备的整机外貌，拍摄重要结构件的承受交变荷载或高应力区的焊接部位及其热影响区域，拍摄外观有可见裂纹，严重锈蚀、磨损、变形等部位；
3）厚度测量：采用超声波测厚仪、游标卡尺等器具测量结构件的实际厚度；
4）直线度等形变偏差测量：用直线规、经纬仪、卷尺等工具进行测量；
5）载荷试验：整机安装调试完成后，通过载荷试验检验结构的静刚度及主要零部件的承载能力，通过载荷试验检验机构的运转性能、控制系统的操作性能及各安全装置的工作有效性。
5.4当按住奥5.3中基本方法不能满足安全评估要求时，安全评估也可采用下列方法：
1.当重要结构件外观有明显缺陷或疑问，需要进一步评估检测情况时，可采用下列无损检测方法：
1）磁粉检测（MT）：检测铁磁性材料近表面存在的裂纹缺陷；
2）超声检测（UT）：采用直射、斜射、液浸等技术，检测结构件内部缺陷；
3）射线照相检测（RT）：利用X或γ射线的穿透性，检测结构件内部缺陷。
5.5 对重要结构件有改制或主要技术参数有变更等情况，可采用应变仪测取结构应力，分析判别结构的安全度的应力测试方法。
六、塔式起重机评估作业细则
评估的塔式起重机分为两种状态：解体状态与整机状态
1）解体状态检测内容包括：结构件锈蚀与磨损、结构件裂纹检测、结构件变形检测、销轴与轴孔及变形检测、主要零部件与安全装置、电气系统及防护设施的外观检测。
2）整机检测内容：载荷试验对整机及其主要零部件、安全装置、电气系统进行功能性实验；电气系统绝缘性能检测；防护设施的安全状态检查。
6.1解体状态检测细则
6.11结构件锈蚀与磨损
部位
检测数量
方法
1.起重臂主弦杆
臂架节抽检数量不得少于总数的70%，且必须包括中间的2节臂架节，每节臂架节主弦杆检测不得少于2处

待检部位应处理干净使用，测厚仪、游标卡尺等器具检测实际尺寸

2.塔身节主弦杆
塔身基础节主弦杆检测不得少于2处，其他塔身节抽检数量不得少于总数的20%，每节检测不得少于1处
3.塔帽根部及顶部连接拉杆座
塔帽（A字架）主弦杆根部抽检不得少于2处，顶部连接拉杆座不得少于1处
4.平衡臂（转台）连接处
平衡臂（转台）连接处不得少于2处
5.回转支承座连接处
上下回转支承座连接处抽检各不少于1处
6.目测可疑其他重要部位
不定，对其他重要结构件目测可疑部位进行全数检测
目测
注：当检测发现不合格时，应加倍对同类部位进行抽查，如再次发现不合格，应全数检测。
部位
塔身主弦杆
起重臂
平衡臂
塔帽
回转支承座
锈蚀磨损率规定要求
≤10%
≤30%
≤10%
≤10%
≤10%

锈蚀磨损率（K）计算公式：
K=(L2-L1)/L1
L1:壁厚设计值 L2：实际壁厚测量值 K：锈蚀磨损率

6.1.2 结构件裂纹检测
部位
检测数量
方法
1.行走底盘及底座的最大受力或变截面应力集中部位

抽检数量不得少于1处

待检部位需清理干净，采用渗透法，发现疑问时可采用超声检测

2.回转平台支承座主要受力焊缝及变截面应力集中部位
3.起重臂根部焊缝、主弦杆连接焊缝处
4.平衡臂（转台）主结构连接焊缝处
5.塔身节主弦杆连接焊缝部位
塔身基础节主弦杆连接焊缝、塔身加强节或特殊主弦杆部位抽检数量各不得少于2处；其他塔身节抽检数量不少于总数的20%，每节主弦杆连接处检测不得少于1处
6.塔帽或塔顶构造主弦杆连接焊缝处

抽检数量不得少于1处

7.附着装置主结构连接焊缝处
8.顶升套架爬爪座、主弦杆支承横梁等连接焊缝处
9.目测可疑其他重要部位
不定
注：①当检测发现不合格的，应加倍对同类焊缝进行抽查；如再次发现不合格，应全数检测。②当重要结构件表面发现裂纹的，该结构件判为不合格。
验收标准请参照 JB/T 6062-2007 《无损检测 焊缝渗透检测》，当达到该规定的1级要求时及为合格。

6.1.3 结构件变形检测
部位
抽检数量
仪器及方法
塔身节主弦杆直线度偏差、对角线偏差
塔身节全数目测检查，对发现的可疑部位进行全数检测；目测未见异常的塔身节，随机抽查不得少于3节，每节测量不得少于2根主弦杆的直线度，并应测量每节的对角线偏差
待检部位需清理干净，使用直线规、卷尺等器具测量
起重臂主弦杆
起重臂全数目测检查，对发现的可疑部位进行全数检测；目测未见异常的起重臂，随机抽查不得少于3节，每节测量上下各不得少于1根主弦杆的直线度
待检部位需清理干净，使用直线规、卷尺等器具测量

平衡臂主弦杆

目测可疑应全数检测

塔帽主弦杆
顶升套架主弦杆
其他构件
判别指标：主弦杆直线度≤1‰ 、斜杆直线度
检测项目
主弦杆直线度
斜杆直线度
标准节对角线偏差
指标
≤1‰
≤1/750
≤1.5‰
注：当检测发现不合格的，应加倍对同类缺陷进行抽查；如再次发现不合格，应全数检测。
6.1.4 销轴与轴孔磨损及变形检测
部位
抽检数量
仪器方法
起重臂臂架节间
不少于5处

采用游标卡尺、内外卡钳等器具测量

规定要求：磨损率≤3%
平衡臂臂架节间
不少于2处
起重臂根部连接
不少于1处
平衡臂根部连接
不少于1处
拉杆连接
不少于1处
塔帽根部连接
不少于1处
其他构件
目测有明显磨损及变形
磨损率=（实际测量尺寸-设计尺寸）/设计尺寸
6.2.5 主要零部件、安全装置、电气系统及防护设施的检测
1）主要零部件包括制动器、联轴节、卷筒与滑轮、钢丝绳、吊钩组等。
2）安全装置包括各类安全限位开关与挡板、小车断绳保护装置、动臂变幅防臂架后翻装置，小车防坠落装置、缓冲器、扫轨板、抗风防滑装置、钢丝绳防脱装置等；
3）电气系统保护电气控制箱、电缆线、电气元件等。
4）防护设施包括走道、工作平台、栏杆、扶梯等。
检验方法：对主要零部件、安全装置、电气系统及防护设施进行外观目测检查，如有疑问使用量具测量。检查检测各部件的磨损变形情况、钢丝绳断绳情况等。检查电箱外观，应完整并能防漏水，应设置电气保护并应符合现行国家标准《塔式起重机安全规程》GB 5144的规定，电缆应无老化破损。
6.2 整机状态检验
6.2.1功能检测
1）检测分为空载试验与额定荷载试验
2）通过空载试验与额定载荷试验对整机及其主要零部件、安全装置、电气系统进行功能试验，各系统机构能够安全运行。使用绝缘电阻仪检测电气系统的绝缘性能，绝缘电阻值≥0.5MΩ。
6.2.2垂直度测量
空载时，使用经纬仪进行垂直度测量计算，测量结果≤4‰。
6.2.3 机构应力测试
1）测量设备：静态电阻应变仪
2）结构应力测试工况及荷载
工况
R（m）
最大工作幅度
小车位于臂架跨中位置
Q（t）
QH
80%QH
QH
80%QH
α（°）
0
45
0
45
0
45
0
45
测点号
负载应力值 Mpa
1

2

3

4

5

6

7

9

10

11

QH·····额定荷载 α······臂架与轨道形成的角度

3）测点选择
主要位置：塔臂、拉杆、塔身、回转平台、回转支承座、底座、支腿。详细位置请见下图：
4）试验程序
①检查和调整待检塔机，使之处于正常工作状态，调试和检查相关仪器，合理选择灵敏系数，消除所有不正常现象。
②测量消除自重影响的应变片基准ε0。
③测量在空载应力状态时应变片在自重作用下的读数ε1。空载应力状态是将塔机调整为所规定的测试工况，幅度同对应的测试工况、吊钩落地、回转机构或转台应制动或锁住。运行机构处于制动状态。如果零应力状态基准：如果零应力状态基准：ε0无法读出，可以取空载状态作初始状态，应变仪调零。
④测量应变片在负载状态下的读数ε2。
⑤卸载至空载应力状态，检查各应变片的回零情况。如果某测点的应变片读数与原数据ε1偏差超过±0.03σs/E，认为该点数据无效，应查明原因，按原测试程序重新测量，直至合格。
注：σs为材料屈服极限；E为弹性模量。
⑥每项试验应重复做3次，比较测试数据无重大差别。如果误差超过切倍的微应变，则应查明原因，并重新测量，直至稳定。
⑦观察结构是否永久变形或局部损坏。如果出现永久变形或局部损坏应立即终止试验，进行全面检查分析。
⑧测试数据、观察到的现象和说明应随时记录。
5）计算两个测试状态的应力
空载应力（自重应力）σ1按下式计算：σ1=E（ε1-ε0）
负载应力σ2按下式计算：σ2=E（ε2-ε1）
式中：
σ1·········空载应力（不测空载应力时，用计算应力代替），单位为Mpa
σ2·············负载应力，单位为Mpa
ε0············零应力状态应变仪读数
ε1············空载应力状态应变仪读数
ε2···········负载应力状态应变仪读数
注：ε0、ε1、ε2均带正负号，拉应变为正，压应变为负。
最大单向应力由空载应力与负载应力的代数和决定，按下式计算：
σmax=σ1+σ2
6)测试应力值的安全判别方法
安全系数计算公式：n1=σs/σmax
n1≥1.48（均匀应力区最小值）

6.2.4 臂根铰点位移测量
臂根铰点位移测量与应力测试同一时间进行，工况相同。
使用经纬仪进行测量，水平静位移应L≤1.34H/100，所以
100L/H≤1.34。
6.3 塔式起重机整机判别
①当出现下列情况之一时，塔式起重机应判为不合格：
1.重要结构件检测有指标不合格的；
2.有保证项不合格的。
②重要结构件检测指标均合格，并按本规程附录E中保证项目全部合格的，可判定为整机合格。
七、评估结论
7.1 本机构应根据设备安全技术档案资料情况、检查检测结果等，依据本规程及有关标准要求，对设备进行安全评估判别，得出安全评估结论及有效期，并应出具安全评估报告。
7.2 安全评估报告应包括设备评估概述、主要技术参数、检查项目及结果、评估结论及情况说明等内容。主要检测部位照片、相关检测数据等资料应作为评估报告的附件。
7.3 安全评估报告中情况说明应包括下列内容：
1、对评估结论为合格，但存在缺陷的起重机械，应注明整改要求及注意事项；
2、对评估结论不合格的建筑起重机械，应注明不合格原因。
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