風機發電機吊裝過程吊裝帶斷裂分析

楊金勇，王 璐，蘇悅寧

(1.保定天威保變電氣股份有限公司，河北 保定 071056；2.陜能榆林清潔能源開發有限公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

吊裝帶，一種用于裝卸與起升貨物時連接起升工具和貨物的柔性元件[1]。其重量輕、柔性好、易彎曲，較傳統的鋼絲繩使用起來更為方便。由于風電工程項目的被吊物具有高度高、設備精密，吊裝過程中對被吊物保護要求高等特點，故目前的風電項目吊裝比較廣泛地采用吊裝帶進行吊裝作業。

雖然吊裝帶具有不損傷被吊物件表面、保護性強、起重平穩，安全系數高、抗拉強度較高等優點，但吊裝帶的一個致命缺點就是容易被割傷。在吊裝帶的外護套(即封套)被割傷以后會極大地降低其吊裝的安全系數，對吊裝作業造成致命性的安全隱患。也就是說，吊裝帶的縱向工作拉斷系數能夠到達其額定載荷的6 倍以上，但是其能夠承受的橫向的剪切力有可能只需要其額定載荷的1/10。

1 事件經過

某公司的風力發電場安裝工程項目在風力發電機組的發電機吊裝過程中，發生一起吊裝帶斷裂事件。當時的安裝程序已經完成發電機高度起升，發電機就位，發電機與機艙基本固定完畢，此時處于要將發電機的專用吊裝工具與發電機脫離，將專用吊裝工具拆卸下來狀態。在拆卸發電機專用吊裝工具的操作過程中，在拆卸至最后一根固定螺栓時，司索工給起重工的動作指令是：點動升，起重力矩控制在2 t；達到要求起重力矩后停止上升，開始降鉤，解除對吊物的吊力。如此反復，以達到固定螺栓能夠順利抽出的目的。

在起重機[2]第三次重復起升動作時，吊裝帶突然斷裂，起重機吊鉤在上下動作數次以后，恢復正常。由于發電機與專用吊裝工具之間還有一個螺栓未抽出，起到了固定作用，吊裝工具未發生跌落，此次事件未造成設備損壞及人員的傷亡。

2 事件調查

2.1 吊裝帶參數

吊裝帶為合成纖維柔性(環形)吊裝帶，棕色款，極限工作載荷6 000 kg (即6 t)，長度6 m。安全系數為7∶1。制造材料為100 %高強工業滌綸(PES)長絲。

按照JB/T 8521.2—2007 對于吊裝帶最小安全系數的要求為6，本次所選用的吊裝帶安全系數為7，該吊裝帶的安全系數符合國家標準規定。

2.2 吊裝帶使用狀態

當時吊裝帶為單根對折使用，按照該吊裝帶標簽“極限工作載荷示意圖”及國家標準對“對稱承載的方式系數”規定，當時U 形使用狀態下吊裝帶的極限工作載荷為12 t，按照其安全系數7∶1 的描述，該吊裝帶的破斷力載荷為12×7=84 t。

在起重機的工作界面上，有實時起重力矩的顯示，起重工嚴格按照司索工的指令進行操作。在起重工第三次點動起升時，吊裝帶突然發生斷裂。

3 吊裝帶斷裂原因分析

3.1 吊裝帶斷裂部位及斷口分析

本次事件未造成財產損失及人身安全事故，本著安全事件處理“四不放過”的原則，對該起事件進行了調查分析。

經查，本次吊裝帶斷裂的部位在起重機吊鉤的懸掛端。吊裝帶的封套和承載芯的斷裂位置基本一致，且封套與承載芯的斷口均比較平齊。

3.2 斷裂過程的分析

經過上面的初步分析可以確定，吊裝帶的斷裂部位位于起重鉤的懸掛端。經仔細地對起重機鉤子的檢查和分析，在吊鉤上發現了“明顯凸起的銳邊”，且該部位正處于鉤子的下彎處，此處與吊裝帶在工作過程中緊密貼合。

在起重機司機反復起升、下降吊物的過程中，該部位反復作用于吊裝帶上，當此銳邊對吊裝帶做徑向剪切作用力時，吊裝帶極容易被“切割”，從而導致吊裝帶的瞬間斷裂。

3.3 從吊裝帶的制造標準及成本分析

吊裝帶國家標準對破斷力的規定為：“吊裝帶的最小破斷力應為6 倍極限工作載荷，封套的最小破斷力不應低于2 倍極限工作載荷”。依據遵守國家標準及制造成本最優的原則，該吊裝帶的制造也應該是封套的承載力要遠低于承載芯的承載力。

也就是說，如果該條吊裝帶是被超過額定載荷的力拉斷的，那么封套和承載芯的斷裂不在同一時間，且斷裂部位也是隨機性的，不會是在吊裝帶的同一位置。而通過現場查看，封套和承載芯的斷裂部位在同一位置，且斷口比較平齊。由此可以分析出吊裝帶是被銳邊割斷的。

3.4 對吊裝帶的進一步檢查

通過對該吊裝帶其他部位的檢查確認，發現吊裝帶封套多處存在不同程度的破損情況；在另一條應用于該起重機的吊裝帶上，也發現了吊裝帶封套有破損的情況。此種局部封套破損，大概率是被該起重機吊鉤上“明顯凸起的銳邊”所“割壞”的。此種封套破損情況的存在，加大了吊裝帶斷裂的風險及隱患。

3.5 吊裝帶斷裂原因確認

通過以上吊裝帶的封套和承載芯斷裂位置一致、斷口平齊及對吊鉤“明顯凸起的銳邊”的確認，可以判斷該吊裝帶斷裂是被吊鉤上“明顯凸起的銳邊”所“割傷”，從而造成吊裝帶突然斷裂，發生了本次吊裝帶斷裂事件。

4 整改及預防措施

在保證不影響吊鉤安全性能的前提下，立即對該吊鉤的“明顯凸起的銳邊”進行圓潤化打磨處理。對全部起重機的吊鉤及吊裝工具進行檢查，保證與吊裝帶接觸部位是圓潤的，不會對吊裝帶造成“割傷”；如確實無法消除銳邊或者棱角，則在吊裝過程中，采取增加護角、護墊等保護措施。

由于本吊裝工程作業安全性要求高，發生異常情況損失及影響較大，故對所有出現封套破損的吊裝帶均予以報廢，清除出施工現場，不允許繼續使用。當吊裝帶接觸部位存在有尖角、銳邊的物體時，必須增加保護措施，以消除被吊裝物給吊裝帶帶來的隱患風險。加強對吊裝帶的安全檢查工作，每次吊裝前由司索工對吊裝帶的外觀情況進行檢查確認；在每周的項目安全聯合檢查中，將此項內容作為重點關注點進行檢查確認，發現問題及時處理。

在采取上述措施后，未再發生吊裝帶斷裂事件，本風力發電場安裝工程項目順利完工。