7塔式起重机安全事故的成因及对策解析

1、塔式起重机安全事故的成因及对策0前言近年来，全国起重机械事故呈高发态势。近7年的特种设备安全 事故统计表明，起重机械事故起数连续 5年高居各类特种设备事故首 位，其中的一些与起重机械有关的特别重大事故造成了恶劣的社会影 响。为提高“十二五”期间特种设备安全监督、管理水平，有必要针 对起重机械这一重要类别的安全事故案例进行深入、细致研究。本文以塔式起重机（以下简称塔机）为研究对象，将近年来的各类 大型塔机事故案例分类梳理，从人、机、管理、环境等角度明确塔机 各类安全事故的成因。在此基础上提出了系列切实可行的完备防范措 施，对提升塔机特种设备的安全监督、管理水平意义重大。1近年来特种设备安全事故概

2、况 万台设备事故起数与万台设备死亡率是特种设备重要安全指标。由近 7年特种设备安全事故总数与起重机械安全事故总数 （见表1和图1）、 起重机械事故比例以及万台设备死亡率（见图2）统计可得出： 1）由图1可知，近年来特种设备安全事故总数基本呈下降趋势，除 2009年爆发性增长到历史新高380起，2008年发生事故307起外, 其他年份均不超300起；起重机械安全事故总数历年来基本维持在 70 起左右（2007年超80起）。2）由图2可知，特种设备万台设备事故起数 2008年同前一年相比有 下降趋势，2009年该数值达历史新高，随后2年均呈现大幅减小趋势;特种设备万台设备死亡率逐年递减，截止201

3、1年数据，首次低于0.6。而起重机械万台设备事故起数从 2008年起大幅下降，随后4年持续维 持在0.5左右。表】我国起重机械特种设备安全事故发生情况年檢21 "62呵2<XM<2(XW2(11021)11加12特种设备事故总歡2W2禅3t)72*27?22K起盍机W事故数6S两7却7476万台设备死亡率O.QJ0.M0.旳0. 760, 670. 5M50. 517万台设备事故起歡O.S30. SI0. 7J0. 420.6J0. 377& 277起歳机械万台设备事故起数0. S30. SK0. 460. 510. 510(1 40注：国麻质橙总局各年加06r加

4、H）发布的全国特种设ft安全状况的情况诵报.图1起重机械安全事故数量曲线图O O O O O台备亡台备故数ffi械台备故数 万设死率万设事起起机万设事起0 仇2006 2007 200S 2009 2010 2011 2012 年份图2万台设备事故起数与起重机械万台设备事故起数由以上分析可知，在近年来特种设备事故总量、万台设备事故起数及 万台设备死亡率均下降的情况下，起重机械万台设备事故起数却基本 持平，其安全事故发生规律与特种设备事故总体发生情况并不十分吻 合。这表明起重机械这一特种设备的安全事故有其独特的规律，其安 全监督与管理现状亟需改善，针对起重设备安全事故成因有待深入研 究。相比于其

5、他类别的起重机械，大型塔机拥有功能多、起重量大、 效率高、拆装简便等优势，在建筑、港口、电力和造船等行业中发挥 着重要的作用，同时大型塔机本身流动性和分散性强等使用特点，使 得起重机械安全监察、检验和管理力量相对不足，造成事故频发，成 为起重机安全领域重点关注的对象。2塔机安全事故分类 塔机设备本身金属结构特性和工作环境下复杂的外在因素决定了塔机 易发生安全事故，往往造成人身伤亡及重大经济损失。塔机塔身高耸, 活动空间大，直接暴露面积多，加之在工业上大范围推广和快速扩张,其工作时长和负荷强度的大幅增加，使得当前塔机的各类安全事故时 有发生，安全形势日益严峻。安全事故的分级是衡量事故严重程度的

6、标准，我国安全生产事故报告和调查处理条例（中华人民共和国国 务院令第493号）将安全事故划分为一般事故、较大事故、重大事故及特别重大事故等4个类别。上述界定方法对于塔机安全事故同样适用,但未突出体现事故原因在其中的具体体现。因此，将66例塔机事故案例归类，对频发事故进行统计、分析，并以 ARCTMS论为指导思想, 综合划分出以事故成因为导向的10大塔机事故种类。ARCTMS论的核 心思想是安全隐患、工人的行为及工人对安全隐患的态度。这表明该ARCT理论理论主要是从人和管理角度来查找事故成因，而事实上，设备本身以及外在环境的影响在塔机使用中非常重要，故本文结合了核心思想与流程，综合考虑设备及环境

7、方面影响因素,从人、机、管、环等4个角度全面分析塔机安全事故成因。2.1断臂事故在已有塔机事故中，断臂事故是不可忽略的一类。如表2所示，本次研究选取5例塔机断臂事故，事故总计造成5死4伤,单起事故平均死亡1人次，平均受伤0. 8人次，说明断臂事故一旦发生，就极可能 带来人员伤亡。依据各例事故发生后的调查分析，总结了此类事故的 常见起因，总体说来断臂事故的成因既有设计方面的，也有使用、管 理方面的人为因素，综合划分可分为以下 5种类别:1）焊接质量问题。由于塔机起重臂在制造过程中存在焊接缺陷，比 如焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺陷等，使得塔机实际 使用中易产生开焊现象，造成断臂事故。2

8、）止动板等安全装置失效。起重臂连接销的止动板由于设计较薄, 本身易磨损而失去功效。另外，止动板由于焊接不牢或安装人员在拼 装大臂安装打击连接销时操作不当使止动板连接处开焊脱落，造成在 作业中连接销受外力窜动切断开口销。除了止动板，其他安全装置比 如力矩限位器失灵后，安装人员在拼装大臂时可能发生无意识超载。3）开口销质量不合格或安装不当。安装人员在拼装大臂时使用不合 格的开口销，同时开口销没有完全打开，亦或使用其他替代物来取代 开口销功能，这些都可能造成断臂事故。4）操作不当。塔机操作人员在吊大宗物品时，进行急开急停，主卷 扬越挡等人为的不规范操作，导致塔机产生强烈振动而失稳，也易发 生断臂事故

9、。5）使用工况恶化。塔机服役时间一般较长，随着使用时间的延长, 塔机起重臂在某些薄弱部位可能产生裂纹、锈蚀等现象，这些自然老 化带来的使用工况恶化也是该事故发生的原因之一。表2塔机新事故汇总时间事故描述事故原因伤亡情况卩旳*年J月培机在吊物就ti过桿中，起 重皆发生弯析.起重节与第7节一下弦杆的一牛连挂主诸 轴的开口销便用不合格，在运行中幵口销彼fi斷. 主销轴脱落一无人员怖亡年月一台WZKO塔机在吊运过程起番«第1节与第?节一下弦杆连接主销轴的止1死1仿中起弯折-动梅先效.销轴脫瘩最终塔机先稳。2(M>I年2月塔机在吊物运转时，翹垂« 裝熬发主弯折-谨塔机力矩限位器

10、去灵.运转时超1约W薯.4 5E 1 伤年5月9i/w）A tsm在运转过裡申岌嘰折处起丟B弦杆与一根®杆处埠纽开埠”痒a无人员仿亡生起車«弯折-扩展S完全Bi开，塔机起a臂S生弯折.2001年？月塔机在运转过程中发生靛£警折处工W节一报下強杆的止动柜幵焊脱！S,怅2重伤ft誓折时间运转导敦该a销轴盟落2.2倾翻事故 塔机倾翻事故是影响范围最大的一类事故，往往波及面积大，伤亡情况 严重。在所收集的14例倾翻事故中（详见表3），共造成11人死亡, 37人受伤，占半数塔机整机报废。倾翻事故发生的原因可总结归纳为以下7个方面:1)塔司操作不当引起事故;2)起重力矩限制器

11、失效，使用过程中，操作人员无意识超载引发事故;3)塔身的附着失去功效引发事故;4)塔机行走限位等安全装置失灵或者未及时修理引发事故;5)由于地面基础倾斜或塔机斜拉作业等造成垂直度超标引发事故;6)塔机由于突然卸载，连接螺栓失效或附着杆突然失效，造成瞬间严重失稳引发事故;7）塔机使用年限较长，其关键部位易发生断裂或开焊而引发事故。表3塔机俺胡事故工总时间事故描述事故原固仿亡情况2()()年 5 月塔机在起吊搂过程中倾谿*吊垂运转时塔机配重块坠落-机失稳.死重伤3轻伤2(X)2年6月吊重过程中塔机突撚倒向 建筑物*由于塔机在吊重运行时行走机构台车枢轴突張祈 断引发事故*莘机报废 司机轻伤2(X)2

12、年7月Qr/6()塔机在吊运钢蔚时. 塔身雄生断裂.犁机愎胡，行走机构接触器钻连.行走限企装置未雄挥眼位 柞用导致事故雄生.1轻伤 犁机报废2(X)2年X月-QrZ25A塔机蚩生回转支 瑕装3随同上部结构一起坠落*与塔身结构相连的回转支離装S的内圈上的釀栓 全部睨落引发事故*司机垂伤ZfXH年5月塔机作业时塔身附着以上 发生断裂适成莘机俺胡*附肴以上塔机一标准节肓一主弦杆有旧裂鐵同 时该塔机力矩限也器失灵-釣趨裁師喘.引发该 事故*】死2伤2()04年帖月大风天气下塔机发生倾胡 事故*该塔机一附肴轩连接螺栓松动.在尢同作用下断 裂-引发事故-司机垂伤 机报废2(X15年4月塔机在吊运发生弯折.

13、成 整塔阿翻事故*塔身一标准节主弦瀚钢开裂司机未发现.裂紋 扩展我事故发生*机报废 司机死亡2(X15年】月一台113/珀Big机在停车后空 载狀态发生慷胡事故*停塔后司机將主骨锁死由于风载过大且方向和 主臂方向爭克引雄事故*犁机报废 无人员仿亡20()6年】0冃塔机在吊运物过程中回转 部分向平葡臂方向反弹莘机 坠地*主卷扬钢丝线断建严重超出规定佰.其突然断裂 引发回转部分应弹.导致事故发生-司机死亡20()7年门月塔机在吊运过程中雄生塔机 整体突撚阿翻*塔机慕础一囱发生阿斜.iA战塔机垂直度严格 超标*5人死亡 旧人受伤2(X)S年5月塔机在吊物过程中雄生阿翻 事故.力矩限制器先灵.趙裁引雄

14、该事故-】死2伤年 7 月在吊运牧1 m时"一台J1763 搭机在一节标准节以上部分的 结构雄生倔翻事故，该标准节一半数目的连接螺栓严重松动引发 事故.司机死亡2013年冃美国纽约皇右区一台塔机倒 塌-確中在建建筑*塔机在运行过程中附着出现问题酹体失稳倾S*7人受伤2.3钢丝绳断裂事故 钢丝绳是塔机起升机构的重要关键部件， 我国已有相应标准对其使用、5起钢丝5例塔机钢维护、保养、检验、报废均做出了细致全面的规定。下面以 绳断裂事故为例(见表4)，分析塔机此类事故的发生原因。丝绳断裂事故共造成3人死亡3人受伤。钢丝绳断裂一般虽不导致整 机倒塌报废，但是高处掉落的吊物，零部件往往对地面工

15、作人员造成 伤害。在众多的钢丝绳断裂事故中，除了钢丝绳自身质量不合格，人 为的使用替代物外，在塔机日常使用中检查不及时不彻底等管理因素 也不可忽视，钢丝绳出槽后的长期磨损就表明塔机的安全监督、管理 存在漏洞。钢丝绳断裂事故成因可划分为以下几条 1）滑轮防脱槽装置与轮缘间距不合规定，标准明确规定该间距应小于 钢丝绳直径的20%2）钢丝绳断丝超过使用规程中的规定值或钢丝绳断股等，存在侥幸心 理不及时更换引发事故;3）重要的安全保护装置如力矩限位器失效， 甚至有些塔机在使用时为 了超载吊物，主动拆除限位器，从而在作业时发生安全事故;4）防脱槽装置存在设计缺陷，比如所选材料太薄，易发生变形等，导 致钢

16、丝绳不被限制在槽内行走而引发事故;5）使用不合格钢丝绳，或为节约购买劣质产品，或以小代大，导致新 换钢丝绳也发生事故。恚塔机钢垃绳断製事故汇忌时间事故描述事故晾因饬亡情况IW6年*4月塔机在吊运过程中，变縉屮车钢丝绚断裂， 变ft小车冲落地面，吏«钢L丝绳断丝情况严甫超标，吊朿 时断製.无人员仿亡IW，K.年了月塔机在吊运过穩中，钢丝绳突然斷製.钩事故分析发现该钢莖绸斷丝严重jg岀1死2伤头及所吊灰斗坠蒂地血“规定值诸成在吊重时断製引发車故，2002年6月一台塔机在吊装过桿中钢丝绸突然 断製使用单隹为节约成本r新购买35换的 钢M缆不合要求1人死亡2(102年X月一台QT疥3R増机在

17、吊运钢筋时.钢丝绳突 撚断製钢筋坠落地面.钢丝绳长时间出權"井康损至绚斷裂1死】伤年g月一台QT如塔机在运转过無中主卷扬机钢主卷杨机钢丝第出怅时间磨滑轮无人员伤亡丝绳突祐断裂，钩头和所吊扁品坠着地面抽it成钢丝蝇断製，引发歩故断臂倾翻机构失控：7图3塔机事故案例的总体分布情况群塔碰撞顶升降节:曲 坠人钢理绳虫安拆由a断臂倾翻机构失控口顶升降节安拆 a钢丝绳坠人2.4其余事故 除了上述3大事故类型外，其余事故划分为机构失控事故、拆装事故、 顶升降节事故、坠物事故、群塔碰撞事故、坠人事故及其他事故等。66起国内外塔机事故案例中断臂事故5起，倾翻事故13起，机构失控事 故7起，顶升降节事故

18、10起，拆装事故8起，钢丝绳断裂事故5起，坠人 事故3起，坠物事故2起，群塔碰撞事故2起，其他事故11起，事故整体 分布情况如图3所示。通过分析这些事故发生的原因既含具有共性的人 为因素和管理因素，也有与零部件紧密相关的独特影响因素。1）机构失控事故的起因主要归结为人的因素，体现在司机、指挥等使 用人员和维修人员方面。机构失控事故的主要发生原因有：塔机司机注 意力不集中，存在疲劳或酒后驾驶等违章运行；对设备各限位没有认 真执行定期检查规章；遇到紧急情况不能采取有效规避措施；维修人 员责任心不强，修理工作马虎大意，轻率执行。2）拆装事故多由于拆装人员本身的因素引起，其中包括：拆装人员基 本技能不

19、熟练，对所操作设备未全面了解；在实际操作中违反操作规 程未按要求穿戴防护用品，指挥或者操作人员动作失误；所装拆的设 备本身存在问题；安装拆卸人员未事先熟悉工作场地造成意外。3）塔机在使用过程中，有时需要进行顶升降节的操作，顶升降节事故 发生的原因与人、机、管理都有联系。主要原因有：塔机的液压顶升系 统故障；违反操作规程，未按规定程序操作；顶升横梁位置失误或套 架滚轮调整不合适；爬爪出现开焊，内陷等，或爬爪工作不同步出现 偏离中心的情形。4）坠物事故一般是由使用人员操作不当和塔机设计缺陷引起，坠物事 故发生的主要原因包括司机工作台周围阻物挡圈设计高度不够；吊物 上钩的固定方式不合规范，比如吊点锈

20、蚀，捆绑不牢等；销轴在拆装或 顶升降节操作时不慎掉落。5）群塔碰撞事故发生原因多由于塔机司机相互之间缺少有效沟通造 成，这类事故发生影响极大，易引发类似连锁事故。群塔碰撞事故的 起因可归为：在塔机安装阶段，塔机与环境建筑物之间或塔机与塔机之 间的安全距离不合要求；塔机司机与指挥人员存在沟通失误，某一方 出现技术性失误；塔机司机经验不足，临危应急处置能力较差；各塔 机司机和指挥人员之间作业协调不够，出现撞塔事故。6）坠人事故发生数量较少，但塔机机身高耸的结构决定了坠人一旦发生，结果必然非死即伤，伤亡惨重。坠人事故的成因主要有：塔机的爬 梯护圈损坏失效，休息平台防护栏安装不合理或年久失修；司机、维

21、 修人员或检测人员未按要求穿戴安全装置，在上下塔机过程中出现意 外；在大雨、大风、大雪等恶劣天气塔机作业时滑落。7）其他事故包含了脱钩、断钩事故，运输过程发生的事故，电气故障引起的事故。这类事故一方面是由塔机本身的结构失效，零部件破坏 引起；另一方面，操作人员的不规范操作以及外界环境的不利影响也 是导致事故发生的重要原因。3塔机事故的防范对策 以上10类塔机安全事故均从国内外历史上典型的事故案例中归纳总 结出来。在各类塔机事故的原因分析中，人、机、管、环等方面因素 对不同类别事故的影响程度各异，人和管理因素仍是塔机安全事故频 发的最主要因素，故针对塔机使用环节中不同身份人员，分别提出相 应防范对策。3.1塔机司机 司机应严格遵守塔机操作规程，认真执行检查制度，在交班检查，周 检中发现问题应及时上报，谨慎处置；积极参加塔机司机安全培训, 注意培养良好的安全意识；加强塔机基本结构和重要零部件的理论知 识学习，熟练掌握与塔机使用相关各环节的安全知识。3.2安装人员 在遵守安全规程的前提下，安装人员应严格按拆装说明书进行作业, 开口销应符合设计要求，且安装后应处于完全打开状态；加强安装人 员对各类设备拆装工艺的了解，增强其对突发情况的处理能力；安装 前还应提前考察环境，选择合格的安装件；切记穿戴好安全防护用品, 在攀爬过程中应防备