一、事故概况

1.事故发生时间:2000年9月

2.事故发生单位:某工程工地

3.起重设备类型:塔带机

4.作业特点:混凝土浇筑

5.事故类型:皮带机坠落

6.事故危害程度:3人死亡,31人受伤

二、事故过程简介

塔带机是由塔式起重机及悬挂的皮带机组成的专用混凝土浇筑设备,由美国某公司制造2000年9月某日18时,某工程工地3号塔带机处于回收检修状态,即塔机大钩已于当日18时25分左右与1号皮带机脱钩,1号皮带机头部悬挂在爬升架转料平台上,18时30分左右陆续有作业人员上下1号、2号皮带机进行安装调试工作。18时48分左右发生1号、2号皮带机坠落地面的重大事故,当时1号2号皮带机上共有30名作业人员事故后检查:1号、2号皮带机坠落地面2号皮带机尾部铰支点右侧箱形吊耳根部焊缝处断裂:与左侧箱形吊耳架相连接的2号皮带机尾部挂座从销孔断裂,左吊耳从根部箱形焊缝处张开,但吊耳尚未脱落:2号皮带机上的斜拉钢丝绳未断:1号皮带机头部的悬挂钢丝绳被拉断:1号、2号皮带机坠落地面的俯视位置与坠落前俯视地面的投影位置相比,向左岸(即塔柱方向)移动了约27.5m,1号、2号皮带机之间的夹角从约11.5°增加到约23°,并分别向顺时针方向转动了约24和13°。

三、事故原因

1.直接原因

3号塔带机的右吊耳是1号、2号皮带机坠落的首断件,其根部焊缝则是酿成这次事故的主断口。吊耳根部焊缝设计图样规定为双面填角焊,焊脚尺寸为9.5mm,实物则为单面填角焊,使吊耳根部焊缝的承载面积减少了约30%,加上断口上存在的未熔合、气孔等焊接缺陷,致使实物焊缝的有效承载面积仅为图样规定的双面填角焊有效承载面积的13。右吊耳根部剩余静强度不足引起了塑性破坏。

2.间接原因

在结构未进行任何改变的情况下,皮带机总长从84m加长至100m,增加了水平载荷,不但使吊耳根部焊缝的应力增加,而且使回转轴承倾覆力矩大幅度提高,加速轴承损坏,当回转轴承卡死时,再强行回转致使吊耳的水平载荷成倍提高而破坏。

右吊耳根部焊缝的断口形貌:宏观主要为塑性断口,微观为韧窝,箱形断口的四个角上有高应变疲劳区,疲劳区域的总面积约占总断口面积的5.5%,表明吊耳根部曾经承受异常交变载荷的作用。

塔带机选用的A1340E2四点接触双向推力球轴承不具有塔带机所要求的承载和定位能力,且因回转轴承不适应塔带机的工作状况,使回转轴承长期处于一种润滑也无法改变的非正常的工作状态,最后造成大概率的早期失效。

3.主要原因

盲目将皮带机总长从84m加长至100m,结构载荷大幅度增加:焊接质量存在严重缺陷,剩余静强度不足引起了塑性破坏;回转轴承选型不当,造成早期失效,回转轴承卡死。

四、事故结论

制造单位在原结构未进行任何改变的情况下将皮带机总长从84m加长至100m,不但使吊耳根部焊缝的应力增加,而且使回转轴承倾覆力矩大幅度提高,回转轴承卡死(也与回转轴承选型不当,造成早期失效有关),导致吊耳的水平载荷成倍提高而破坏;并且右吊耳根部焊缝的有效承载面积仅为图样规定的1/3,焊接质量存在严重缺陷,剩余静强度不足引起了塑性破坏,造成事故。

五、事故预防措施

(1)加强设备质量验收检验工作,防止设备带缺陷运行。大型起重机械的主要结构的制造质量必须严格把关,对进口设备也应认真检验。

(2)对设备重要部位,应结合设备特点定期检验,进行必要的无损探伤检测。

(3)加强对操作人员、维修人员的安全和技术培训,持证上岗。

(4)在设备运行前,必须制定安全操作和维护保养规程,并严格执行。

(5)明确产权单位和使用单位责任,落实岗位安全责任制、安全管理和安全保障体系。