一起叉车货叉断裂案例分析

詹沛枝

（广东省特种设备检测研究院东莞检测院，广东东莞 523120）

0 引言

货叉作为叉车的主要受力结构件，直接用于承受货物质量，是叉车的重要安全零部件之一，可以说，货叉的安全直接决定了叉车的使用安全。因此，货叉在使用中必须安全可靠，一旦发生事故，将产生不可估量的严重后果[1]。在叉车的定期检验时，必须加强对货叉的检验。叉车定检（含首检）的检验依据为《场（厂）内专用机动车辆安全技术监察规程》（TSG N0001-2017）(以下简称“《场车规程》”)，但《场车规程》仅给出了检验中基本的项目和主要内容，检验内容和要求还需要依据相关法规和标准进行细化[2]。对此，掌握涉及货叉的法规和标准，对提高检验人员的隐患检出能力有一定的帮助。

本文基于上述原因，对一起典型的叉车货叉断裂案例进行了分析，希望对同行有一定的参考作用。

1 案例分析

1.1 安全隐患情况

近期在对一叉车进行定期检验时，发现该叉车一侧货叉断裂，如图1所示。该叉车制造单位为林德（中国）叉车有限公司，制造日期为2013 年，额定载荷为3 000 kg，门架形式为二级。货叉的制造单位为卡斯卡特（厦门）叉车属具有限公司，型号为EA008，材质为1537HC。

1.2 问题原因分析

该货叉属于挂钩型货叉，可分为水平段、叉根、垂直段、挂钩（上钩和下钩）、叉尖及定位锁共6个部位[3]，如图2所示。作业时，货叉受到集中载荷作用，水平段主要受剪力和弯矩力作用，垂直段主要受拉力和弯矩力作用，叉根为水平段和垂直段交叉处[4]，受到交互应力最大，为应力集中区。造成该货叉叉根处断裂的原因主要有以下几个方面。

图1 叉车外观

图2 货叉结构

1.2.1 使用环境恶劣

该叉车是在某造纸厂使用，用于从室外搬运废料到指定仓库中储存，叉车需要同时在室外和室内作业。由于废料仓库温湿度较高，且大部分货物（废纸原料）含有一定浓度的腐蚀性添加剂，在高温高腐蚀环境下，货叉表面易造成腐蚀损坏。

1.2.2 使用操作不规范

该叉车在搬运卷纸边角料和废纸原料时，部分叉车司机为了提高搬运效率，经常超载作业，用货叉叉尖挤推货物与快速升降货物。在长时间的违规操作下，货叉架与货叉连接处已产生了较大的塑性变形，有明显的磨损痕迹，断裂侧磨损量明显比另一侧的货叉要大。在货叉垂直段与货叉架的接触面，断裂侧货叉处的磨损长度为24 mm，未断裂侧货叉处磨损长度为17 mm，如图3 所示；在货叉上钩与货叉架接触面，断裂侧货叉的间隙长度为9 mm，未断裂侧货叉处的间隙长度为4 mm，如图4 所示。这使得该断裂侧货叉在工作过程中固定不可靠，产生了比未断裂侧货叉更大的前后和左右晃动，产生了更大的交变载荷。

图3 货叉垂直段与货叉架接触面磨损量对比

图4 货叉上钩与货叉架接触面间隙对比

1.2.3 维护保养不到位

货叉断口如图5 所示。断口断裂至少可分为两个阶段，第一阶段产生了断口上部分有最大约为16 mm 的黑色断口，断口处较为平滑，且腐蚀严重，产生了较厚的氧化层；第二阶段为下部分约33 mm 的银色断口，断口处可见明显的金属晶体，晶体呈无规则分布。由此可知，在货叉断裂前，货叉叉根处已经出现了明显的裂纹，且裂纹已存在较长时间，使用单位未及时发现该裂纹，或发现后没有将该货叉停止投入使用。

综合上述分析，货叉在叉根处出现断裂是由于叉车使用操作不规范、维护保养不到位和使用环境恶劣导致的。货叉的叉根处承受着较大的拉引力和切应力，而且该处截面变形较大，为应力集中区；叉车货叉在高温高腐蚀环境中使用，金属容易被腐蚀，同时货叉经常发生超载和撞击，在货叉与货叉架连接处已产生了较大的塑性变形，导致货叉在使用过程中承受更大的交变载荷；在交变载荷的作用下，货叉叉根处出现了第一阶段的疲劳裂纹，使用单位未及时发现与处理该裂纹，在长期交变应力的作用下，裂纹逐渐扩展，导致货叉叉根处截面不断减少，当变形扩展到一定程度，在偶然的超载冲击下，货叉在叉根处截面发生突然脆性断裂。

图5 货叉断口

2 叉车货叉检验内容和要求

叉车定期（含首次）检验的依据为《场车规程》[2]，在《场车规程》中涉及到货叉检验的内容不多。其中，2.2.4.7（2）项规定叉车应当设置防止货叉意外侧向滑移和脱落的装置；2.2.2.1 中规定货叉作为叉车主要受力结构件应符合《叉车货叉技术要求和试验方法》（GB/T 5182-2008）[5]，但《叉车货叉技术要求和试验方法》主要用于规范货叉制造的技术要求和试验方法，而非对货叉定期检验要求和内容，且该标准中部分内容要求根本无法在定期检验时实施，如屈服试验、冲击试验、疲劳试验，即使是表面裂纹无损探伤检验也较难现实。《场（厂）内机动车辆安全检验技术要求》（GB/T 16178-2011）[6]的6.1.2项从货叉的固定、裂纹、变形和磨损4个方面对货叉定期检验作出了要求。因此，为了更好地掌握货叉的检验要求，依据货叉相关的法规和标准对货叉检验内容和要求进行总结归纳，如表1所示。

表1 叉车货叉检验内容和要求

3 结束语

从上述案例可知，使用环境、司机操作和日常维护对叉车货叉使用寿命影响较大，因此使用单位在叉车使用过程中应按照叉车制造单位提供的司机手册进行，尽量减少与货物碰撞，不能发生超载运行使用等情况；叉车作为特种设备，使用单位应严格遵守TSG08-2017《特种设备使用管理规则》，制定对应的特种设备运行管理制度和操作规程，定期对叉车进行日常维护保养和检查，如发现货叉存在裂纹或严重磨损，应立刻停止使用。

在叉车定期检验时，需要按照货叉相关的法规和标准要求对货叉进行严格检验，对一些货叉缺陷进行分析，找出原因，避免或减少同类问题的发生。

货叉制造单位需根据客户的需求，在不同的使用环境，使用不同的材料。如在高温和腐蚀环境中使用，需要对货叉进行电镀、涂料和表面处理；如在需高强度作业的环境中使用，货叉可采用一些超高强度钢材料，如42CrMo。