风机发电机吊装过程吊装带断裂分析

杨金勇，王 璐，苏悦宁

(1.保定天威保变电气股份有限公司，河北 保定 071056；2.陕能榆林清洁能源开发有限公司，陕西 榆林 719000)

0 引言

吊装带，一种用于装卸与起升货物时连接起升工具和货物的柔性元件[1]。其重量轻、柔性好、易弯曲，较传统的钢丝绳使用起来更为方便。由于风电工程项目的被吊物具有高度高、设备精密，吊装过程中对被吊物保护要求高等特点，故目前的风电项目吊装比较广泛地采用吊装带进行吊装作业。

虽然吊装带具有不损伤被吊物件表面、保护性强、起重平稳，安全系数高、抗拉强度较高等优点，但吊装带的一个致命缺点就是容易被割伤。在吊装带的外护套(即封套)被割伤以后会极大地降低其吊装的安全系数，对吊装作业造成致命性的安全隐患。也就是说，吊装带的纵向工作拉断系数能够到达其额定载荷的6 倍以上，但是其能够承受的横向的剪切力有可能只需要其额定载荷的1/10。

1 事件经过

某公司的风力发电场安装工程项目在风力发电机组的发电机吊装过程中，发生一起吊装带断裂事件。当时的安装程序已经完成发电机高度起升，发电机就位，发电机与机舱基本固定完毕，此时处于要将发电机的专用吊装工具与发电机脱离，将专用吊装工具拆卸下来状态。在拆卸发电机专用吊装工具的操作过程中，在拆卸至最后一根固定螺栓时，司索工给起重工的动作指令是：点动升，起重力矩控制在2 t；达到要求起重力矩后停止上升，开始降钩，解除对吊物的吊力。如此反复，以达到固定螺栓能够顺利抽出的目的。

在起重机[2]第三次重复起升动作时，吊装带突然断裂，起重机吊钩在上下动作数次以后，恢复正常。由于发电机与专用吊装工具之间还有一个螺栓未抽出，起到了固定作用，吊装工具未发生跌落，此次事件未造成设备损坏及人员的伤亡。

2 事件调查

2.1 吊装带参数

吊装带为合成纤维柔性(环形)吊装带，棕色款，极限工作载荷6 000 kg (即6 t)，长度6 m。安全系数为7∶1。制造材料为100 %高强工业涤纶(PES)长丝。

按照JB/T 8521.2—2007 对于吊装带最小安全系数的要求为6，本次所选用的吊装带安全系数为7，该吊装带的安全系数符合国家标准规定。

2.2 吊装带使用状态

当时吊装带为单根对折使用，按照该吊装带标签“极限工作载荷示意图”及国家标准对“对称承载的方式系数”规定，当时U 形使用状态下吊装带的极限工作载荷为12 t，按照其安全系数7∶1 的描述，该吊装带的破断力载荷为12×7=84 t。

在起重机的工作界面上，有实时起重力矩的显示，起重工严格按照司索工的指令进行操作。在起重工第三次点动起升时，吊装带突然发生断裂。

3 吊装带断裂原因分析

3.1 吊装带断裂部位及断口分析

本次事件未造成财产损失及人身安全事故，本着安全事件处理“四不放过”的原则，对该起事件进行了调查分析。

经查，本次吊装带断裂的部位在起重机吊钩的悬挂端。吊装带的封套和承载芯的断裂位置基本一致，且封套与承载芯的断口均比较平齐。

3.2 断裂过程的分析

经过上面的初步分析可以确定，吊装带的断裂部位位于起重钩的悬挂端。经仔细地对起重机钩子的检查和分析，在吊钩上发现了“明显凸起的锐边”，且该部位正处于钩子的下弯处，此处与吊装带在工作过程中紧密贴合。

在起重机司机反复起升、下降吊物的过程中，该部位反复作用于吊装带上，当此锐边对吊装带做径向剪切作用力时，吊装带极容易被“切割”，从而导致吊装带的瞬间断裂。

3.3 从吊装带的制造标准及成本分析

吊装带国家标准对破断力的规定为：“吊装带的最小破断力应为6 倍极限工作载荷，封套的最小破断力不应低于2 倍极限工作载荷”。依据遵守国家标准及制造成本最优的原则，该吊装带的制造也应该是封套的承载力要远低于承载芯的承载力。

也就是说，如果该条吊装带是被超过额定载荷的力拉断的，那么封套和承载芯的断裂不在同一时间，且断裂部位也是随机性的，不会是在吊装带的同一位置。而通过现场查看，封套和承载芯的断裂部位在同一位置，且断口比较平齐。由此可以分析出吊装带是被锐边割断的。

3.4 对吊装带的进一步检查

通过对该吊装带其他部位的检查确认，发现吊装带封套多处存在不同程度的破损情况；在另一条应用于该起重机的吊装带上，也发现了吊装带封套有破损的情况。此种局部封套破损，大概率是被该起重机吊钩上“明显凸起的锐边”所“割坏”的。此种封套破损情况的存在，加大了吊装带断裂的风险及隐患。

3.5 吊装带断裂原因确认

通过以上吊装带的封套和承载芯断裂位置一致、断口平齐及对吊钩“明显凸起的锐边”的确认，可以判断该吊装带断裂是被吊钩上“明显凸起的锐边”所“割伤”，从而造成吊装带突然断裂，发生了本次吊装带断裂事件。

4 整改及预防措施

在保证不影响吊钩安全性能的前提下，立即对该吊钩的“明显凸起的锐边”进行圆润化打磨处理。对全部起重机的吊钩及吊装工具进行检查，保证与吊装带接触部位是圆润的，不会对吊装带造成“割伤”；如确实无法消除锐边或者棱角，则在吊装过程中，采取增加护角、护垫等保护措施。

由于本吊装工程作业安全性要求高，发生异常情况损失及影响较大，故对所有出现封套破损的吊装带均予以报废，清除出施工现场，不允许继续使用。当吊装带接触部位存在有尖角、锐边的物体时，必须增加保护措施，以消除被吊装物给吊装带带来的隐患风险。加强对吊装带的安全检查工作，每次吊装前由司索工对吊装带的外观情况进行检查确认；在每周的项目安全联合检查中，将此项内容作为重点关注点进行检查确认，发现问题及时处理。

在采取上述措施后，未再发生吊装带断裂事件，本风力发电场安装工程项目顺利完工。