塔式起重机标节螺栓松动的危害、形成原因、检查方法及预防措施

近几年，参加公司每月例行的特种设备安全检查时发现，塔式起重机塔身标准节连接螺栓松动（如图一所示）已成为塔式起重机月检中发现的一个最为普遍和常见的安全隐患。

　　一、塔身好比是塔式起重机的“躯干”，可以起到支承上部工作部件的作用，主要承受顶部工作部件传来的轴向压力、水平力、弯矩和扭矩；塔身是由一节一节的标准节在工地现场靠塔式起重机自身的顶升装置及加节安装达到所需工作高度。这里所说的连接螺栓松动是针对标准节间采用螺栓连接形式的塔身，目前大多数塔机厂家的中小型塔机都采用这种连接形式，且塔身连接螺栓均为高强度螺栓。
　　塔身连接螺栓松动后，当弯矩在该螺栓方位的标准节主肢中产生拉力时，将使两标准节接触面产生间隙。例如：对高度为30m未附着的塔机，在下部第二、三节标准节连接处产生0.1mm的间隙，在吊臂根部处的水平位移将增大2mm，如果多个接触面产生间隙，则塔身变形急剧增加，对塔身受力更为不利，甚至酿成倒塔事故。连接螺栓松动后，受起重时垂直于水平面的弯矩及塔机回转时在水平面的扭矩作用，这种轴向拉力与水平力对螺栓松动影响较大，它会使本应固接在一起的两个标准节的接触面必将产生轴向的上下往复移动或水平转动，原本不承受冲击荷载的连接螺栓长期受拉或受剪，极易导致连接螺栓断裂及连接结构的破损，甚至塔身折断。由此可见，对标准节连接螺栓松动未及时发现或置之不管，是一个极其危险的事情。
　　二、那是什么原因导致塔机标准节连接螺栓松动呢？其主要有以下几种原因：
　　1、我们先来分析塔身的受力特点，塔身受力可简化为：垂直于水平面的弯矩M、在水平面的扭矩T、轴向压力N、水平力F，其中弯矩M、扭矩T对连接螺栓松动影响较大。当吊臂吊起重物时，弯矩M为正值，放下重物后弯矩M为负值。回转启动时产生的扭矩T为正值，回转制动时产生的扭矩T为负值。在正常工作时，塔机频繁地吊起和放下重物，吊臂反复地启动和制动，使塔身承受正负交替频繁变化的弯矩和扭矩，导致标准节连接螺栓受力在反复不断的变化，这是螺栓松动的根本原因。
　　2、塔式起重机的工作特点决定了标准节连接螺栓的受力特点，这是不可克服的。为此，各塔机厂家对塔机标准节连接螺栓都采用高强度螺栓。有关塔机的规范和各塔机厂家的使用说明书都对这种螺栓连接的安装提出了要求，要求在安装时施加预紧力，对不同规格的连接螺栓给出了不同的预紧力值。而目前安装塔机时几乎全是凭安装人员经验拧紧螺栓，很多安装人员连规定的预紧力和理论预紧扭矩的概念都没有更谈不上用扭矩来控制螺栓预紧力了。
　　还有，拧紧标准节连接螺栓是在高空作业，空间有限，操作条件不好，要想将实际预紧扭矩施加到标准力矩时，安装人员劳动强度将大大增加，要想直接靠人力将预紧扭矩拧到符合要求不易做到；同时加上一些安装人员责任心不够，他知道预紧标准，但不按标准和规范去做；由此可见，实际安装的塔机的螺栓预紧力几乎都达不到规定的预紧力要求，这是塔身连接螺栓松动的重要原因。
　　3、还有，塔机顶升加节时，吊臂侧的标准节连接接触面受拉，平衡臂侧的标准节连接接触面受压，在相同拧紧扭矩作用下，此时两侧螺栓中的预紧力相等。当塔机旋转180度后，吊臂方向变化后，塔身标准节接触面受压受拉情况改变，螺栓中的受力变化很大，特别是将吊臂转到与顶升加节时相反的方向，原吊臂侧的标准节连接接触面由受拉变到受压，其螺栓所受的拉力大大减小，特别当原预紧力比正确值少得太多时，此时升节时吊臂侧的塔身标节连接螺栓将有可能没有预紧力了，这是连接螺栓松动的另一重要原因。
　　4、在塔机安装或顶升加节过程中，未对摆放于地面的标准节底面的泥土进行清理，使上下标节接触面中有杂质或泥土，当时虽然连接螺栓感觉是上紧了，达到标准扭紧力矩，但随着塔身的反复旋转及受拉受压或下雨时，这些杂质或泥土与雨水融合后随雨水溢出，标节间便会产生间隙；还有些标节面因长期摆放，底面因锈蚀不均匀，安装时接触面不平整（如图二所示），这些因素也会导致连接螺栓松动。

　　5、塔式起重机使用过程中，上级管理单位对操作班组的日检、周检、月检缺乏充分有力的检查监督控制手段，监督管理不到位，设备的日检、周检、月检形同虚设；塔机操作班组的操作人员缺乏责任心，不认真执行上级制定的日检、周检、月检工作，疏于对塔身连接螺栓的检查、紧固，一旦有螺栓松动，没有及时发现紧固，使其它连接螺栓受力状况愈发恶化，引起较多数量的连接螺栓松动，埋下事故隐患。
　　三、检查标节螺丝松动，可用以下二种方法：
　　1、在塔机空载状态下，小车走到臂根处，从下而上地检查起重臂侧的标节接触面是否有间隙，如有间隙，说明螺丝松动（此时，这一侧螺丝受拉），及时发现紧固；检查完这侧后，再将吊臂旋转180度，从上而下地检查起重臂这侧的螺栓，发现松动后及时紧固，直至全部完成。
　　2、检查时，对于标节间缝隙处有泥浆状或铁锈状印迹的标节（如图一红圈标示处）应重点检查，这类标节螺丝十有八九都是松的，原因是这类标节联结面处的泥土或铁锈在下雨时储存了一定的水分，随着塔机使用时，标节间会产生上下及旋转移动，使泥土或铁锈与水充分混合后从标节间隙处流出，在标节处留下印迹。
　　四、针对以上对螺栓松动的原因分析，制定以下预防措施：
　　1、塔机使用部门应加强塔机的使用管理，督促塔机作业班组（或专门的维修保养班组）经常性的检查、紧固标准节螺栓，做好检查记录。根据经验，至少应每周检查一次标准节螺栓，如发现有松动现象，及时紧固。
　　2、采用合理的方法紧固标准节螺栓。常用旋转吊臂，依次对塔身受压侧（平衡臂侧）的连接螺栓紧固。日常使用中的检查紧固，在塔机空载状态下，小车走到臂根处，从下而上地检查、紧固平衡臂侧的螺栓，这侧完后，再将吊臂旋转180度，从上而下地检查、紧固另一侧的连接螺栓，直至全部完成。每次顶升加节完后，按上述方法将本次新加装的标准节螺栓检查紧固一遍。
　　3、塔机安装时，加强安全技术交底工作。一定要向安装人员讲明标准节连接螺栓预紧力不够的危害，所安装塔机标准节连接螺栓的理论预紧扭矩（要具体到用多长的加力杆，施加多大的力），以及标准节螺栓的正确地紧固顺序，同时，实施时要有执行记录及抽检方法。
　　4、严格塔式起重机管理，塔式起重机各关键部位的原厂配件一律不得省略和代用，特别对功能性的零部件（如重要受力部位的螺栓、制动片、钢丝绳、限位器等）。
　　5、设备安全检查部门在对塔机进行每月例检时，必须有人确实上机认真仔细地检查，对检查出的隐患问题及时通报情况，限时整改隐患。
　　塔机标准节螺栓的检查紧固，是一件说起来容易，但实际操作起来不易做好的事情；可是因为连接螺栓的松动又对塔机的安全使用关系极大，因此应当引启管理部门、使用部门足够重视。