起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)監(jiān)控（管理儲(chǔ)存）和視頻監(jiān)控（作業(yè)吊裝區(qū)域?qū)崟r(shí)監(jiān)控）兩大部分組成，主要的功能有記錄工作數(shù)據(jù)、保證作業(yè)安全、調(diào)取分析能效等，按照國(guó)標(biāo)要求大型起重機(jī)械需要安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，其不僅提升吊裝工作的安全等級(jí)，還可以管理機(jī)械壽命和維護(hù)設(shè)備，全面掌控工作效能。

文中通過(guò)分析一起造船門式起重機(jī)事故，介紹起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)提高分析事故原因的效率和準(zhǔn)確率的作用。

起重機(jī)械作為吊運(yùn)物料的重要工具，在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨廣泛，隨著科技和經(jīng)濟(jì)的日益發(fā)展，逐步朝著大型化、自動(dòng)化發(fā)展，其數(shù)量也逐漸增多。起重機(jī)械具有較大危險(xiǎn)性，因此被列入特種設(shè)備來(lái)進(jìn)行監(jiān)管。據(jù)統(tǒng)計(jì)，起重機(jī)械事故率一直位于八大類特種設(shè)備之首，如何保障起重機(jī)械運(yùn)行安全、降低起重機(jī)械事故率是我國(guó)特種設(shè)備監(jiān)管重點(diǎn)。

國(guó)務(wù)院于 2010 年在《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知》中，明確要求大型起重機(jī)械要安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，從此拉開大型起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的序幕。起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)除了可以保障起重機(jī)械運(yùn)行時(shí)的安全，還能記錄存儲(chǔ)起重機(jī)械運(yùn)行參數(shù)和安全狀態(tài)，在起重機(jī)械發(fā)生事故后，運(yùn)行參數(shù)和安全狀態(tài)可回放、可追溯，有助于準(zhǔn)確快速分析事故原因，有針對(duì)性地采取相應(yīng)的預(yù)防和改進(jìn)措施，避免和減少起重機(jī)械事故的發(fā)生。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 28264-2017《起重機(jī)械安全監(jiān)控管理系統(tǒng)》的定義，安全監(jiān)控管理系統(tǒng)是指對(duì)起重機(jī)械工作過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，能夠?qū)χ匾\(yùn)行參數(shù)和安全狀態(tài)進(jìn)行記錄并管理的系統(tǒng)。一個(gè)完整的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)包括信息采集單元、信息處理單元、信息存儲(chǔ)單元、信息顯示單元、控制輸出單元、信息輸出接口單元等。造船門式起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)監(jiān)控的內(nèi)容有：（1）運(yùn)行參數(shù)：起重量、起升高度、運(yùn)行行程、大車運(yùn)行偏斜、風(fēng)速、操作指令、工作時(shí)間、累計(jì)工作時(shí)間、工作循環(huán)。（2）安全狀態(tài)：起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)器的開閉、抗風(fēng)防滑、門聯(lián)鎖保護(hù)、機(jī)構(gòu)之間的運(yùn)行聯(lián)鎖保護(hù)、同一或不同一軌道運(yùn)行機(jī)構(gòu)安全信號(hào)、供電電纜卷筒、超速保護(hù)。（3）視頻監(jiān)視點(diǎn)：吊點(diǎn)、行走區(qū)域。

從 2010 年開始，大型起重機(jī)械安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的工作一直在逐步推進(jìn)，特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范 TSG Q7016-2016《起重機(jī)械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)則》，明確了安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的大型起重機(jī)械的目錄，并要求自 2016 年 7 月 1 日起，所有新制造的大型起重機(jī)械必須安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范 TSGQ7015-2016《起重機(jī)械定期檢驗(yàn)規(guī)則》要求，在用的大型起重機(jī)械在 2018 年 1 月 1 日之后的第一個(gè)定期檢驗(yàn)日期之前，必須安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。 截至 2019 年 12 月 31 日，在目錄中的大型起重機(jī)械應(yīng)全部完成安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的安裝。

根據(jù)安全技術(shù)規(guī)范的要求，造船門式起重機(jī)無(wú)論其參數(shù)大小，全部都需安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。就目前的造船門式起重機(jī)而言，有的在出廠時(shí)就已安裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，有的則是在投入使用后加裝安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。

2019 年 10 月 12 日，某造船廠發(fā)生一起造船門式起重機(jī)下小車主鉤溜鉤事故，所幸起升高度較小，未造成較大損失和人員傷亡。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步勘查，事故發(fā)生后，船體分段單邊著地，下小車主鉤落于地面，鋼絲繩完全松馳。上小車雙主鉤吊住船體分段另一邊，懸在空中。上小車雙主鉤的傳動(dòng)系統(tǒng)未見異常，制動(dòng)器未見異常。下小車主鉤的傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，高速軸在減速箱和制動(dòng)器間斷裂，制動(dòng)器脫離安裝位置，完全解體（見圖 1 ），制動(dòng)輪四分五裂。高速軸斷裂處呈彎曲狀態(tài)（見圖 2 ），位于下小車主鉤制動(dòng)器旁邊的急停開關(guān)被物體撞擊破損。下小車主鉤的傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖見圖 3 。

發(fā)生事故的起重機(jī)為造船門式起重機(jī)，型號(hào)規(guī)格為：MU300(2×100+150/20)-72A5，額定起重量為 300t，采用 PLC 控制，起升機(jī)構(gòu)和運(yùn)行機(jī)構(gòu)全部采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。有上、下 2 個(gè)運(yùn)行小車，上小車有 2 個(gè)主鉤，其額定起重量分別為 100t；下小車有 1 個(gè)主鉤和 1 個(gè)副鉤，主鉤額定起重量為150t，副鉤額定起重量為 20t，主鉤裝有 1 個(gè)工作制動(dòng)器，為盤式制動(dòng)器。發(fā)生事故前，操作人員利用該造船門式起重機(jī)上小車的 2 個(gè)主鉤和下小車的1 個(gè)主鉤聯(lián)合抬吊船體分段。

該造船門式起重機(jī)投入使用的時(shí)間是 2012 年 1 月，于 2017 年 12 月加裝了安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。為更好地分析事故發(fā)生經(jīng)過(guò)和原因，調(diào)取了事故發(fā)生時(shí)間段的有關(guān)監(jiān)控內(nèi)容，并對(duì)有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行轉(zhuǎn)化、分析。與下小車主鉤有關(guān)的部分監(jiān)控內(nèi)容見表 1，與上小車主鉤有關(guān)的部分監(jiān)控內(nèi)容見表 2。上小車雙鉤均未出現(xiàn)異常現(xiàn)象，因此，表 2 的內(nèi)容可作為參考對(duì)比之用。表中僅顯示與事故有關(guān)的部分內(nèi)容，由于零位整定關(guān)系，下小車主鉤和上小車主鉤起升高度是各自的相對(duì)值，非絕對(duì)值。原監(jiān)控內(nèi)容的時(shí)間可顯示到微秒，但由于篇幅關(guān)系，本表簡(jiǎn)化顯示到秒。表 1 序號(hào) 4，操作指令在 0 檔時(shí)，制動(dòng)器處于打開狀態(tài)；表 1 序號(hào) 5，操作指令在下降 1 檔時(shí)，制動(dòng)器處于閉合狀態(tài)，這是因?yàn)橹苿?dòng)器狀態(tài)是通過(guò)驗(yàn)證制動(dòng)臂的機(jī)械動(dòng)作狀態(tài)而得的，因此有適當(dāng)?shù)难訒r(shí)。表 2 序號(hào) 4、序號(hào) 5 也有同樣現(xiàn)象，這說(shuō)明 PLC 控制邏輯和制動(dòng)器動(dòng)作是正確的。

表 1 序號(hào) 3 的 785.78m 是下小車主鉤的最大高度值，隨后，下小車主鉤起升高度值逐漸變小。表 1 序號(hào) 9 下小車急停開關(guān)斷開，說(shuō)明此時(shí)急停開關(guān)已被物體撞擊導(dǎo)致動(dòng)作，從而也表明制動(dòng)器是在此時(shí)損壞的。表 1 序號(hào) 9，在下降 3 檔時(shí)，制動(dòng)器狀態(tài)信號(hào)閉合，有兩個(gè)因素可導(dǎo)致制動(dòng)器狀態(tài)信號(hào)閉合：一是由于下小車急停開關(guān)斷開，導(dǎo)致制動(dòng)器閉合；二是由于制動(dòng)器已破損，制動(dòng)器狀態(tài)驗(yàn)證開關(guān)恢復(fù)到常開狀態(tài)。表 1 序號(hào) 11，下小車主鉤起重量顯示 0t，說(shuō)明此時(shí)下小車主鉤吊點(diǎn)側(cè)的船體分段已完全著地。從表 1 下小車主鉤起重量和表 2 上小車 2 鉤總起重量可知，起重機(jī)未超載。

       由表 1 監(jiān)控內(nèi)容的分析可初步還原事故的大致發(fā)生過(guò)程：2019 年 10 月 12 日，14 點(diǎn) 07 分 15 秒前，下小車主鉤運(yùn)行未見異常現(xiàn)象；14 點(diǎn) 07 分 15 秒，下小車主鉤由上升 2 檔切換到零位檔，制動(dòng)器處于打開狀態(tài)，下小車主鉤開始下滑；14 點(diǎn) 07 分 18 秒，下小車主鉤下滑過(guò)程中，制動(dòng)器抱閘，但主鉤還是繼續(xù)下滑；14 點(diǎn) 07 分 22 秒，下小車急停開關(guān)被制動(dòng)器零件碎片擊中動(dòng)作，下小車主鉤繼續(xù)下滑；14 點(diǎn) 07 分 23 秒，操作人員操作手柄，回到零位，但由于此時(shí)制動(dòng)器損壞，高速軸斷裂，下小車主鉤不受電機(jī)和制動(dòng)器約束，繼續(xù)下滑；14 點(diǎn) 07 分 25秒，船體分段單邊完全落地。監(jiān)控視頻完整記錄了船體分段的運(yùn)行過(guò)程，經(jīng)比對(duì)，監(jiān)控視頻中的事故發(fā)生過(guò)程與上述分析過(guò)程完全一致。

在本次事故中，上小車主鉤運(yùn)行正常，下小車主鉤運(yùn)行出現(xiàn)異常現(xiàn)象，上小車主鉤和下小車主鉤運(yùn)行方向?qū)Ρ惹闆r見表 3。由表 3 可知，在 14 點(diǎn) 07 分 15 秒至 14 點(diǎn) 07 分 19 秒間，下小車和上小車的運(yùn)行方向相反，說(shuō)明從 14 點(diǎn) 07 分 15 秒開始，下小車主鉤的運(yùn)行出現(xiàn)異常。上小車主鉤的運(yùn)行方向與操作指令一致，說(shuō)明 PLC 控制邏輯是正確的。

對(duì)變頻器的參數(shù)設(shè)置作檢查與分析，發(fā)現(xiàn)變頻器的參數(shù)設(shè)置存在可能引起事故的隱患，如變頻器參數(shù)中制動(dòng)應(yīng)答確認(rèn)采用的是內(nèi)部應(yīng)答、變頻器參數(shù)采用的運(yùn)行啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為 0%、電機(jī)停止后的勵(lì)磁保持時(shí)間設(shè)置為 0 秒等。

由以上分析可得出產(chǎn)生溜鉤的可能原因：下小車主鉤由上升 2 檔切換到零位檔時(shí)，制動(dòng)器處于打開狀態(tài)，沒(méi)有制動(dòng)力矩。由于變頻器參數(shù)設(shè)置引起偶發(fā)故障，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)輸出力矩小于下小車主鉤載荷產(chǎn)生的力矩，下小車主鉤在載荷重力作用下產(chǎn)生下滑。

由以上分析可得出制動(dòng)器損壞的可能原因：在下小車主鉤下滑過(guò)程中，制動(dòng)器抱閘，由于此時(shí)下滑速度較快，載荷較大，且制動(dòng)器制動(dòng)片施加給制動(dòng)輪的抱閘力不均衡，不均衡的抱閘力對(duì)旋轉(zhuǎn)的制動(dòng)輪產(chǎn)生彎矩和沖擊。制動(dòng)輪受彎矩和動(dòng)載荷沖擊作用，導(dǎo)致破裂。破裂的制動(dòng)輪碎塊在離心力作用下，四處亂飛。

由以上分析可得出高速軸斷裂的可能原因：從高速軸的斷口和外形分析可知，高速軸主要是受彎矩作用產(chǎn)生斷裂。制動(dòng)器制動(dòng)片對(duì)制動(dòng)輪產(chǎn)生彎矩作用的同時(shí)，制動(dòng)輪對(duì)高速軸也產(chǎn)生了彎矩作用。由于此時(shí)高速軸還處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，受動(dòng)載沖擊作用，處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的高速軸在制動(dòng)輪彎矩作用下產(chǎn)生瞬間斷裂。

基礎(chǔ)建設(shè)的大利大發(fā)展和高速發(fā)展對(duì)起重機(jī)械的工作安全需求越來(lái)越高。通過(guò)對(duì)實(shí)例事故分析可知起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)可以大大降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)作業(yè)數(shù)據(jù)可供維保人員快速分析故障以及維護(hù)。安全監(jiān)控管理系統(tǒng)的使用已經(jīng)從需求到必須，由此作為一線施工人員必須提高安全作業(yè)意識(shí)，充分了解并切實(shí)使用起重機(jī)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)。