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专家分析:中国特种设备钢丝绳使用安全现状 
 

        特种设备是国民经济建设的重要基础设备,与人民群众生活密切相关。随着社会经济与工业技术的迅猛发展,近年来我国在用特种设备规模不断扩大,每年净增长近30万台(套)。根据国家质检总局2007年6月公布的《2007年全国特种设备安全状况》白皮书,至2006年底全国在用特种设备已达到403.73万台(套),首次突破400万关口。
        以防止和减少事故为目标,国家质量监督检验检疫总局于"十一五"之初提出: 2007-2010年,我国特种设备万台事故起数要力争从0.8起控制到0.5起以下,万台死亡人数要力争从1.0人控制到0.8人以下;到2020年我国特种设备安全水平要力争达到或接近发达国家水平。这一宏伟目标,体现了我国政府立足国计民生,力促经济社会安全发展的胆识与决心,同时要求安全监管、检测检验以及直接责任者都必须认真吸取以往安全事故的深刻教训,针对设备运行过程中典型和共性重大危险源与重大隐患,提出科学有效的解决方案,以切实保障这一人道主义目标的实现。
一、我国特种设备钢丝绳安全状况
1、电梯行业
        根据国家公布统计数据,电梯事故发生数量占特种设备安全事故发生总数的7.5%至18.3%,2005和2006年处于八类特种设备事故起数的第二位,2007年上半年达到16.9%,接近历史高点;每年电梯事故死亡人数占全部事故死亡人数的6%至13.1%,2005和2006年居于八类特种设备的第三至四位,2007年上半年共因电梯事故死亡19人,又创近年新高。
        不言而喻,钢丝绳安全对在用电梯的运行至关重要,日本近期的电梯危机事件就证实了这一点。2006年日本五大电梯公司发生了42起电梯钢丝绳断裂事故。日本国土交通省因此决定对占到日本在用电梯近9成的52万部电梯进行紧急检查,并起动了将电梯钢丝绳断裂作为法律规定的"与重大事故密切关联"事项、以及对其报告义务化的研判进程。
        我国目前在用电梯保有量77万部,并继续以每年12万部左右的速度快速增长。需要关注的是,大量电梯于上世纪九十年代和本世纪初投入运行,钢丝绳的报废更新是一个普遍而突出的问题。不加区别地全部更换无疑耗费巨大,有选择地更新又该怎样进行技术判别。与其它部位相对完善的检测和监视手段相比,钢丝绳检测及其安全性评估目前急需却又薄弱。
2、起重机械(包括房屋和市政起重机械,下同)行业
        城市工业建设离不开起重机械。2006年,我国在册起重机械达到82.36万台,占全部特种设备的比重达到20.4%,是目前增速最快的设备类型;每年起重机械事故起数占所有特种设备安全事故总起数的22.1%至44.5%,是安全事故的高发区和重灾区,尤其在近年起重机械事故显著增多,重大、特大事故有所抬头。
        2007年上半年,我国起重机械部件失效导致事故共13起,占特种设备事故总数的35.14%,其中钢丝绳突然断裂事故竟达7起。国家质量监督检验检疫总局于6月份发布通报指出:2007年前5个月,起重机械事故连续多发,5月份1个月全国发生10起,死亡16人,6月1日至5日又接连发生了6起起重机械事故,死亡7人。经主管部门对2007年5月份一个月的事故进行初步分析,因设备质量问题引发的事故占33.3%,其中起重机械钢丝绳断裂事故占全部设备质量事故的40%。
3、客运索道行业
        我国客运索道目前仍是新兴产业,截止2006年底共有在用架空索道与客运缆车、滑雪场地牵拖索等836条,为我国的山地客运、江河摆渡、景区旅游等事业发挥着重要的作用。
        索道本身处于相对恶劣的运行环境之中,自然侵蚀情况严重,而我国客运索道目前已集体进入故障易发期和多发期,近年来陆续出现严重事故和典型事故征侯,一旦连锁反应,就将造成重大的生命财产损失。
        客运索道已成为人们享受现代生活的重要载体,但是索道运行至今未能摆脱钢丝绳事故隐患的巨大威胁。上世纪九十年代末期,我国四川渡口矿务局曾对其15年间货运索道事故进行了统计分析,结果表明:钢丝绳断绳事故90次,占总事故的16%,造成的停运时间为734小时,占总停运时间的24%。
1976年3月9日,意大利北部塞尔米斯运动场索道因钢丝绳断裂死亡42人;
1990年6月1日,格鲁吉亚第比利斯登山索道因牵引绳断裂死亡20人,伤35人;
1999年7月1日,法国西部阿尔卑斯山天文台索道钢丝绳断裂,20位天文学家不幸遇难;
2006年10月16日,我国广西梧州市某自制缆车因钢丝绳断裂死亡5人。
1999年10月3日,贵州马岭河客运索道绳断厢落,造成了一次死亡14人,伤22人的国内特大安全事故。
二、"生命线"上的隐患--钢丝绳运行技术难点解析
        钢丝绳业已成为事故频发的重大危险源,钢丝绳疲劳、断丝、磨损、锈蚀等技术缺陷业已成为难测难防的重大隐患。钢丝绳的应用性研究表明:
只要运行,钢丝绳损伤几乎不可避免--"正常"使用的钢丝绳仍然屡屡发生断裂事故,就是因为积累的损伤使得钢丝绳实际上并非想象中那样安全;
只要运行,钢丝绳强度已处在未知的低点--受载荷作用与环境影响,钢丝绳的力学性能将在磨合期后持续退化,而最可怕是难以掌握退化已经到了何种程度;
只要运行,钢丝绳安全始终令人心悬一"线"--即便无故障运行了100小时,也不能保证下一小时仍是安全可靠;即便看起来完好无缺,也不能保证运行绝对安全;即便完全采用新绳,也还是可能存在质量缺陷导致的不安全。事实表明,由于自身结构的复杂性、运行环境的多样性以及检测方法的局限性,大量在用钢丝绳并无良好的安全保障,并连带反映出"隐患、浪费、低效"同在的三大矛盾。

1、钢丝绳安全,始终是设备监管的难点甚至是盲区。

美国ASTM标准E1571《铁磁性钢丝绳电磁检测方法》的起草人之一Dennis and Vida. Poffenroth先生也将起重钢丝绳称为"Lifeline"(生命之线)。然而由于缺少科学可靠的检测手段,钢丝绳使用过程始终潜伏着安全隐患。据美国权威机构对全球8000多家钢丝绳实验室和使用现场的采样分析,大约10%的在用钢丝绳强度损耗超过15%,处于危险状态;有2%的在用钢丝绳强度损耗超过30%,处于极度危险状态。美国还对800多个钢丝绳使用现场采取多种信息资料进行统计分析,结果表明钢丝绳断绳的突发事故为12%,隐患事故为10%。

在我国,矿山、港口等国民经济重要行业的钢丝绳安全状况一直十分严峻。根据国家安全生产管理总局统计,2004~2005年全国煤矿共发生提升运输事故1065起,死亡1142人,其中断绳事故占据相当大的比例。2003年2月22日,山西吕梁交城县五七煤矿提升机钢丝绳发生断裂事故,一次造成14人死亡、5人受伤的重大恶性事故,损失极其惨重。钢丝绳断绳目前仅次于瓦斯和透水事故,是目前煤炭系统第三大灾难类型。港口方面,上海港务局曾对管辖范围内近几年的机损事故进行统计分析,结果显示33%的事故为钢丝绳断绳。

2、钢丝绳使用成本,因安全检测不到位和无条件定期换绳而形成巨大浪费。

美国统计表明:70%以上被强制更换的钢丝绳很少或基本上没有强度损耗。日本在另一项统计中表明:被强制更换的钢丝绳中,一半以上的强度仍处于新绳强度的90%以上,还有不少超过100%,即处于磨合期。

3、钢丝绳运行效率,因强制停机检测和落后的人工检测方式而被大大降低。

除了规定的产品安全性能监督检验、安装安全性能监督检测以及在用设备定期检验之外,为了保证安全,责任部门还必须对特种设备钢丝绳专门进行日常停机检测。因为钢丝绳的用量巨大和低效率的检测方法,只好牺牲正常的设备运转时间,停机待产成为普遍现象,尤其是矿山、港口等重要行业,因此造成的产能瓶颈制约严重,减产减收数额可观。

4、隐患是万恶之源,看不见的隐患比看得见的隐患更危险。

钢丝绳安全隐患具有的三个方面的综合特征。事后的样本解剖、破断试验或者金相学分析等实验室手段,均可有效发现断裂钢丝绳的具体缺陷,或者导致事故的真实原因。但真正要对安全隐患预测、预控和预防,则必须依靠科学可靠的无损检测技术手段。

(1)造成钢丝绳断裂的具体原因复杂多样。

日本电梯协会对2006年42起电梯钢丝绳断裂的事故原因进行了调查:年久老化的为15起,异物混入的为7起,安装时造成钢丝绳损伤的为4起,生锈、异常磨损的各2起,原因不明的12起。

(2)疲劳是钢丝绳最普遍和最危险的隐患。

钢丝绳内外部的断丝现象,绝大部分仅仅因为受到弯曲、拉伸、扭转等纯力学作用而产生。疲劳不仅会形成大量断丝、断股,甚至会瞬间形成整绳断裂,这已被国内外技术专家所共识。疲劳在积累过程中很难被检测,结果常常来不及被发现就酿成了断绳事故。2007年7月27日,深圳南山区某港口公司所属17号门座起重机在船舱内起吊卷钢板,主钢丝绳和吊钩钢丝绳发生断裂。当时吊装重量约18.6吨,而门机额定档是25~22(吨)。事后分析表明:钢丝绳的化学成分、金相组织、整绳抗拉强度均符合要求,材质无显著缺陷;钢丝绳属于典型的不旋转结构,内层绳股的负重大,易失效;钢丝绳断口显示内股呈现粉碎性疲劳断裂(低周疲劳)。

很多断绳事故显示,在用钢丝绳疲劳损伤的产生基本无法避免,潜伏性很强,危险征兆相当隐避,暴发速度却往往很高。因此,疲劳被全球无损探伤界认为是最大的公害、待解的难题。

(3)从钢丝绳内部开始的断丝断股极易导致断绳事故。

2007年12月19日,作为湖北省某重点交通工程的在建荆岳长江公路大桥27号桥墩施工现场起重钢缆断裂,导致5人溺亡。事故调查表明,断裂钢缆由12股钢筋组成,直径19.5毫米,承载能力20吨,刚刚投入使用一个半月,施工例行检查并未发现钢缆出现异常情况。我国特种设备安全现状仍旧存在共性隐患,钢丝绳监管任重而道远。关注特种设备安全,应为能有效识别和定量分析钢丝绳内外部各种安全隐患的钢丝绳无损检测技术提供研究、开发、应用和推广的宽阔舞台。

对于我国特种设备安全管理的几点想法和建议

1、安全管理应与技术的创新和发展紧密结合。

安全是常识,更是科学。特种设备的生产、使用依靠一系列的技术规范、操作规程和检验检测来实现,"技术支撑"具有法定作用。推行科学的管理方法,采用先进的技术手段是特种设备安全监察工作的必由之路。实践证明,如果做到科学管理,依法监管,彻底消除事故隐患,实现设备本质安全,安全事故是可以预防的。

我国的特种设备安全局面,既需要先进的科学技术手段,同时也离不开扎实高效的政府监管。社会上长期存在"安全相对,事故绝对"、"安全事故不可防范,不以人的意志为转移"等麻痹思想和宿命观念,这是设备事故背后更危险的安全隐患,不能不引起高度的警惕。国家质量监督检验检疫总局在《关于进一步加强特种设备安全监察工作的意见》中确立了依靠科技,推进特种设备安全工作的重点对策:"要抓紧构建特种设备安全评价体系研究,以特种设备安全方面的共性和关键技术的攻关为突破口,为我国特种设备安全监察总体水平进入世界先进行列提供技术保障,争取到2010年,有10个左右项目达到国际先进水平,1至2个项目达到国际领先水平。"执政纲领体现了政府对安全科技的高度重视,民族科技也期盼在实现创新、发展的同时,能切实为社会、国家建功立业。

2、大力推动对重要部位钢丝绳运行的动态、连续、区域监测、控制及管理。

用社会有限的投入,去实现对人类社会尽可能高的安全水准。钢丝绳安全切实关系到我国特种设备安全监管工作的大局,如何系统解决是一个迫切和紧要的问题。

免停机的全过程监测是安全技术与安全管理的新趋势。我国特种设备数据多,分布广,技术水平莨莠不齐,而专业检验机构面临专业技术人员不足,工作量大,技术装备水平各异,检测仪器使用效率不高等问题。安全事故频发一个很重要的原因,就是检测检验并未全面有效地覆盖各个区域、各台设备、以及各项运行作业。

目前国内在钢丝绳在线自动监测技术方面已经实现了突破,可以达到多点布控、远程遥测和全程智能化数据管理,全球通讯资源及计算机网络遍布,从而为钢丝绳的动态、连续和区域监测提供了有力的保障。例如:可建立针对电梯钢丝绳的社区集中监测系统,针对起重机械钢丝绳的厂(场)区或城建集中监测系统,甚至针对索道、桥梁钢丝绳的全国集中监测系统,通过这些技术手段,将可以在一个共性的高度危险部位--承载钢丝绳的运行环节,彻底消除事故隐患,科学节约用绳成本,有效提高生产效率,也必将促进我国特种设备安全技术与监管水平快速越上一个新的高度。

着力保障和改善民生,推动建设和谐社会,是胡总书记十七大报告中强调的重要精神。在特种设备安全当中有效推进科技创新、技术标准创新和监管方式的创新,将为贯彻落实科学发展观,有效解决安全隐患,促进节能降耗,保障社会稳定发展和人民幸福安康赋予更多的内涵。(作者:窦柏林)


 
《专家分析:中国特种设备钢丝绳使用安全现状》2012-6-15 12:18:31 文章来源: 新华网 浏次数

 




















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