建筑起重机械安全评估技术规程 [附条文说明] JGJ/T189-2009

4 评估内容和方法

4．1 基本要求和方法

4．1．1 钢结构安全评估检测点的选择应包括下列部位：
    1 重要结构件关键受力部位；
    2 高应力和低疲劳寿命区；
    3 存在明显应力集中的部位；
    4 外观有可见裂纹、严重锈蚀、磨损、变形等部位；
    5 钢结构承受交变荷载、高应力区的焊接部位及其热影响区域等。

4．1．2 安全评估应采取下列方法：
    1 目测：全面检查钢结构的表面锈蚀、磨损、裂纹和变形等，对发现的缺陷或可疑部位做出标记，并应进一步检测评估；
    2 影像记录：用照相机或摄像机拍摄设备的整机外貌，拍摄重要结构件的承受交变荷载或高应力区的焊接部位及其热影响区域，拍摄外观有可见裂纹、严重锈蚀、磨损、变形等部位；
    3 厚度测量：采用超声波测厚仪、游标卡尺等器具测量结构件的实际厚度；
    4 直线度等形位偏差测量：用直线规、经纬仪、卷尺等器具进行测量；
    5 载荷试验：整机安装调试完成后，通过载荷试验检验结构的静刚度及主要零部件的承载能力，通过载荷试验检验机构的运转性能、控制系统的操作性能及各安全装置的工作有效性。

4．1．3 当按本规程第4．1．2条所列的评估方法不能满足安全评估要求时，安全评估也可采用下列方法：
    1 当重要结构件外观有明显缺陷或疑问，需要作进一步评估检测情况时，可采用下列无损检测方法：
        1)磁粉检测(MT)：检测铁磁性材料近表面存在的裂纹缺陷；
        2)超声检测(UT)：采用直射、斜射、液浸等技术，检测结构件内部缺陷；
        3)射线照相检测(RT)：利用X或γ射线的穿透性，检测结构件内部缺陷。
    2 对重要结构件有改制或主要技术参数有变更等情况，可采用应变仪测取结构应力，分析判别结构的安全度的应力测试方法。

4．2 塔式起重机安全评估

4．2．1 结构件锈蚀与磨损检测应符合下列要求：
    1 检测应包括下列部位：
        1)起重臂主弦杆；
        2)塔身节主弦杆；
        3)塔帽根部及顶部连接拉杆座；
        4)平衡臂(转台)连接处；
        5)回转支承座连接处；
        6)目测可疑的其他重要部位。
    2 检测数量应符合下列要求：
        1)臂架节抽检数量不得少于总数的70％，且必须包括中间的2节臂架节，每节臂架节主弦杆检测不得少于2处；
        2)塔身基础节主弦杆检测不得少于2处，其他塔身节抽检数量不得少于总数的20％，每节检测不得少于1处；
        3)塔帽(A字架)主弦杆根部抽检不得少于2处，顶部连接拉杆座不得少于1处；
        4)平衡臂(转台)连接处抽检不得少于2处；
        5)上下回转支承座连接处抽检各不得少于1处；
        6)对其他重要结构件目测可疑部位进行全数检测；
        7)当检测发现不合格时，应加倍对同类部位进行抽查，如再次发现不合格，应全数检测。
    3 检测方法应符合下列要求：
        1)在设备解体状态，应将待检测部位去除污垢、浮锈和油漆等；
        2)应采用测厚仪、游标卡尺等器具检测实际尺寸。

4．2．2 结构件裂纹检测应符合下列要求：
    1 检测应包括下列部位：
        1)行走底盘及底座的最大受力或变截面应力集中部位；
        2)回转平台支承座主要受力焊缝及变截面应力集中部位；
        3)起重臂根部焊缝、主弦杆连接焊缝部位；
        4)平衡臂(转台)主结构连接焊缝部位；
        5)塔身节主弦杆连接焊缝部位；
        6)塔帽或塔顶构造主弦杆连接焊缝部位；
        7)附着装置主结构连接焊缝部位；
        8)顶升套架爬爪座、主弦杆支承横梁等连接焊缝部位等；
        9)目测可疑的其他重要部位。
    2 检测数量应符合下列要求：
        1)检测部位抽检数量各不得少于1处；
        2)塔身基础节主弦杆连接焊缝、塔身加强节或特殊节主弦杆部位抽检数量各不得少于2处；
        3)其他塔身节抽检数量不少于总数的20％，每节主弦杆连接处检测不得少于1处；
        4)当检测发现不合格的，应加倍对同类焊缝进行抽查；如再次发现不合格，应全数检测。
    3 检测方法应符合下列要求：
        1)在设备解体状态，应将待检测部位去除污垢、浮锈和油漆等；
        2)可采用渗透或磁粉检测方法，进行探伤检测；
        3)发现疑问时可采用超声检测或射线照相检测等方法进行无损检测。

4．2．3 结构件变形检测应符合下列要求：
    1 检测应包括下列内容：
        1)塔身节主弦杆直线度偏差、对角线偏差、塔身垂直度；
        2)起重臂、平衡臂、塔帽、顶升套架主弦杆直线度偏差；
        3)目测有明显变形的其他构件。
    2 检测数量应符合下列要求：
        1)塔身节应全数目测检查，对发现的可疑部位应进行全数检测；对目测未见异常的塔身节，随机抽查不得少于3节，每节测量不得少于2根主弦杆的直线度，并应测量每节的对角线偏差；
        2)起重臂应全数目测检查，对发现的可疑部位应进行全数检测；对目测未见异常的起重臂，随机抽查不得少于3节，每节测量上下各不得少于1根主弦杆的直线度；
        3)对目测可疑的其他重要部位，应进行全数检测；
        4)当检测发现不合格时，应加倍对同类部位进行抽查，如再次发现不合格，应全数检测。
    3 检测方法应符合下列要求：
        1)在设备解体状态，应采用直线规、卷尺等器具测量直线度偏差，采用卷尺测量塔身节的对角线偏差；
        2)设备组装后，应采用经纬仪测量塔身的垂直度偏差。

4．2．4 销轴与轴孔磨损及变形检测应符合下列要求：
    1 检测应包括下列部位：
        1)目测有明显磨损及变形的重要结构件销轴与轴孔；
        2)起重臂、平衡臂臂架节间及其根部连接、拉杆连接、塔帽根部连接等经常承受动载荷的销轴与轴孔。
    2 检测方法：在设备解体状态，采用游标卡尺、内外卡钳等器具测量销轴与轴孔的实际尺寸。

4．2．5 主要零部件、安全装置、电气系统及防护设施的检查检测应符合下列要求：
    1 检查检测应包括下列内容：
        1)主要零部件包括制动器、联轴节、卷筒与滑轮、钢丝绳、吊钩组等；
        2)安全装置包括各类安全限位开关与挡板、小车断绳保护装置、动臂变幅防臂架后翻装置、小车防坠落装置、缓冲器、扫轨板、抗风防滑装置、钢丝绳防脱装置等；
        3)电气系统包括电气控制箱、电缆线、电气元件等；
        4)防护设施包括走道、工作平台、栏杆、扶梯等。
    2 检测方法应符合下列要求：
        1)在设备解体状态，应对主要零部件、安全装置、电气系统及防护设施的外观状态进行目测检查；当目测有疑问时，应采用测量器具进行检验。检查检测各部件的磨损变形情况、钢丝绳断丝情况等。检查电箱外观，应完整并能防漏水，应设置电气保护并应符合按现行国家标准《塔式起重机安全规程》GB 5144的规定，电缆应无老化破损；
        2)设备部件组装后，应通过载荷试验对整机及其主要零部件、安全装置、电气系统进行功能试验，应采用绝缘测量仪器检测电气系统的绝缘性能，同时应检查防护设施的安全状态。

4．3 施工升降机安全评估

4．3．1 结构件锈蚀与磨损检测应符合下列要求：
    1 检测应包括下列部位：
        1)导轨架标准节主弦杆；
        2)吊笼立柱、顶梁与底梁；
        3)齿轮、齿条；
        4)目测可疑的其他重要部位。
    2 检测数量应符合下列要求：
        1)抽检标准节数量不得少于总数的10％，每节检测不得少于1处；
        2)每只吊笼立柱、顶梁抽检各不得少于1处，底梁抽检各不得少于2处；
        3)对齿轮、齿条及其他结构件目测可疑部位进行全数检测；
        4)当检测发现不合格时，应加倍对同类部位进行抽查，如再次发现不合格的，应全数检测。
    3 检测方法：在设备解体状态，将待检测部位去除污垢、浮锈和油漆等，用测厚仪、游标卡尺等器具测量实际尺寸。

4．3．2 结构件裂纹检测应符合下列要求：
    1 检测部位应包括下列内容：
        1)标准节主弦杆与水平长腹杆连接焊缝；
        2)吊笼主立柱与顶梁、底梁连接焊缝；
        3)目测可疑的其他重要部位。
    2 检测数量应符合下列要求：
        1)标准节抽检数量不得少于总数的10％，每节检测不得少于1处；
        2)每只吊笼主立柱、顶梁连接焊缝抽检各不得少于1处，底梁连接焊缝抽检各不得少于2处；
        3)目测可疑的其他重要部位进行全数检测；
        4)当检测发现不合格时，应加倍对同类部位进行抽查，如再次发现不合格的，应全数检测。
    3 检测方法应符合下列要求：
        1)在设备解体状态，应将待检测部位去除污垢、浮锈和油漆等；
        2)可采用渗透或磁粉方法进行探伤检测；
        3)当发现疑问时，可采用超声检测或射线照相检测等方法进行无损检测。

4．3．3 结构件变形检测应符合下列要求：
    1 检测应包括下列部位：
        1)标准节主弦杆直线度偏差及截面对角线偏差；
        2)吊笼结构在笼门方向投影的对角线偏差，吊笼门框平行度偏差；
        3)目测可疑的其他重要部位。
    2 检测数量应符合下列要求：
        1)标准节应全数目测检查，对发现的可疑部位应进行全数检测；对目测未见异常的标准节，随机抽查不得少于2节，应测量截面对角线偏差及主弦杆直线度偏差；
        2)吊笼结构应全面目测检查，对发现的可疑部位应进行检测；对目测未见异常时，选择一台吊笼测量其笼门方向投影的对角线偏差和吊笼门框平行度偏差；
        3)目测可疑的其他重要部位应进行全数检测；
        4)当检测发现不合格时，应加倍对同类部位进行抽查；如再次发现不合格，应全数检测。
    3 检测方法应符合下列要求：
        1)在设备解体状态，应采用直线规、卷尺等器具测量直线度偏差，采用卷尺测量对角线和平行度偏差；
        2)在设备组装后，应采用经纬仪测量导轨架的垂直度偏差。

4．3．4 主要零部件、安全装置、电气系统及防护设施检查检测应符合下列要求：
    1 检查检测应包括下列部位：
        1)主要零部件包括制动器、对重导向轮、天轮架滑轮、吊笼门与导向机构等；
        2)安全装置包括防坠安全器、各类限位开关及其挡板、围栏门机械连锁、安全钩等；
        3)电气系统包括电气控制箱、电缆线、电气元件等；
        4)防护设施包括走道、工作平台、栏杆、检修扶梯等。
    2 检查方法应符合下列要求：
        1)在设备解体状态，应对主要零部件、安全装置、电气系统及防护设施的外观状态进行目测检查；当目测有疑问时，应采用测量器具检验，检查检测有疑问部件的磨损变形情况等。应检查电箱外观，应完整并能防漏水，应设置电气保护并应符合现行国家标准《施工升降机安全规程》GB 10055的规定，电缆应无老化破损；
        2)在设备部件组装后，应通过载荷试验对整机及其主要零部件、安全装置、电气系统进行功能试验，应采用绝缘测量仪器检测电气系统的绝缘性能，同时应检查防护设施的安全状态；
        3)防坠安全器的寿命年限应符合现行行业标准《施工升降机齿轮锥鼓形渐进式防坠安全器》JG 121的规定，并应按现行国家标准《施工升降机》GB/T 10054和《施工升降机安全规程》GB 10055的规定对防坠安全器进行现场坠落试验。

5 评估判别

5．1 壁厚判别

5．1．1 对重要结构件因锈蚀磨损引起壁厚减薄，当减薄量达到原壁厚10％时，应判为不合格；经计算或应力测试，对重要结构件的应力值超过原设计计算应力的15％时，应判为不合格。

5．1．2 结构件特殊部位的锈蚀与磨损检查应按表5．1．2进行判别。

表5．1．2 结构件特殊部位锈蚀与磨损检查判别标准

    注：Δ为磨损变形率，指磨损变形量占原尺寸的百分比。其中的齿轮齿条按常规的模数m＝8考虑，齿轮按跨齿数为2齿的公法线长度测量磨损变形率，齿条用标准圆棒和游标卡尺测量磨损变形率，有特例的可参照作相应修正。设计另有规定的按设计要求进行判定。

5．2 裂纹判别

5．2．1 当采用磁粉检测方法进行焊缝表面或近表面裂纹的探伤时，焊缝应达到现行行业标准《无损检测 焊缝磁粉检测》JB/T 6061和《无损检测 焊缝渗透检测》JB/T 6062中规定的1级要求；当采用超声检测方法进行焊缝内部探伤时，焊缝应达到现行行业标准《起重机械无损检测 钢焊缝超声检测》JB/T 10559中规定的2级要求。根据焊缝的特征当采用其他合适的无损检测方法进行内部探伤时，应根据相应的检测标准进行合格判别。
    设计另有规定的应按设计要求进行判定。

5．2．2 重要结构件表面发现裂纹的，该结构件应判为不合格。

5．2．3 施工升降机的齿轮齿根处出现裂纹的，该齿轮应判为不合格；施工升降机的齿条齿根处出现裂纹的，该齿条应判为不合格。

5．3 变形判别

5．3．1 重要结构件失去整体稳定时，该结构件应判为不合格。

5．3．2 重要结构件主弦杆、斜杆直线度应按表5．3．2进行判别。

表5．3．2 重要结构件主弦杆、斜杆直线度判别标准

注：设计另有规定的应按设计要求进行判定。

5．3．3 结构件形位偏差应按表5．3．3进行判别。

表5．3．3 结构件形位偏差判别标准

    注：对角线偏差是指构件两对角线测量值之间的最大差值与对角线测量平均值的比。平行度偏差是指以一构件轴线为基准，另一构件轴线和此基准平行方向之间的最大测量差值与两构件平均间距的比。设计另有规定的按设计要求进行判定。

5．4 塔式起重机整机判别

5．4．1 当出现下列情况之一时，塔式起重机应判为不合格：
    1 重要结构件检测有指标不合格的；
    2 按本规程附录E中有保证项目不合格的。

5．4．2 重要结构件检测指标均合格，并按本规程附录E中保证项目全部合格的，可判定为整机合格。

5．5 施工升降机整机判别

5．5．1 当出现下列情况之一时，施工升降机应判为不合格：
    1 重要钢结构检测有指标不合格的；
    2 按本规程附录F中有保证项目不合格的。

5．5．2 重要结构件检测指标均合格，并按本规程附录F中保证项目全部合格的，可判定为整机合格。

4 评估内容和方法

4．1 基本要求和方法

4．1．2、4．1．3 目测时应对全部结构、机构、安全装置和电气系统等进行检查，检查的内容主要是外观状态和重要结构件的关键受力部位；摄像的目的主要是对一些无法用文字和数据直观描述的现象和过程进行客观记录；厚度测量的对象主要是重要钢结构件的关键受力部位和锈蚀明显部位；直线度测量主要是针对结构存在明显变形、塔式起重机塔身和施工升降机导轨架等重要部件的测量考核，钢结构正常使用情况下不应该发生塑性变形，除非遇到意外的撞击或者违规超载使用等情况才会造成直线度偏差超标。载荷试验主要是考察设备的基本功能，包括结构的力学性能、机构的运转性能、控制系统的操作性能以及各安全装置的工作有效性。磁粉探伤无损检测主要适用于检测铁磁性材料近表面存在的裂纹等缺陷，正常的钢结构件和合格焊缝在承载后的损坏都是从边角外表开始，所以采用磁粉探伤基本能满足常规评估检测的需要；当重要结构件外观有明显缺陷或疑问时，必要情况下还可以采用超声和射线检测方法对结构件的内在质量进行检测。当重要结构件有改制或主要技术参数有变更等情况时可采用应力测试方法对相应部件进行结构应力检测。

4．2 塔式起重机安全评估

4．2．1 对于老旧设备的安全评估检测点的抽样，应区别于常规的检测抽样方法。每一台老旧设备的使用情况不尽相同，往往个体差异很大。从经济性、可操作性、合理性角度出发，有针对性地、有重点地对老旧设备的主要受力关键部位、历史经验总结容易发生疲劳损伤部位、外观明显锈蚀部位、外观明显变形部位等展开测量检验更符合目前的老旧设备现状。
    全数检验是对一批产品中的每一件或者对每一件产品的每一个要素进行检验；抽样检验是根据样本的特征来推断总体质量水平。常规的全数检验和抽样检验方法不完全适用于安全评估检测点的抽样。
    对于老旧设备的安全评估检测点的抽样，首先是全数目测，根据目测情况对发现的可疑部位进行全数检测，对未发现可疑情况的参照常规的抽样检验方法进行。

5 评估判别

5．1 壁厚判别

5．1．2 水平变幅臂架轨道通常情况下仅局部磨损较大，且在设计时预留有较大余量。根据长期的检验实践和理论计算，表明该位置可以承受较大的磨蚀量。施工升降机导轨架也是同样道理。
    施工升降机齿轮齿条传动评估判别：
    1 磨损检查判别标准
    升降机齿轮齿条传动属于开式齿轮传动，主要失效形式为磨损和断齿。而磨损造成的齿廓曲线改变和齿侧间隙增大将引起齿轮齿条传动的冲击、振动和噪声。磨损造成齿厚减薄，也是引起断齿的重要原因。所以磨损量的检验是升降机齿轮齿条传动安全技术评判的重点。
    升降机齿轮齿条允许的磨损量与模数及安全系数要求有关。国产升降机齿轮齿条传动规定模数m不得小于7，计算时的安全系数S不得小于5。一般国产升降机模数m＝8，齿轮齿条的分度圆齿厚s＝πm/2＝4π，若取安全系数S＝5，则安全系数被耗尽的齿面极限磨损量δ_max为：

    齿轮齿条长时间运转后，安全系数将下降，如果允许因磨损而最大消耗的安全系数为2，则齿面允许极限磨损量[δ]为：

    约为原齿厚的30％。齿轮齿条为双向啮合传动，两侧齿面均发生磨损，每侧允许的极限磨损量为[δ]的一半。因此以模数m＝8、安全系数为5、耗用安全系数为2(即磨损后的安全系数为3)的升降机齿轮齿条传动为例，其磨损判别标准为：
        1)齿条(非变位齿条)：
          用齿厚卡尺测量分度线齿厚
          分度线齿厚磨损量δ≤3．7mm 合格
          分度线齿厚磨损量δ＞3．7mm 报废
        2)齿轮(非变位齿轮)：
          齿轮的分度圆弧齿厚不便于测量，一般用齿厚卡尺测量分度圆弦齿厚或固定弦齿厚，后者与齿数多少无关，便于应用。固定弦齿厚＝分度弧齿厚×cos2α，故固定弦齿厚的[δ]＝3．681×cos220°＝3．459m，故齿轮磨损判别标准为：
          固定弦齿厚磨损量δ≤3．5mm 合格
          固定弦齿厚磨损量δ＞3．5mm 报废
    固定弦齿厚的测量要以齿顶圆为基准，测量精度受齿顶圆偏差和径向跳动偏差影响，故也可采用方便、精确的齿厚的间接测量法，即用公法线千分尺测量公法线长度来间接控制齿厚的磨损量，此时齿轮磨损判别标准为：
    公法线长度磨损量δ≤3．5mm 合格
    公法线磨损量δ＞3．5mm 报废
    升降机开式齿轮齿条传动也可以直接用塞尺测量齿的侧隙游移量的增大情况确定齿面磨损程度。
    2 齿面承载均匀性判别标准
    升降机齿轮齿条传动属于低速重载齿轮传动，要求传动中齿轮齿条工作齿面接触良好、承载均匀，以免载荷集中于局部区域而引起应力集中，造成局部磨损和断齿。齿轮齿条传动经过长时间运转后，由于零件的变形会引起承载均匀性逐步下降，因此齿面承载均匀性检验也是升降机齿轮齿条传动安全技术评判的重点。
    升降机齿轮齿条传动一般为8级精度，齿面承载均匀性判别标准为：
        1)接触斑点的分布位置趋近齿面中部 合格
          接触斑点分布于齿顶和两端部棱边 报废
        2)接触斑点沿高度方向≥40％，按长度方向≥50％ 合格
          接触斑点沿高度方向＜40％，按长度方向＜50％ 维修或报废
    3 裂纹判别标准
    齿轮齿条在齿根处受到最大的弯曲循环变应力的作用，齿根部产生疲劳裂纹并逐渐扩展，是导致断齿的重要原因，因此裂纹检测也是升降机齿轮齿条传动安全技术评判的重点。裂纹判别标准为：将齿轮擦洗干净，用放大镜进行检查，齿根处有裂纹出现则立刻报废。
    前面已经提到，磨损造成的齿廓曲线改变和齿侧间隙增大将引起齿轮齿条传动的冲击、振动和噪声。经过对现场实际情况调查，齿轮的磨损相对齿条更为严重，当磨损量达到一定程度时会引起较大的振动和噪声，严重影响到驾驶和乘坐人员的舒适度，所以本规程从严控制齿轮和齿条的磨损量判别标准。下图为常用的测量齿轮齿条磨损量的方法之一。

5．2 裂纹判别

5．2．2 评估检测中重要结构件发现裂纹，应查明原因，根据受力与裂纹情况采取阻止裂纹扩展的措施，通过加强或修复使之达到原承载能力，否则该构件应及时报废。塔机重要结构件的修复、加强必须由原制造商或具有相应资质的单位进行，修复前应制订技术方案，修复后应进行检验。修理、检验单位应将该项工作的技术资料转交塔机使用单位，存入该设备的技术档案备查。

5．4 塔式起重机整机判别

5．4．1、5．4．2 对评估设备进行评定时，本规程遵循以安全为主的原则，以重要结构件检测作为评定整机安全性的主要依据，同时结合整机试验情况、主要零部件和安全装置的维护保养情况等进行综合考评。评估结论分为合格、不合格两种。